專利名稱：一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測試高溫高壓下高密度工作液固相顆粒的懸浮穩(wěn)定性能的懸浮穩(wěn)定性測試裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，高壓和超高壓油氣井日益增多，在鉆高壓油氣井或超深井時(shí)，通常使用專門的加重劑來增加泥漿的比重以平衡地層壓力，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，確 定泥漿對(duì)加重劑的懸浮效果好壞是加重泥漿使用過程中的一大難題，根據(jù)加重劑在泥漿中的沉降時(shí)會(huì)使泥漿的液柱壓力發(fā)生改變的作用原理，鉆完井過程中工作液懸浮穩(wěn)定性、沉降穩(wěn)定性直接影響施工進(jìn)展在起下鉆、停鉆檢修過程中，若懸浮穩(wěn)定性、沉降穩(wěn)定性差，將導(dǎo)致起下鉆及開泵困難；完井修井過程中(試油作業(yè)中)，工作液長期(半個(gè)月甚至一個(gè)月以上)處于高溫、高壓惡劣條件下，若懸浮穩(wěn)定性、沉降穩(wěn)定性差，則會(huì)導(dǎo)致下工具困難甚至影響試油作業(yè)，目前國內(nèi)外評(píng)價(jià)加重泥漿的沉降穩(wěn)定性主要有兩種直接觀察法和上下密度差法。直接觀察法是將一定體積的加重泥漿倒入一透明容器內(nèi)，觀察一段時(shí)間后泥漿是否會(huì)顯著分層；上下密度差法是將高溫前鉆井液攪勻，倒入500ml量筒至滿刻度靜置48h后，取2/5處鉆井液，用密度稱測定上層鉆井液密度，取4/5處鉆井液，用密度稱測定下層鉆井液密度，若上下層鉆井液密度差< 0. 02g/cm3，表明該鉆井液體系沉降穩(wěn)定性好，具有良好的懸浮穩(wěn)定性，然而這兩種方法都存在一定的局限性1、不能都在高溫高壓下進(jìn)行測量；2、觀察法不能夠定量的進(jìn)行分析，誤差較大；3、采用上下密度差的方法不能夠準(zhǔn)確反映各層的懸浮穩(wěn)定，且在提取鉆井液時(shí)對(duì)靜止溶液造成擾動(dòng)，使密度測量不準(zhǔn)確，為了能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)高密度鉆、完液在高溫高壓環(huán)境井底下懸浮穩(wěn)定性(防沉降能力)，給深井、超深井的鉆井作業(yè)提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，迫切需要一種能夠在高溫高壓測定鉆、完井液懸浮穩(wěn)定性測試裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)高密度鉆井液、完井液在高溫高壓環(huán)境井底懸浮穩(wěn)定性(防沉降能力)，給深井、超深井的鉆井作業(yè)提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，特提出一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決此技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置，由密封系統(tǒng)、加溫加壓系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)組成，其主要構(gòu)思是密封系統(tǒng)由容器、容器0型密封圈、容器上蓋構(gòu)成，活塞將容器分為上部加壓倉和下部測試倉；加溫加壓系統(tǒng)由加熱單元和加壓單元組成，加熱套及其控制系統(tǒng)構(gòu)成加熱單元，由高溫高壓容器上部加壓倉及通過上部針式截止閥連接外部恒壓恒速泵構(gòu)成加壓單元；測試系統(tǒng)由11個(gè)等距離分布的壓力變送器組成，通過對(duì)不同深度測試液壓力的測定，計(jì)算出不同深度的密度變化值，準(zhǔn)確標(biāo)定測試液的懸浮穩(wěn)定性；旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由制動(dòng)開關(guān)、旋轉(zhuǎn)軸、U型底座構(gòu)成，主要作用是旋轉(zhuǎn)及固定容器，攪拌實(shí)驗(yàn)用液。[0005]一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置是由容器、加熱套、容器上蓋、上部針式截止閥、活塞、壓力變送器、下部針式截止閥、活塞用0型密封圈、溫度傳感器、制動(dòng)開關(guān)、旋轉(zhuǎn)軸、U型底座、容器下蓋組成，其結(jié)構(gòu)特征是容器上端面凹槽放置容器0型密封圈a，容器上蓋頂端安裝上部針式截止閥，上部針式截止閥用管線與裝置外的恒壓恒速泵聯(lián)接；容器外部包裹加熱套，容器側(cè)壁安裝有I個(gè)溫度傳感器及11個(gè)等距離分布的壓力變送器，并分別用溫度傳感器信號(hào)輸出線及壓力變送器信號(hào)輸出線與裝置外的電腦聯(lián)接；容器下部用容器下蓋及容器0型密封圈b密封，在容器下蓋上安置有下部針式截止閥；活塞與活塞用0型密封圈將容器隔成密封的兩個(gè)倉；u型底座通過旋轉(zhuǎn)軸連接容器，旋轉(zhuǎn)軸前端安裝制動(dòng)開關(guān)，固定或旋轉(zhuǎn)容器。