岩屑运移

摘要： 近年来,国内大规模开发非常规油气资源,水平井部署数量急剧增加,由于对水平井井眼清洁缺乏科学、系统地认识,水平段钻进过程中经常出现卡钻、提前完钻、套管无法下至预定井深等问题;另外,不良的井眼清洁也会导致非常高的隐性成本,包括控制机械钻速、增加划眼、循环、起钻时间等。通过明确水平井不同井段岩屑运移机理,分析井眼清洁的关键要素,提出一种通过监测实钻摩阻评价井眼清洁的方法,形成一套高效的水平井井眼清洁技术。在玛湖及吉木萨尔页岩油等区域现场实践,根据现场实测数据验证了该套技术理论的正确性,可以在国内现有设备及仪器的条件下,保障水平段井眼清洁,大幅缩短循环、通井等低效生产时间,协助现场水平井提速提效。

摘要： 水平井岩屑大量堆积会引起摩阻和扭矩增加,还可能出现许多复杂问题,严重时会出现卡钻事故,甚至影响后续作业。为了研究大斜度及水平井中岩屑的输送规律,文章基于泡沫流体的特殊流变模型,建立了垂直/近垂直段、过渡段和大斜度/水平段岩屑输送的数学模型,并对岩屑床厚度随井斜角的分布特征以及不同泡沫流动参数对环空岩屑床厚度的影响规律进行分析。结果表明,井斜角、环空速度、泡沫质量、岩屑粒径和偏心度是影响环空岩屑传输的关键因素。环空中岩屑床的厚度随着井斜角的减小而减小;随泡沫流速、质量的增大而减小;随钻柱偏心度增大而增大。因此在现场作业中,在大斜度井段应降低钻柱偏心度,保证钻柱居中度,同时旋转钻柱、提高泡沫流速或增加泡沫质量来减小岩屑床的厚度,以便更好地改善井眼的清岩效果。

摘要： 为了提高大位移水平井钻井过程中井眼环空的岩屑颗粒运移效率,文中以岩屑颗粒运移速度作为评判运移效率指标,采用CFD-DEM耦合模型进行数值模拟,分析了钻杆偏心度、钻井液入口流速、钻杆转速和岩屑粒径对岩屑颗粒运移速度的影响规律。模拟仿真结果得出:钻杆偏心度的增大将导致悬浮层岩屑颗粒平均运移速度降低,其中偏心度大于0.50时,岩屑颗粒更易形成岩屑床;岩屑粒径的增大将使得沉降速度增大,从而导致岩屑颗粒运移速度降低,岩屑粒径超过1.5 mm时,岩屑颗粒运移速度降低较为明显;提高钻杆转速,对岩屑颗粒运移速度的提升效果较小,但会使得岩屑滞留量减少;增大钻井液入口流速,能够使得岩屑颗粒运移速度同比例增大。为了减少岩屑床的形成,增大井眼清洁程度,应增大钻杆转速与钻井液入口流速,减小岩屑粒径。文中所建立的耦合模型也可为岩屑颗粒运移的研究提供一定的理论指导。

摘要： 水平井已成为常规和非常规油气资源开采的常用井型,但水平井钻井过程中造斜段与水平段环空极易堆积形成岩屑床,为避免岩屑床沉积所导致的埋钻、卡钻事故,需要对环空中的岩屑床高度进行实时准确预测。为此,基于漂移流动模型建立了环空固液两相瞬态运移模型,应用基于交错网格的有限体积法对环空进行离散化,并采用投影方法进行数值求解。研究结果表明:①投影方法可以应用于环空固液两相流瞬态计算当中,且求解效率高于传统的压力—速度耦合算法;②岩屑进入环空后,首先在钻头处形成稳定岩屑床并逐渐向出口方向延伸,由于岩屑运移所产生的阻力远高于钻井液流动阻力,岩屑体积分数较高的井段环空压耗大幅增加;③环空中形成稳定岩屑床的时间主要受排量影响,低环空排量形成稳定岩屑床的时间较高环空排量所需时间更长;④通过与稳态岩屑床高度模型进行对比,所建立模型可满足实钻过程中的工程需要,且准确性可靠。结论认为,建立的模型用于预测大斜度井段岩屑床瞬态高度,计算效率较高,能够为水平井岩屑床高效清除与卡钻事故风险预测提供一定的理论指导。

