本發(fā)明涉及鉆井液封堵性能測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井液封堵性能測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

目前，業(yè)界普遍認(rèn)為，鉆井液的封堵技術(shù)是有效防止泥頁(yè)巖地層井壁失穩(wěn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，鉆井液優(yōu)良的封堵能力能顯著降低鉆井液濾液侵入泥頁(yè)巖地層的量，避免或減弱鉆井液濾液與泥頁(yè)巖地層所含粘土礦物的水化膨脹作用，提高穩(wěn)定井壁的能力。因此，無(wú)論是室內(nèi)評(píng)價(jià)，還是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用都將鉆井液的封堵性能作為泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定與否的重要技術(shù)指標(biāo)之一，對(duì)順利完成泥頁(yè)巖井段的鉆井施工具有極其重要的指導(dǎo)意義。

然而，室內(nèi)評(píng)價(jià)鉆井液的封堵性能的實(shí)驗(yàn)及儀器則非常欠缺，目前僅僅使用無(wú)滲透失水儀、高溫高濕失水儀及高溫高壓砂床封堵儀等。其中無(wú)滲透失水儀與高溫高壓砂床封堵儀評(píng)價(jià)的是鉆井液對(duì)不同目數(shù)的石英砂床(通常是40-120目范圍)的封堵效果，而高溫高壓失水儀則評(píng)價(jià)的是鉆井液對(duì)濾紙的封堵效果以及泥餅自身的滲透性大小，并不能反映鉆井液對(duì)真實(shí)地層的封堵效果，只能作為基準(zhǔn)參考。這些評(píng)價(jià)儀器的評(píng)價(jià)手段較為單一，使用局限性較大，實(shí)驗(yàn)對(duì)象普適性不夠，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不具有參考與指導(dǎo)意義，對(duì)鉆井液體系的設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用并無(wú)較大幫助。

公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液封堵性能測(cè)試裝置，能夠快捷、準(zhǔn)確的測(cè)量不同鉆井液體系或配方對(duì)不同測(cè)量樣品的封堵能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鉆井液封堵性能測(cè)試裝置，包括：測(cè)量樣品杯，其內(nèi)部具有腔體，腔體內(nèi)設(shè)有彈性筒，彈性筒的外壁與腔體的內(nèi)壁圍成環(huán)形液壓腔體，該環(huán)形液壓腔體與外界液壓泵連通，彈性筒的上端開(kāi)口與測(cè)量樣品杯的頂壁貫通，彈性筒的下端插設(shè)有帶濾液通孔的巖樣固定頂桿，彈性筒的內(nèi)部用來(lái)放置巖心樣品；以及鉆井液樣品杯，其底端與測(cè)量樣品杯的上端密封連接，鉆井液樣品杯的內(nèi)腔與彈性筒的上端開(kāi)口連通，鉆井液樣品杯用來(lái)盛放測(cè)試時(shí)的鉆井液樣品，鉆井液樣品能夠通過(guò)彈性筒的上端開(kāi)口滲入巖心樣品并能夠經(jīng)濾液通孔濾出。

優(yōu)選地，鉆井液樣品杯的底端與測(cè)量樣品杯的上端通過(guò)絲扣連接。

優(yōu)選地，測(cè)量樣品杯的頂壁設(shè)有第一通孔，測(cè)量樣品杯的底端設(shè)有第二通孔，彈性筒的上端和下端分別與第一通孔和第二通孔密封連接，巖樣固定頂桿穿過(guò)第二通孔插設(shè)在彈性筒的下端。

優(yōu)選地，第一通孔的孔壁向下延伸并與彈性筒的上端密封連接。

優(yōu)選地，鉆井液樣品杯包括筒壁部分和上杯蓋，筒壁部分的底端與測(cè)量樣品杯的上端密封連接，上杯蓋可拆卸的蓋設(shè)在筒壁部分的上端。

優(yōu)選地，上杯蓋上設(shè)有進(jìn)壓閥和泄壓閥。

優(yōu)選地，彈性筒為橡膠筒。

優(yōu)選地，濾液通孔的出口處設(shè)有濾液收集閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：該鉆井液封堵性能測(cè)試裝置是在可控溫度、可控壓力條件下，測(cè)量鉆井液對(duì)不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象的封堵能力，可以快捷、準(zhǔn)確的測(cè)量鉆井液對(duì)不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象的封堵能力，進(jìn)一步完善井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。而且利用該裝置建立的評(píng)價(jià)方法能快捷、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)鉆井液體系或配方的封堵能力進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，為鉆井液體系的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)安全施工 提供指導(dǎo)。該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，并且操作簡(jiǎn)便，不僅能用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室，而且能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉆井液封堵性能測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-上杯蓋，2-鉆井液樣品杯，3-測(cè)量樣品杯，4-腔體，5-彈性筒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的一種鉆井液封堵性能測(cè)試裝置，包括測(cè)量樣品杯3以及鉆井液樣品杯2，鉆井液樣品杯2的底端與測(cè)量樣品杯3的上端密封連接進(jìn)而形成一個(gè)整杯體。其中測(cè)量樣品杯3的內(nèi)部具有腔體4，該腔體4內(nèi)設(shè)有彈性筒5，該彈性筒5的外壁與腔體4的內(nèi)壁圍成環(huán)形液壓腔體，該環(huán)形液壓腔體與外界液壓泵連通，彈性筒5的上端開(kāi)口與測(cè)量樣品杯3的頂壁貫通，也即測(cè)量樣品杯3的上端開(kāi)口。另外，彈性筒5的下端插設(shè)有帶濾液通孔的巖樣固定頂桿7(濾液通孔圖中未標(biāo)記)，該彈性筒5的內(nèi)部為巖樣腔體6，巖樣腔體6用來(lái)放置巖心樣品。巖樣腔體6內(nèi)可根據(jù)測(cè)試需要選用不同的待測(cè)樣品，包括不同目數(shù)的石英砂、模擬砂巖、地層砂巖、經(jīng)過(guò)特制的井下巖屑等等。

