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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明涉及一种无隔水管钻井泥浆循环管线可视化岩屑运移模拟装置与方法，属于海洋深水油气勘探开发领域，包括泥浆循环管线模拟部分、辅助循环部分、加砂部分和数据检测与处理部分；泥浆循环管线模拟部分用于模拟深水无隔水管钻井泥浆循环管线内岩屑运移与沉积过程；辅助循环部分用于向可视化循环管线提供钻井液；加砂部分用于提供不同投放速率的岩屑；数据检测与处理部分包括高速摄像机和计算机。本发明在可视化条件下，可模拟不同钻井液流量、岩屑生成量、管道倾斜角、岩屑粒径、岩屑类型及岩屑形状对无隔水管钻井泥浆岩屑运移规律的影响，功能丰富，结构简单紧凑，占地面积小，操作轻盈灵活，易于改造及拆装，使用安全，且建造与运行成本较低。

主权项：1.一种无隔水管钻井泥浆循环管线可视化岩屑运移模拟装置，其特征在于，包括泥浆循环管线模拟部分、辅助循环部分、加砂部分和数据检测与处理部分；所述泥浆循环管线模拟部分包括管道支撑底座、可视管线支撑板、三段透明玻璃管、和管线倾角调节架，三段透明玻璃管相互连接形成可视化循环管线，可视化循环管线固定于可视管线支撑板上，可视管线支撑板安装于管道支撑底座上，并依靠管线倾角调节架调节可视管线支撑板的倾角大小；所述可视化循环管线的一端连接软管A，另一端连接软管B，软管A、三段透明玻璃管、软管B相互连接处均设置一压力传感器，用于测量不同位置处的压力；所述辅助循环部分一端与软管A连接，另一端与软管B连接，用于向可视化循环管线提供钻井液，同时将经过可视化循环管线的钻井液与岩屑分离，并回收实验岩屑；所述加砂部分包括砂罐、加砂绞龙和加砂电机，砂罐底部开设有送料端，与加砂绞龙的进料端连接，砂罐中的岩屑进入加砂绞龙后，在加砂电机作用下，输送到加砂绞龙出料端，用于提供不同投放速率的岩屑；所述数据检测与处理部分包括高速摄像机和计算机，高速摄像机用于拍摄可视化循环管线的实时状态，并传递至计算机，计算机与多个压力传感器连接，实时获取压力信息；所述辅助循环部分包括旋振筛、岩屑回收桶、螺杆泵、水筛支架、钻井液罐、三通管A、三通管B和三通管C，旋振筛和钻井液罐置于水筛支架上方并与水筛支架固定连接，螺杆泵置于水筛支架内部，软管A、三通管A、三通管B、三通管C和软管B组成辅助循环管线，软管A连接可视化循环管线出口端和旋振筛顶部的送料口，旋振筛用于固液分离，其下部的分离口落至岩屑回收桶，右侧的分离口与钻井液罐连接，钻井液罐底部与螺杆泵的吸入端连接，螺杆泵将钻井液吸入并泵送至可视化循环管线中；三段透明玻璃管为玻璃钢复合材料，软管A、软管B为挠性管，三通管A、三通管B、三通管C均为不锈钢，实验流体为钻井液；所述三通管B的a端连接螺杆泵出口端，三通管B的b端连接电磁流量计入口，三通管B的c端与三通管A的a端相连，三通管A的b端与钻井液罐的侧面开孔连接，三通管A的c端与砂罐的侧面开孔连接，钻井液罐的侧面开孔与三通管A18的b端连接管线上设置有一个阀门，通过控制阀门的开启，能够对砂罐进行泄压；三通管C的a端与电磁流量计出口端相连，电磁流量计与计算机连接，三通管C的b端与加砂绞龙的出口端相连，三通管C的c端通过软管B与可视化循环管线的入口端相连；所述砂罐包括一砂罐本体，砂罐本体顶部设置有一输砂口，输砂口上部焊接一砂罐盖，砂罐盖上连接一快速接头，该快速接头包括一公头和母头，公头焊接在砂罐盖上，公头与母头之间为可插拔结构；所述砂罐、加砂绞龙和加砂电机均固定在砂罐支架上，所述砂罐支架包括一钢架本体，钢架本体顶部设置一卡环，卡环上设置有螺栓孔，所述砂罐上设置有砂罐卡环，钢架本体上的卡环与砂罐卡环形状相同，通过多个螺栓孔螺栓连接；钢架本体的上部螺纹连接有一连接钢片A和连接钢片B，加砂绞龙与连接钢片A和连接钢片B焊接；钢架本体的一侧螺纹连接一电机座板，电机座板上设置有电机安装槽，用于安装加砂电机；所述钻井液罐包括钻井液罐主体，钻井液罐主体内设置有过滤挡板，将钻井液罐主体分为前腔室和后腔室，过滤挡板的上部设置有两通孔，两通孔上设置有过滤筛网A，从旋振筛分离出的钻井液首先进入钻井液罐的前腔室，当前腔室内钻井液高度达到两个通孔高度时，钻井液通过过滤筛网A进入后腔室，从而实现对旋振筛送入的钻井液的过滤；所述后腔室侧壁上设置钻井液罐的侧面开孔，底部设置有出水口，出水口连接螺杆泵的吸入端，出水口上设置有过滤筛网B，该过滤筛网B的孔径小于过滤筛网A的孔径；出水口为高度为20cm的圆柱凸台。

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