摘要： 为揭示页岩气偏心水平井气侵期间岩屑运移规律,基于欧拉多相紊流计算模型,研究钻井液排量与黏度、气体侵入量、岩屑粒径、入口岩屑含量对气侵期间偏心度为0.75的环空岩屑分布的影响。结果表明,气侵期间上述因素均会对偏心环空岩屑分布造成不同程度的影响,随岩屑粒径与入口岩屑含量的增大、钻井液排量与黏度的减小,环空出口底部岩屑床厚度增加,气体侵入量安全范围内对岩屑分布影响甚微,随其增大,岩屑床厚度稍有上升。

摘要： 为了探究旋转导向钻具在导向钻进过程中井底岩屑运移规律,采用计算流体动力学和离散单元法耦合算法(CFD-DEM)建立描述井底钻井液与岩屑颗粒复杂两相流动的模型,运用有限元软件与离散元软件分析旋转导向钻具井底岩屑颗粒的运动学特性;探讨旋转导向钻头偏置角度、钻井液流速、钻头转速、岩屑颗粒粒径对井底岩屑颗粒运移特性的影响规律。结果表明:提高转速与钻井液流速,岩屑颗粒的运移速度随之增大,对于井底岩屑颗粒的运移起到正反馈的作用,可提高井底清洁度;岩屑颗粒粒径的增大会减小岩屑颗粒的运移速度,当岩屑颗粒的直径大于3 mm时,岩屑运移速度减小更加明显;旋转导向钻具钻头偏置会导致井底空间结构的变化,岩屑颗粒动能和钻井液水力能量也会削弱,最终会加剧钻头磨损,产生泥包等。

摘要： 为准确反演勘察孔地层岩性信息、提高岩屑反演勘察孔地层岩性的准确性,依托某隧道水平定向钻地质勘察项目,开展了水平定向钻隧道地质勘察孔岩屑运移与地层相关性研究。研究结果表明:依据岩屑运移速度、费祥俊临界流速理论和Larsen最小返速理论对现场岩屑运移形式的分析,推知不同围岩岩屑颗粒在水平定向钻孔环空内的运移形式以推移为主,少部分悬移,且存在少量岩屑床;在水平定向钻勘察工程现场,钻头处产生的地层岩屑最先以悬浮运移状态随泥浆返出;基于物料输送相关理论分析岩屑颗粒自由悬浮和运动方程,建立了水平定向钻勘察孔岩屑悬移运移模型;依托现场碳质板岩和石英片岩相关参数进行了岩屑运移与地层相关性分析,分别得出完整地层和断层破碎带的岩屑运移孔壁阻力系数,且断裂带处岩屑运移孔壁阻力系数约为非断裂带处的2.72倍;得出不同直径钻杆工作范围内的钻孔环空岩屑最终悬浮运移速度,建立了岩屑运移与地层的关联分析计算模型。研究结果为准确反演勘察孔地层岩性信息,以及后续隧道的顺利施工提供了理论和数据支持。

摘要： 为了研究倒划眼或短起下钻对水平井段岩屑运移规律的影响、指导现场短起下钻作业和短起下钻时对井眼清洁程度的评价,基于CFD数值模拟方法并结合欧拉双流体模型,探讨了钻杆起钻速度、钻井液黏度等参数对岩屑床破坏作用的机制.研究结果表明:①起钻速度介于0.10～0.25 m/s时,钻杆起钻这种轴向运动只破坏了原始的岩屑床形态,使岩屑重新沿轴向扩散分布,对提高井眼清洁效率没有作用;②当起钻速度大于0.25 m/s时,钻井液的反向流动冲蚀作用使岩屑重新堆积成较高的丘状岩屑床,有可能影响再次下钻,增加了卡钻风险;③钻井液黏度小于30mPa·s时,环空岩屑运移以钻杆的机械拖拽作用为主导;④钻井液黏度大于30 mPa·s时,环空岩屑运移以抽吸压力作用为主导;⑤钻井液黏度固定时,钻杆轴向运动速度选择不合理有可能导致井内压力波动增大,增加了井涌和溢流的风险.进而提出建议:现场在起下钻作业时,井眼内钻井液黏度小于30 mPa·s时使用0.25～0.75 m/s的起钻速度,钻井液黏度大于30 mPa·s则使用0.10～0.25 m/s的安全起钻速度.