本實(shí)用新型裝置的測試方法是先將裝置安放到水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，打開制動(dòng)開關(guān)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)容器180度，關(guān)閉制動(dòng)開關(guān)，卸下容器下蓋裝滿實(shí)驗(yàn)用液，旋緊容器下蓋；然后打開制動(dòng)開關(guān)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)容器180度，關(guān)閉制動(dòng)開關(guān)，卸下容器上蓋裝滿液壓用油，旋緊容器上蓋；緩慢打開外部恒壓恒速泵排出管線中空氣后與上部針式截止閥連通，加泵壓，打 開加熱開關(guān)加熱套開始升溫，通過壓力變送器、溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力溫度變化；待溫度、壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)壓力溫度時(shí)，停止加壓升溫，通過恒壓恒速泵調(diào)節(jié)裝置壓力在設(shè)置實(shí)驗(yàn)壓力下、通過控制加熱套溫度控制裝置溫度在設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度下；打開制動(dòng)開關(guān)，旋轉(zhuǎn)容器前后90度，使實(shí)驗(yàn)用液充分?jǐn)噭?dòng)，待容器旋轉(zhuǎn)到初始位置時(shí)關(guān)閉制動(dòng)開關(guān)，監(jiān)測并開始記錄不同時(shí)間的壓力變化數(shù)據(jù)，直至壓力不發(fā)生變化停止記錄，計(jì)算出各小層密度，根據(jù)不同深度位置的密度判斷實(shí)驗(yàn)用液的懸浮穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是(I)能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)用液壓力、溫度，并可以實(shí)時(shí)調(diào)整壓力、溫度使其始終保持在設(shè)定壓力、溫度值；(2)能夠在溫度20-150°C，壓力在0-50MP的高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行懸浮穩(wěn)定性測試；(3)定量分析懸浮穩(wěn)定性能的好壞；(4)根據(jù)壓力變化情況，判定穩(wěn)定時(shí)間(固體顆粒開始沉降到不沉降的時(shí)間)。

圖I為本實(shí)用新型一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I、容器，2、加熱套，3、容器上蓋，4、容器0型密封圈a，5、上部針式截止閥，6、活塞，7、壓力變送器a，8、壓力變送器b，9、壓力變送器C，10、壓力變送器d，11、壓力變送器e，12、壓力變送器f，13、壓力變送器g，14、壓力變送器h，15、壓力變送器i，16、壓力變送器g，17、壓力變送器k，18、下部針式截止閥，19、活塞用0型密封圈，20、溫度傳感器，21、制動(dòng)開關(guān)，22、旋轉(zhuǎn)軸，23、U型底座，24、容器下蓋，25容器0型密封圈b。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。一種懸浮穩(wěn)定性測試裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是容器I上端面凹槽放壓容器0型密封圈a4，容器上蓋3頂端安裝上部針式截止閥5，上部針式截止閥5用管線與恒壓恒速泵聯(lián)接；容器I外部包裹加熱套2，容器I側(cè)壁安裝有I個(gè)溫度傳感器20及11個(gè)等距離分布的壓力變送器7-17，并分別用溫度傳感器信號(hào)輸出線及壓力變送器信號(hào)輸出線與裝置外的電腦聯(lián)接，容器I下部由容器下蓋24及容器0型密封圈b25密封；容器下蓋24上安置有下部針式截止閥18，活塞6與活塞用O型密封圈19將容器I隔成密封的兩個(gè)倉；U型底座23通過旋轉(zhuǎn)軸22連接容器1，旋轉(zhuǎn)軸22前端安裝制動(dòng)開關(guān)21，固定或旋轉(zhuǎn)容器I。