專利名稱：高溫高壓鉆井液密度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)中，模擬地層高溫高壓狀態(tài)下，測量鉆井液密度的裝置，屬于鉆井液性能測量儀器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)在油氣田鉆井過程中采用地面測量的鉆井液密度，作為井下鉆井液的密度來計算。它忽視了井底高溫、高壓對鉆井液密度、性能的影響；從而導致在窄安全密度窗口井段鉆井時安全密度窗口被突破。造成井下復雜情況的發(fā)生，引起井噴、井漏、井塌等重大事故，甚至引起重大的人生傷亡事故，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。由于鉆井液的液柱壓力都是隨著油氣井的深度增加而增加，根據(jù)不同深度帶來的壓力、溫度對鉆井液密度的影響顯得尤為重要。建立在高溫高壓條件下鉆井液密度的測量裝置、評價溫度梯度和壓力對鉆井液密度的影響，以及不同鉆井液體系的高溫高壓性能對鉆井液密度的影響，作出定量的測量是目前油氣田深井鉆井作業(yè)中急待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種高溫高壓鉆井液密度測量裝置，它可在不同溫度即常溫至300℃、壓力為零到50MPa的范圍內(nèi)，模擬井下不同地層的鉆井液密度及不同鉆井液體系的高溫高壓性能對鉆井液密度的影響作出定量的測量；同時可評價井下不同溫度梯度環(huán)境對鉆井液密度及液柱壓力對鉆井液密度產(chǎn)生的影響，從而為鉆井工程設(shè)計和施工提供可靠的科學依據(jù)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高溫高壓鉆井液密度測量裝置，主要是由高壓釜體、活塞及活塞組件、釜體上、下蓋、油浴溫箱組成，其技術(shù)特征是將活塞及活塞組件5置入高壓釜體1中，裝上高壓釜體上蓋2，在高壓釜體上蓋2中安裝有溢流調(diào)壓閥3及進壓閥4，高壓釜體上蓋2與高壓釜體1采用緊固螺栓16聯(lián)結(jié)；釜體上蓋2的中心園環(huán)孔的中間開有二道密封園環(huán)凹槽嵌入O型硅橡膠制成的O形密封圈8，在活塞5園環(huán)表面上開有凹槽嵌入用硅橡膠制成的O型密封圈12；在活塞桿5頂部安裝有活塞頂帽7，在活塞頂帽7與高壓釜體上蓋2的上端面裝有限位裝置6，在活塞頂帽7的上端面裝有千分表9，活塞組件5能在高壓釜體1中沿軸向運移；高壓釜體下蓋10用緊固螺栓16與高壓釜體1的下端聯(lián)接，在高壓釜體下蓋10上裝有排液閥11；在釜體1的周圍為油浴溫箱，溫箱內(nèi)裝有加熱套13，加熱油腔14，隔熱保溫層20，在加熱箱體上蓋15上裝有電加熱器17，控溫傳感器18及溫度控制器19。加熱油腔14內(nèi)裝有HG-72H合成汽缸油為加熱介質(zhì)，隔熱層中加入石棉材料。在釜體上蓋2裝有一個進壓閥4，采用壓力泵通過進壓閥4將液壓油泵入高溫高壓釜體1上部的油腔內(nèi)，對釜體內(nèi)的活塞施加壓力，同時在釜體上蓋2頂部裝有0～50MPa的液體壓力表9，測定釜體1上部油腔內(nèi)的壓力；同時在釜體上蓋2安裝一個溢流調(diào)壓閥3，按所設(shè)定的壓力來控制釜體內(nèi)油腔的壓力，在釜體上蓋2上面安裝的限位裝置6是用來控制釜體內(nèi)被測鉆井液體積。
本實用新型的有益效果是本裝置可模擬在井下高溫高壓狀態(tài)下，測定各種不同類型鉆井液在不同溫度，不同壓力狀態(tài)下的密度及性能，為防止在井下發(fā)生井噴、井漏、井塌等復雜情況提供一個定量的評價手段。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。
附圖為本實用新型高溫高壓鉆井液密度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、高壓釜體，2、高壓釜體上蓋，3，溢流調(diào)壓閥，4、進壓閥，5、活塞組件，6、限位裝置，7、活塞桿頂帽，8、釜體上蓋密封環(huán)，9、千分表、即液體壓力表，10、高壓釜體下蓋，11、排液閥，12、活塞密封環(huán)，13、加熱套，14、加熱油腔，15、加熱箱體上蓋，16、緊固螺栓，17、電加熱器，18、控溫傳感器，19、溫度控制器，20、隔熱保溫層。
具體實施方式