摘要： 近年来,随着大庆油田致密油区块的开发,水平井的应用越来越广泛,钻进后期随着水平段继续延伸、轨迹调整发生变化,水平段返砂越来越困难,摩阻、扭矩也越来越大等问题导致的井下复杂严重影响了钻井作业.以大庆油田三肇地区的致密油水平井为例,通过优化井眼轨迹和使用清砂工具达到了减摩降阻的目的,进一步提高了致密油水平井的钻井作业效率和安全性.

摘要： 在页岩气井的钻井过程中,由于重力作用,钻井时产生的岩屑会沉降在钻杆下部的低速区,随着岩屑的逐渐堆积,形成的岩屑床会使钻柱产生卡钻和机械钻速降低等问题,严重影响钻进效率.为了提高页岩气井眼净化效果并研究井眼净化的影响因素,通过有限元仿真的方法,在Fluent中建立了欧拉固液双相流模型与三维井眼环空岩屑沉降模型,采用六面体网格对模型进行划分,验证了网格无关性和收敛性;再将室内岩屑运移装置模拟的岩屑沉降结果与有限元仿真结果做对比,证明了模型的正确性;最后利用有限元仿真分析了在幂律流体中岩屑直径、井斜角、机械钻速、排量和钻井液密度等对井眼净化效果的影响,得出减小钻头切削齿的直径(可使形成的岩屑直径变小)、在大斜度井内加装岩屑床破坏器(减少岩屑床生成)、适当增大排量与钻井液密度(提高携岩能力)可以有效提高井眼净化效果.研究成果对减少环空内岩屑沉降量以及提高岩屑运移能力具有重要意义.

摘要： 石油天然气管道在河流、湖泊、城区等不利于开挖的区域的铺设工程一般首选水平定向钻(HDD)穿越技术,然而随着中国油气管道直径的增加,该技术在岩屑运移方面出现了急需解决的技术瓶颈.大直径水平定向钻钻孔直径可达到钻杆直径的10倍以上,钻孔环形空间泥浆不仅处于不利于岩屑运移的层流状态,而且返速低至0.01-0.02m/s.岩屑在环空中运移效率很低,并在孔底形成稳定的岩屑床,进而造成孔内事故.针对该问题,本研究首先基于大直径水平孔内低速层流状态下流场的动力学特征推导出柱坐标系下环空泥浆的运动微分方程组,然后根据相似理论模型试验的关键参数,并通过计算机数值模拟揭示了环空泥浆流场分布及岩屑运移规律,研究最后使用环空岩屑运移综合模拟实验装置进行了多次模拟实验,通过控制钻孔角度、环空泥浆平均流速等参数,观察岩屑的运动状态和岩屑床的变化规律,对计算机模拟结果进行验证.研究结果表明,增加泥浆浓度对提高大粒径岩屑运移效率效果不明显;提高环空泥浆流速,在一定程度上能够提高单颗岩屑运移效率,同时也会带来增加岩屑床末端回流区、增加岩屑床内部压差等负面影响.

摘要： 由于水平井井身结构的特殊性,岩屑较易在斜井段及水平段中沉积形成岩屑床,进而导致卡钻等一系列问题.本文分析了水平井岩屑运移机理并建立了水平井中岩屑运移临界流速数学模型,研究钻柱偏心度、转速、井斜角、岩屑粒径及流体黏度对于临界流速的影响.研究表明,钻柱转速增大,直井段岩屑运移临界流速增大,水平段岩屑运移流速减小.井斜角较小时,岩屑运移所需的临界流速随偏心度增大;井斜角较大时,在偏心度较小条件下,岩屑运移所需的临界流速略有增大,而在偏心度较大条件下,岩屑受钻柱转动影响进入悬浮运移状态,运移所需的临界流速急剧减小.岩屑粒径越大其运移所需的临界流速越高,钻井液黏度的增大有利于降低岩屑运移临界流速.

摘要： 井眼净化是气体钻水平井技术面临的一大工程难题,目前国内外对该问题的研究多集中于注气量模型和水平环空流场的分析,而对水平井段岩屑运移特征方面的研究较少.基于流体动力学,采用CFD软件分析了岩屑颗粒粒径、注气量、钻杆转动和钻杆偏心对单颗粒岩屑和岩屑颗粒群在水平环空运移的影响,研究结果表明岩屑粒径越小、注气量越大、偏心度越小、钻杆转动越快,单颗粒岩屑和岩屑颗粒群运移的距离越远;采取适当提高注气量、在水平井段适当部位添加钻杆扶正器、在水平井段安装清岩工具等措施,有利于岩屑和岩屑床的清除.