鉆井液樣品杯2的底端與測(cè)量樣品杯3的上端密封連接，該鉆井液樣品杯2用來(lái)盛放測(cè)試時(shí)的鉆井液樣品，其中鉆井液樣品能夠通過(guò)彈性筒5的上端開(kāi)口 滲入巖心樣品并能夠經(jīng)巖樣固定頂桿7內(nèi)的濾液通孔濾出。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，鉆井液樣品杯2的底端與測(cè)量樣品杯3的上端通過(guò)絲扣連接。連接方便，密封效果良好。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，測(cè)量樣品杯3的頂壁設(shè)有第一通孔(圖中未標(biāo)記)，測(cè)量樣品杯3的底端設(shè)有第二通孔(圖中未標(biāo)記)，彈性筒5的上端和下端分別與第一通孔和第二通孔密封連接，巖樣固定頂桿7穿過(guò)第二通孔插設(shè)在彈性筒5的下端。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，第一通孔的孔壁向下延伸并與彈性筒5的上端密封連接。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，鉆井液樣品杯2包括筒壁部分和上杯蓋1，筒壁部分的底端與測(cè)量樣品杯3的上端密封連接，上杯蓋1可拆卸的蓋設(shè)在筒壁部分的上端。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，上杯蓋1上設(shè)有進(jìn)壓閥8和泄壓閥9。通過(guò)進(jìn)壓閥8和泄壓閥9給鉆井液樣品杯2內(nèi)加壓至測(cè)試要求的壓力值。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，測(cè)量樣品杯3的側(cè)壁上設(shè)有液壓控壓閥10，該液壓控壓閥10用來(lái)控制環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力。通過(guò)液壓控壓閥10外接手動(dòng)液壓泵，可以將環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力調(diào)整至測(cè)試值，確保給彈性筒5內(nèi)的巖心樣品施加測(cè)試要求的圍壓。

作為一種優(yōu)實(shí)施例，彈性筒5為橡膠筒。優(yōu)選為硬橡膠套。

作為一種優(yōu)選實(shí)施例，濾液通孔的出口處設(shè)有濾液收集閥11。測(cè)試時(shí)，將量筒放在濾液收集閥11下面收集濾液。

本實(shí)施例中，以一種優(yōu)選的實(shí)施例為例說(shuō)明具體測(cè)試步驟：將按照規(guī)格制作的待測(cè)樣品放入測(cè)量樣品杯3的彈性筒5內(nèi)部，也即巖樣腔體6，并用巖樣固定頂桿7將待測(cè)樣品固定在彈性筒5的內(nèi)腔。通過(guò)液壓控壓閥10接通外界手動(dòng)液壓泵，將環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力調(diào)整至測(cè)試值，確保給待測(cè)樣品施加測(cè)試要求的圍壓。然后，將鉆井液樣品杯2與測(cè)量樣品杯3通過(guò)絲扣擰緊，確保密封， 將定量的鉆井液樣品倒入鉆井液樣品杯2內(nèi)，將上杯蓋1固定在鉆井液樣品杯2上。測(cè)試時(shí)，將整個(gè)封堵測(cè)試裝置放入加溫套內(nèi)卡緊，并將溫度升高至要求的測(cè)試溫度，同時(shí)通過(guò)進(jìn)壓閥8給鉆井液樣品杯2內(nèi)加壓至測(cè)試要求的壓力值，并將量筒放在濾液收集閥11下面開(kāi)始收集濾液。

上述步驟中，當(dāng)測(cè)試巖樣為石英砂時(shí)，需使用專(zhuān)用硬橡膠套，將不同目數(shù)的石英砂裝入硬橡膠套內(nèi)并壓實(shí)，并在硬橡膠套頂放置一帶有10-20目孔眼的鋼片；當(dāng)測(cè)試巖樣為井下巖屑時(shí)，因其形狀不規(guī)整，所以需先制備特定的巖樣。具體為，在內(nèi)徑1寸的鋼筒內(nèi)倒入環(huán)氧樹(shù)脂，然后放入巖屑，再將其加溫，待其固化后作為巖樣測(cè)量。

具體封堵評(píng)價(jià)方法：通過(guò)對(duì)濾液的收集，對(duì)比濾液量的大小對(duì)鉆井液的封堵性能進(jìn)行直觀、快速、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。對(duì)滲透性低的測(cè)試對(duì)象，可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將其劈開(kāi)，測(cè)量其侵入深度對(duì)鉆井液的封堵能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜上，本實(shí)施例的鉆井液封堵性能測(cè)試裝置是在可控溫度、可控壓力條件下，測(cè)量鉆井液對(duì)不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象的封堵能力，包括對(duì)不同目數(shù)的石英砂床、不同孔隙度與滲透率的模擬巖心、真實(shí)地層巖心以及現(xiàn)場(chǎng)所獲的地層巖屑或掉塊的測(cè)量。該測(cè)試裝置可以快捷、準(zhǔn)確的測(cè)量鉆井液對(duì)不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象的封堵能力，進(jìn)一步完善井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。利用該裝置建立的評(píng)價(jià)方法能快捷、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)鉆井液體系或配方的封堵能力進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，為鉆井液體系的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)安全施工提供指導(dǎo)。該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，并且操作簡(jiǎn)便，不僅能用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室，而且能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說(shuō)明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開(kāi)的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。