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將裝置安放到水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，打開制動(dòng)開關(guān)21，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)容器I 180度，關(guān)閉制 動(dòng)開關(guān)21，卸下容器下蓋24裝滿實(shí)驗(yàn)用液，旋緊容器下蓋24，打開制動(dòng)開關(guān)21，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)容器I 180度，關(guān)閉制動(dòng)開關(guān)21，卸下容器上蓋3裝滿液壓用油，旋緊容器上蓋3，緩慢打開外部恒壓恒速泵排出管線中空氣后與上部針式截止閥5連通，加泵壓，打開加熱開關(guān)加熱套2開始升溫，通過壓力變送器7-17、溫度傳感器20，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力溫度變化，待溫度、壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)壓力溫度時(shí)，停止加壓加溫，通過恒溫恒壓泵調(diào)節(jié)裝置壓力在設(shè)置實(shí)驗(yàn)壓力下、通過控制加熱套2溫度控制裝置溫度在設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度下，打開制動(dòng)開關(guān)21，旋轉(zhuǎn)容器I前后90度，使實(shí)驗(yàn)用液充分?jǐn)噭?dòng)，待容器I旋轉(zhuǎn)到初始位置時(shí)關(guān)閉制動(dòng)開關(guān)21，監(jiān)測并開始記錄不同時(shí)間的壓力變化數(shù)據(jù)，直至壓力不發(fā)生變化停止記錄，計(jì)算出各小層密度，根據(jù)不同深度位置的密度判斷實(shí)驗(yàn)用液的懸浮穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.ー種懸浮穩(wěn)定性測試裝置，由容器、加熱套、容器上蓋、上部針式截止閥、活塞、壓カ變送器、下部針式截止閥、活塞用O型密封圈、溫度傳感器、制動(dòng)開關(guān)、旋轉(zhuǎn)軸、U型底座和容器下蓋組成，其特征是容器(I)上端面凹槽放置容器O型密封圈a (4)，容器上蓋(3)頂端安裝上部針式截止閥(5)，上部針式截止閥(5)用管線與裝置外的恒壓恒速泵聯(lián)接；容器(I)外部包裹加熱套(2)，容器(I)側(cè)壁安裝有I個(gè)溫度傳感器(20)及11個(gè)等距離分布的壓カ變送器(7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17)，并分別用溫度傳感器信號(hào)輸出線及壓カ變送器信號(hào)輸出線與裝置外的電腦聯(lián)接，容器(I)下部用容器下蓋(24)及容器O型密封圈b(25)密封；容器下蓋(24)上安置有下部針式截止閥(18)，活塞(6)與活塞用O型密封圈(19)將容器(I)隔成密封的兩個(gè)倉；U型底座(23)通過旋轉(zhuǎn)軸(22)連接容器(1)，旋轉(zhuǎn)軸(22)前端安裝制動(dòng)開關(guān)(21)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于測試高溫高壓下高密度工作液固相顆粒的懸浮穩(wěn)定性能的懸浮穩(wěn)定性測試裝置。它能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)高密度工作液在井底的懸浮穩(wěn)定性，給鉆井作業(yè)提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。其技術(shù)方案容器上端面凹槽放置容器O型密封圈，容器上蓋頂端安裝上部針式截止閥，上部針式截止閥用管線與恒壓恒速泵聯(lián)接；容器外部包裹加熱套，容器側(cè)壁安裝有1個(gè)溫度傳感器及11個(gè)等距離分布的壓力變送器，并分別與電腦聯(lián)接，容器下部用容器下蓋及容器O型密封圈密封；容器下蓋安有下部針式截止閥，活塞將容器隔成密封的兩個(gè)倉；U型底座用旋轉(zhuǎn)軸連接容器，旋轉(zhuǎn)軸前端安裝制動(dòng)開關(guān)。本裝置能在高溫高壓環(huán)境準(zhǔn)確進(jìn)行高密度工作液懸浮穩(wěn)定性能測試。
文檔編號(hào)G01N15/04GK202421026SQ201120490169
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者王平全, 白楊 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)