摘要： 深水钻井隔水管段由于具有环空尺寸大、井筒温度低等特点,其岩屑运移特性较常规井段有较大不同.基于多相流体力学和传热学理论,针对深水钻井特点,建立了深水钻井隔水管段岩屑运移模型,并应用商用CFD软件FLUENT,对岩屑在深水钻井隔水管段的运移特性进行了数值模拟计算,得到了岩屑在环空中的轴向速度分布和体积浓度分布,以及大尺寸环空条件下,环空返速、钻杆旋转、钻井液性质和岩屑粒径等因素对岩屑运移的影响规律.研究表明,在隔水管大尺寸环空中,随着环空返速的增加,岩屑体积浓度沿径向上分布逐渐趋于均匀,低返速情况下,钻杆旋转对岩屑运移有抑制作用;与常规井段相比,钻井液密度对岩屑运移特性的影响程度变小,黏度对岩屑运移特性的影响程度变大;岩屑粒径对岩屑运移特性的影响,仅在环空返速较小的情况下才表现明显;低温有利于岩屑的运移.

摘要： 为了能够预测和分析在钻斜井时岩屑的运移情况以保证钻井过程中有效的清屑，笔者研制的计算机软件包HCPT为矿场工程师提供了一种有用的手段。该软件包可以让用户来计算岩屑床的形成，确定屑床是向上滑动还是保持不动，分析形成屑床的位置及厚度。用Visual Basic语言编写的该程序可以作为独立的文件在Windows系统环境下运行。该软件包是在所建立的理论模型的基础上编制的。其中，新的数学模型在考虑钻井工作参数、井身结构、泥浆性质和岩屑特性的条件下，能够模拟和预测大斜度井及水平井的岩屑运移。此外，该文还包括了岩屑床运移的三层模式和岩屑浓度方程。

摘要： 气体钻井与常规的钻井液钻井技术相比,气体的携岩能力相对较弱.气体钻井过程中由于井筒内压力过低,经常造成井眼坍塌扩径,因此扩径井段携岩问题已经成为制约钻井安全的因素之一.本文建立气体在环空内的动力学模型,利用CFD对气体钻井扩径段流体流动特点进行研究.结合X井测井数据及施工参数建立环空结构模型、确定边界条件;对扩径井段扩径率1.1～1.5倍进行单个及两个组合进行仿真,其结果显示在非扩径段空气和岩屑速度大于扩径段速度;随着上部扩径率的增加,上部空气和岩屑速度越来越小,下部扩径段空气和岩屑速度依次增加,且在扩径处速度变化依次增加.本文研究对进一步评价井径扩大率对扩径段岩屑运移情况具有参考价值.

摘要： 基于液-固两相流理论,气-液-固三相流理论以及相似理论和量纲分析原理,自主设计并研制了一套水平环空多相复杂流动物理模拟实验装置.该装置可实现对常规或低密度钻井液携岩环空复杂流动的可视化物理模拟.利用该装置开展了水平井环空气-液-固三相流动物理模拟实验,并针对气液体积流量比、钻杆旋转与偏心等因素对岩屑运移的影响规律进行了深入的研究.结果表明:对岩屑运移起主导作用的是液相流量,气液体积流量比对岩屑运移的影响相对较小,钻杆偏心或旋转对岩屑运移的影响具有不确定性,但在钻杆处于偏心位置时旋转钻杆,最有利于岩屑的运移.

摘要： 针对气体钻水平井时钻井岩屑运移困难的问题,用Pro/E软件和CFD软件进行了计算机仿真模拟研究,设计出新型气体钻水平井用钻具扶正器.用CFD软件对该新型扶正器进行了气体流场数值模拟研究,优化设计出合理的流道结构.当流体以低速(9.612m/s)直线流入扶正器导流槽入口,通过扶正器上变截面螺旋流道的加速,可以高速(145m/s)螺旋流出,冲刷水平井底壁滞留的岩屑并将其带出,避免了岩屑在扶正器出口堆积的现象,使水平井钻井岩屑运移顺畅,满足实际要求.

