一种洗井模拟实验装置

技术领域

本发明涉及钻井工程技术领域，尤其涉及一种洗井模拟实验装置。

背景技术

空气洗井是地浸采铀工艺井及一般水文井常用的洗井方法，通过负压和冲击方式将井内堵塞物及井底沉砂返排出来，从而疏通井筒、恢复含水层渗透性。

但是，井下作业是不可见的，这使地浸采铀及相关行业长期以来都是以实践经验为主，在实际应用中也只单纯采用提高风压和风量的手段来提高洗井效果，无法在最佳风量、压力与最佳效果之间取得平衡，更无法预测洗井与清砂效果。

因此，开发室内模拟洗井实验装置，并应用装置进行工艺模拟以探索最佳工艺和新洗井技术，成为亟待开展的工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种洗井模拟实验装置，可以直视、准确模拟气体及泡沫洗井效果，通过精确气体计量及水位测量可对不同气体、不同洗井工艺进行评价，并采用措施防止了室内噪音、振动和洗井水的喷溅。

本发明提供了一种洗井模拟实验装置，包括：模拟井、气管、水位计、排气排液管、气动消声器、排气排液器；

气管插入模拟井内，所述气管末端设置有水位计；

所述模拟井的井口处设置出液口，

所述排气排液管前端与所述出液口连接，末端与气动消声器连接，所述气动消声器与出液口位于同一水平；

所述气动消声器放置于一个上部开口，下部有出水口的排气排液器中；

所述模拟井下端侧面设置有进水口，

所述模拟井底部设置有石英砂层。

优选地，还包括气源，气体流量计，压力计，

所述气管的前端连接所述气源，所述气管的中段连接气体流量计及压力计。

优选地，还包括水流量计，进水管，

所述进水管与所述进水口连接，

所述进水管上连接有水流量计。

优选地，所述模拟井下端侧面距底部10～50cm位置设置有进水口。

优选地，所述模拟井为有机玻璃管或聚碳酸酯管。

优选地，所述水位计测定精度为1cm，计数频率小于0.5s/次。

优选地，所述气动消声器采用铜质消声器，其规格型号比排气排液管大一号，用扩径变径接头进行连接。

优选地，所述排气排液器内积水水位低于气动消声器位置。

优选地，所述气体流量计采用气体质量流量计，流量范围10～250L/min。

优选地，所述气体流量计根据流量范围进行并联。

与现有技术相比，本发明的洗井模拟实验装置，通过模拟井、气管、水位计、排气排液管、气动消声器、排气排液器的设置，可用于模拟、评价空气、泡沫洗井时对水的提升能力、井底沉砂的运动及井下负压等。实验装置可以直视、准确模拟气体及泡沫洗井效果，通过精确气体计量及水位测量可对不同气体、不同洗井工艺进行评价，并采用措施防止了室内噪音、振动和洗井水的喷溅。

附图说明

图1表示本发明洗井模拟装置示意图；

图2表示采用水位计测定的室内模拟洗井压力数据；

图中，

1-模拟井，2-气管，3-水位计，4-排气排液管，5-气动消声器，6-排气排液器，7-出液口，8-进水口，9-石英砂层，10-气源，11-气体流量计，12-压力计，13-水流量计，14-进水管，15-变径接头。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。

本发明的实施例公开了一种洗井模拟实验装置，如图1所示，包括：模拟井1、气管2、水位计3、排气排液管4、气动消声器5、排气排液器6；

气管2插入模拟井1内，所述气管2末端设置有水位计3；

所述模拟井1的井口处设置出液口7，

所述排气排液管4前端与所述出液口7连接，末端与气动消声器5连接，所述气动消声器5与出液口7位于同一水平；

所述气动消声器5放置于一个上部开口，下部有出水口的排气排液器6中；

所述模拟井1下端侧面设置有进水口8，

所述模拟井1底部设置有石英砂层9。

为了控制气体流量，优选地，还包括气源10，气体流量计11，压力计12，

所述气管1的前端连接所述气源10，所述气管1的中段连接气体流量计11及压力计12。

所述气体流量计11采用气体质量流量计，流量范围10～250L/min，并可根据流量范围进行并联。

气管2插入模拟井1内，所述气管2末端设置有水位计3。所述水位计测定精度为1cm，计数频率小于0.5s/次。

所述模拟井优选为有机玻璃管或聚碳酸酯管。

所述模拟井1的井口处设置出液口7，

所述排气排液管4前端与所述出液口7连接，末端与气动消声器5连接，所述气动消声器5与出液口7位于同一水平；

所述气动消声器5放置于一个上部开口，下部有出水口的排气排液器6中；

所述气动消声器5采用铜质消声器，其规格型号比排气排液管4大一号，用扩径变径接头15进行连接。消音器本身是有压力损失的，扩径变径可解决消音器压力损失问题。

所述排气排液器内积水水位低于气动消声器位置。

所述模拟井1下端侧面设置有进水口8，优选地，所述进水口8距所述模拟井下端侧面距底部10～50cm。

优选地，还包括水流量计13，进水管14，

所述进水管14与所述进水口8连接，

所述进水管14上连接有水流量计13。模拟渗流水通过进水管14，水流量计13计量后进入模拟井中。

所述模拟井1底部设置有石英砂层9，用于模拟实际井的沉砂。

所述洗井模拟装置气体从气源流出，经气体流量计、压力计计量后经气管末端出口进入模拟井，并在气压下以气液混合物方式将井内水从井口的出液口吹出。吹出的气液混合物经排气排液管流出，排气排液管末端连接气动消声器，气动消声器与出液口位于同一水平；排气排液管末端与气动消声器放置于一个上部开口、下部有出水口的排气排液器中。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的洗井模拟实验装置进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

一种洗井模拟实验装置，包括模拟井1、气源10、气体流量计11、压力计12、气管2、水位计3、进水管14、水流量计13、排气排液管4、气动消声器5、排气排液器6。

模拟井1采用有机玻璃管或聚碳酸酯管。洗井时，气体从气源10流出，经气体流量计11、压力计12计量后经气管2末端出口进入模拟井1，并在气压下以气液混合物方式将井内水从井口的出液口7吹出。吹出的气液混合物经排气排液管4流出，排气排液管4末端通过扩径变径接头连接气动消声器5，气动消声器5与出液口7位于同一水平；气动消声器5采用铜质消声器，其规格型号比排气排液管4管径大一号；排气排液管4末端与气动消声器5放置于一个上部开口、下部有出水口的排气排液器6中；排气排液器6内积水水位低于气动消声器5位置；

气体流量计11采用气体质量流量计，流量范围10-250L/min，并可根据流量范围进行并联；

在气管末端出口处捆绑有水位计3，水位计测定精度1cm、计数频率小于0.5s/次，实验中的数据如图2所示；

模拟井下端侧面距底部10～50cm位置有进水口8，模拟渗流水通过进水管14、水流量计13计量后进入模拟井中；

模拟井1底部加有少量石英砂层10，模拟实际井的沉砂。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。