按照附圖所示進行安裝后，先將高壓釜體下蓋10打開，把被測量的鉆井液放入高壓釜體1的下部，再將高壓釜體下蓋10與高壓釜體1用緊固螺栓16聯(lián)接。將高壓釜體下蓋10上的排液閥11旋開，再旋開活塞桿頂帽7，裝上限位裝置6，然后將活塞桿頂帽7旋緊。將進壓閥4打開施加一定預壓力；將泵入液壓油注入高壓釜體1的上部儲油腔中，在一定壓力條件下驅(qū)動活塞組件5向下運移，當運移到與限位裝置6接觸時即可停止泵入；然后旋緊高壓釜體下蓋10上的排液閥11，此時被測鉆井液的容量與常溫常壓密度計測量時的容量保持完全一致，讀取常溫常壓時鉆井液的密度，為該裝置的密度。隨后將活塞頂帽7旋開，取出限位裝置6后再旋緊活塞頂帽7。將高壓釜體1放入加熱箱體的加熱套13中，再在加熱套外壁的加熱油腔14中加入適量的合成汽缸油(HG-72H)；在加熱油腔14外壁與加熱箱體的外殼之間的隔熱保溫層20，填充石棉材料隔熱保溫。接通電源，按測量所需溫度調(diào)整溫度控制器19，此時開始加熱，當溫度達到所設(shè)置的溫度時即自動恒溫。將千分表9的觸頭與活塞桿頂帽7的上平面接觸，并調(diào)整到中間位置為零點。將溢流調(diào)壓閥3調(diào)整到測量所需的壓力；打開進壓閥4，泵入液壓油至高壓釜體1的上部，對活塞施加壓力；壓力大小由裝在液壓泵上的液壓表監(jiān)測，當達到所需壓力時即停止。這樣被測量的鉆井液在模擬一定的溫度、壓力狀態(tài)下的體積膨脹或壓縮的活塞的運移量通過千分表9來讀取。根據(jù)單位體積物質(zhì)的質(zhì)量為密度的原理，通過在一定溫度和壓力變化條件下的體積變化計算處理就能知道該鉆井液在所設(shè)定的高溫高壓狀態(tài)下的密度。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓鉆井液密度測量裝置，主要是由高壓釜體、活塞及活塞組件，釜體上、下蓋、油浴溫箱組成，其特征是活塞及活塞組件(5)置入高壓釜體(1)中，裝入高壓釜體上蓋(2)，在高壓釜體上蓋(2)上安裝有溢流調(diào)壓閥(3)及進壓閥(4)，高壓釜體上蓋(2)與高壓釜體(1)采用緊固螺栓(16)聯(lián)接；釜體上蓋(2)的中心園環(huán)孔的中間開有二道密封園環(huán)凹槽嵌入O型硅橡膠制成的O型密封環(huán)(8)，在活塞桿(5)聯(lián)接的活塞園環(huán)表面上開有凹槽嵌入用硅橡膠制成的O型密封環(huán)(12)；在活塞桿(5)頂部安裝有活塞頂帽(7)，在活塞頂帽(7)與高壓釜體上蓋(2)的上端面裝有限位裝置(6)，在活塞頂帽(7)的上端面裝有千分表(9)，活塞組件(5)能在高壓釜體(1)中沿軸向運移；高壓釜體下蓋(10)用緊固螺栓(16)與高壓釜體(1)的下端聯(lián)接，在高壓釜體下蓋(10)上裝有排液閥(11)；在釜體(1)的周圍為油浴溫箱，溫箱內(nèi)裝有加熱套(13)、加熱油腔(14)、隔熱保溫層(20)，在加熱箱體上蓋(15)上裝有電加熱器(17)、控溫傳感器(18)及溫度控制器(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓鉆井液密度測量裝置，其特征是加熱油腔內(nèi)裝有HG-72H合成汽缸油為加熱介質(zhì)，隔熱保溫層中加入石棉材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓鉆井液密度測量裝置，其特征是采用壓力泵通過進壓閥將液壓油泵入高壓釜體上部的油腔內(nèi)，對釜體內(nèi)的活塞施加壓力。
專利摘要本實用新型涉及用于油氣田鉆井作業(yè)中，高溫高壓鉆井液密度測量裝置。它可評價井下不同溫度和液柱壓力對鉆井液密度產(chǎn)生的影響，為鉆井設(shè)計和施工提供依據(jù)。其特征是活塞組件置入釜體中，釜體上蓋裝有溢流調(diào)壓閥及進壓閥；釜體上蓋的中心圓環(huán)孔的中間開有二道O型密封環(huán)，在活塞圓環(huán)表面上嵌有O型密封環(huán)；在活塞桿頂部安裝有活塞頂帽、限位裝置及千分表；在釜體下蓋上裝有排液閥，下蓋用螺栓與釜體下端聯(lián)接；釜體置入油浴溫箱中，溫箱內(nèi)裝有加熱套、加熱油腔、隔熱保溫層，箱體上蓋裝有電加熱器、控溫傳感器及溫度控制器。本裝置可模擬井下高溫高壓狀態(tài)下，測量各種鉆井液在不同溫度、壓力狀態(tài)下的密度及性能。
文檔編號G01N9/00GK2884196SQ200520036228
公開日2007年3月28日 申請日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者侯勤笠, 蒲曉林 申請人:西南石油學院