摘要： 随着氮气钻井技术的不断发展，氮气钻井在发现和保护油气层方面的巨大优势越来越受到人们的重视，而将氮气欠平衡钻井技术与水平井技术结合起来是油田勘探开发最有效的一种技术，在这种联合技术的应用中，氮气水平井的携岩机理及井眼轨迹监测与控制技术成为必需考虑的两项重要因素。本文对氮气水平井携岩机理及井眼控制技术进行了系统的研究，同时结合现场应用实例，指出了氮气水平井钻井过程中易出现的问题、技术难点及部分解决方法，对氮气水平井的现场应用具有一定的指导意义。

摘要： 随着氮气钻井技术的不断发展，氮气钻井在发现和保护油气层方面的巨大优势越来越受到人们的重视，而将氮气欠平衡钻井技术与水平井技术结合起来是油田勘探开发最有效的一种技术，在这种联合技术的应用中，氮气水平井的携岩机理及井眼轨迹监测与控制技术成为必需考虑的两项重要因素。本文对氮气水平井携岩机理及井眼控制技术进行了系统的研究，同时结合现场应用实例，指出了氮气水平井钻井过程中易出现的问题、技术难点及部分解决方法，对氮气水平井的现场应用具有一定的指导意义。

摘要： 本申请公开了一种运移岩屑工具。该运移岩屑工具包括：顺次相连的上接头、运移主体和下接头，上接头、运移主体和下接头中形成有上下贯通的通道，运移岩屑工具还包括设置在通道中的中心杆；中心杆的上部上套设有与运移主体相连的上轴承组；下部上套设有与运移主体相连的下轴承组；中部上套设有涡轮组，涡轮组的每个涡轮均包括定子与转子，转子与中心杆固定，定子与运移主体固定；中心杆的上部、涡轮组与中心杆的下部形成有适于让钻井液流过的空心流道，其中定子在钻井液流过时带动运移主体旋转；上接头、运移主体和下接头的外表面形成在周向上交替间隔设置的多个长棱和多个导向槽。该运移岩屑工具能高速旋转，运移岩屑的效率较高。

摘要： 本发明实施例提供一种模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置及方法，属于海洋深水油气勘探开发领域。利用水泵抽取水流以向水槽中注入水流，注入的水流依次经由整流板和导流栅组导流以获得强度均匀的水流以模拟洋流，然后在模拟洋流的洋流速度达到第一预设流速的情况下，从水槽底部向模拟洋流中注入岩屑混合液，通过该方法可对深水表层钻井返出岩屑运移沉积过程进行模拟，解决钻井过程中岩屑运移沉积过程不易被观察的问题，从而指导丛式井组水下管汇的安装。

摘要： 本发明提供了一种基于岩屑运移量的PDC钻头钻进参数的优化方法，通过收集历史数据，从历史钻井数据中寻找规律，针对不同的岩层以及深度确定最优指标，实现了确定钻头钻进参数的最优指标的功能。本发明通过更好地选择钻井参数，提高了钻头的使用寿命和钻进效率。本发明通过对钻头所采用的钻进参数的正确评估，实现了对钻头的具体工况的了解。

摘要： 本申请公开了一种水平井岩屑运移模拟实验系统及方法，该系统包括该第一动力组件、可视化模拟井筒、钻杆模拟组件、装填装置、起吊组件、储液罐和离心泵。通过可视化玻璃井筒可以观察岩屑的运移情况。利用离心泵可改变储液罐的排量，以探究不同体积的钻井液对岩屑运移的影响。利用起吊组件可改变可视化模拟井筒相对于水平面的倾斜角度来模拟不同的井斜度，以探究井斜度大小对岩屑运移的影响。利用第一动力组件可以调整钻杆模拟组件的转速，以探究不同的转速对岩屑运移的影响。利用该系统可探究不同影响因素对于岩屑运移规律的影响，从而可更好地指导实际生产。

摘要： 本发明公开了一种可视化水平环空岩屑运移模拟设备，属于模拟石油钻井实验领域，包括钻井液装置，其特征在于：还包括岩屑送料装置、模拟井筒装置、钻杆旋转偏心装置、岩屑分离器和计算机，模拟井筒装置包括模拟井筒和固定座，钻杆旋转偏心装置包括偏心器、钻杆连接段、钻杆、扭矩传感器、电机和第二变频器，第一变频器、第二变频器、液体流量计、扭矩传感器分别与计算机连接，模拟井筒包括上半部筒体和下半部筒体，上半部筒体为透明外筒，下半部筒体为粗糙的模拟井壁，模拟井壁外设置有金属外筒。本发明模拟设备结构更加简单，制造成本更低，能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段的运移情况，满足多种工况下实验的要求。

摘要： 本发明公开了一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法，属于模拟石油钻井实验技术领域，其特征在于：包括以下步骤：“a、向模拟井筒的环空注液，模拟水平井水平环空中的钻井液；b、通过进料控制阀调控岩屑罐的注入岩屑量，分析不同岩屑量对岩屑运移的影响；c、调节钻井液排量，分析不同钻井液返速对岩屑运移的影响；d、调节钻杆旋转偏心装置，分析不同偏心度对岩屑运移的影响；e、通过调节钻杆旋转速度，分析不同钻杆转速对岩屑运移的影响；f、通过注入不同物性的岩屑，分析不同物性的岩屑对岩屑运移的影响。本发明原理可靠，操作简便，能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段多种工况下的运移情况。

摘要： 本发明提供一种水平定向钻气液两相流岩屑运移试验装置及试验方法，试验装置包括旋转动力系统、测试系统、进气管路、依次连接的供水管路、进水管路、气液混合管路、试验管路和返流管路，供水管路与进水管路通过自吸泵连接，供水管路和返流管路与水箱连接，旋转动力系统驱动试验管路轴向旋转；储气罐与空气压缩机相连；自吸泵和旋转动力系统连接有变频器，以控制进水流量和试验管路的转速；测试系统包括涡街流量计、第一压力检测装置、电磁流量计、第二压力检测装置、霍尔转速传感器、差压变送器和第三压力检测装置。本发明提出的技术方案的有益效果是：可开展水平定向钻气液两相流岩屑运移试验，研究气液两相流在转动钻杆内的流动模式及能量损失。

摘要： 本实用新型公开了一种岩屑运移模拟设备，属于模拟石油钻井实验技术领域，包括钻井液装置，其特征在于：还包括岩屑送料装置、模拟井筒装置、钻杆旋转偏心装置、岩屑分离器和计算机，钻井液装置包括第一变频器、钻井液泵、储液罐和液体流量计，岩屑送料装置包括岩屑罐和进料控制阀；模拟井筒装置包括模拟井筒和固定座，钻杆旋转偏心装置包括偏心器、钻杆连接段、钻杆、扭矩传感器、电机和第二变频器，第一变频器、第二变频器、液体流量计、扭矩传感器分别与计算机连接。本实用新型整个模拟设备结构更加简单，制造成本更低，能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段的运移情况，满足多种工况下实验的要求。

摘要： 本实用新型提供一种水平定向钻扩孔反循环水力岩屑运移试验装置，包括旋转动力系统、测试系统、进屑管路、依次连接的供水管路、进水管路、第一试验管路、第二试验管路和返流管路，进水管路和返流管路均与水箱连接，水箱内设有滤网，旋转动力系统驱动第二试验管路轴向旋转；测试系统包括电磁流量计、压力检测装置、霍尔转速传感器、第一差压变送器和第二差压变送器。本实用新型提出的技术方案的有益效果是：可系统开展水平定向钻扩孔反循环水力岩屑运移试验，研究固液两相流在转动钻杆内的流动模式及能量损失，分析进水流量、钻杆转动速度、岩屑粒径及含量等参数对固液两相流在转动钻杆内的流动模式及能量损失的影响。

摘要： 本实用新型提供一种水平定向钻气液两相流岩屑运移试验装置，包括旋转动力系统、测试系统、进气管路、依次连接的供水管路、进水管路、气液混合管路、试验管路和返流管路，供水管路与进水管路之间通过自吸泵连接，供水管路和返流管路均与水箱连接，旋转动力系统驱动试验管路轴向旋转；储气罐与空气压缩机相连；自吸泵和旋转动力系统均连接有变频器，以控制进水流量和试验管路的转速；测试系统包括涡街流量计、第一压力检测装置、电磁流量计、第二压力检测装置、霍尔转速传感器、差压变送器和第三压力检测装置。本实用新型提出的技术方案的有益效果是：可开展水平定向钻气液两相流岩屑运移试验，研究气液两相流在转动钻杆内的流动模式及能量损失。