[實(shí)用新型]一種用于評價(jià)抑制膨潤土造漿性能的實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420628387.0
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN204214739U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚奇;唐文泉;楊枝;李舟軍;王治法;李濤;宋兆輝;薛玉志
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 郭韞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鉆井液性能測試領(lǐng)域，特別涉及一種用于評價(jià)抑制膨潤土造漿性能的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在油氣鉆探過程中，當(dāng)鉆遇泥頁巖地層時，泥頁巖的水化膨脹和水化分散將導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、泥包鉆頭和井眼凈化等一系列問題。目前，向鉆井液中添加抑制劑配制強(qiáng)抑制鉆井液體系是最常用的技術(shù)手段。然而，鉆井液抑制劑品種千差萬別，不同種類與濃度的抑制劑均會對鉆井液的抑制性能產(chǎn)生影響，另外，鉆井液體系中其他組分含量的變化也會影響鉆井液的抑制性能。所以，在配制強(qiáng)抑制鉆井液體系時，需要充分把握各處理劑的加量對鉆井液抑制性能的影響規(guī)律，尤其是其中起關(guān)鍵作用的抑制劑的量對鉆井液抑制性能的影響規(guī)律。目前，較為通用的鉆井液抑制性能評價(jià)方法有線性膨脹法、滾動回收法和膨潤土造漿性能實(shí)驗(yàn)。線性膨脹法能夠有效評價(jià)鉆井液體系對巖屑抑制膨脹的作用，但不能表征鉆井液體系抑制分散的作用；滾動回收率法能夠有效評價(jià)鉆井液體系抑制分散性能，但不能表征鉆井液體系抑制膨脹作用；因此，在常規(guī)鉆井液抑制性能評價(jià)測試時，常以M-I公司在2002年申請的發(fā)明專利(US6484821)有關(guān)以抑制膨潤土造漿實(shí)驗(yàn)所涉及的評價(jià)方法測出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為評價(jià)鉆井液抑制性優(yōu)劣的參考標(biāo)準(zhǔn)。該方法是向鉆井液中定量加入鈉基膨潤土，調(diào)節(jié)pH不低于9.0，高速攪拌20分鐘后，在一定溫度下熱滾16小時，冷卻后測定鉆井液流變參數(shù)；再加入等量的膨潤土，并重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，直至鉆井液的流變參數(shù)(多以動切力和3轉(zhuǎn)讀數(shù)作為參考流變參數(shù))足夠大，以致流變參數(shù)儀器無法測出為止，繪制鉆井液流變參數(shù)隨膨潤土質(zhì)量濃度的變化曲線。相同膨潤土質(zhì)量濃度條件下，鉆井液流變參數(shù)值越小，則該鉆井液的抑制性能越強(qiáng)；若鉆井液流變參數(shù)值越大，則該鉆井液的抑制性能越弱。然而，該方法中所測流變參數(shù)是冷卻后的鉆井液流變參數(shù)，然而不同溫度條件下鉆井液的流變參數(shù)的大小對于評價(jià)鉆井液的抑制性更有說服力，常規(guī)儀器設(shè)備無法在此操作方法上測定高于室溫條件下鉆井液的流變參數(shù)。另外，利用該評價(jià)方法需要在實(shí)驗(yàn)期間向鉆井液加入定量的鈉基膨潤土，至于介于兩次膨潤土加量之間鉆井液的流變參數(shù)的微小變化則無法實(shí)時連續(xù)監(jiān)測。此外，在添加等量的膨潤土?xí)r，需要拆裝盛放鉆井液的老化罐，高溫老化前，滾子爐存在升溫過程，高溫老化結(jié)束后，從滾子爐中取出則又存在降溫過程，不但增加由于人為因素和操作因素造成的誤差，而且實(shí)驗(yàn)效率不高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服公知技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種用于評價(jià)抑制膨潤土造漿性能的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)在不同溫度條件下實(shí)時監(jiān)測不同鈉基膨潤土含量條件下的鉆井液流變參數(shù)，最大限度地排除人為和操作因素造成的測量誤差，提高測量精度及效率，并且結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣應(yīng)用。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，依據(jù)本實(shí)用新型提供的一種用于評價(jià)抑制膨潤土造漿性能的實(shí)驗(yàn)裝置，包括機(jī)架、用于盛裝鉆井液的缸體、缸蓋及置于缸體底部的攪拌器，其中，還包括：

置于缸體內(nèi)部的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子通過動力傳輸線與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連；所述轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動；所述轉(zhuǎn)子為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)置有一懸錘；

流變參數(shù)記錄器，用于將懸錘的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的鉆井液流變參數(shù)；

設(shè)置在缸體外部的加熱套，所述加熱套與溫度控制器連接。

缸蓋上開設(shè)的進(jìn)樣孔，所述進(jìn)樣孔與膨潤土供給裝置連接。

采用上述結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)子與懸錘環(huán)隙中的鉆井液旋轉(zhuǎn)。由于鉆井液的粘滯性，環(huán)隙中鉆井液的旋轉(zhuǎn)會帶動懸錘的旋轉(zhuǎn)，粘滯性越強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)角度越大。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，即旋轉(zhuǎn)角度的大小與鉆井液粘度呈正比的規(guī)律，懸錘的旋轉(zhuǎn)角度通過流變參數(shù)傳輸線傳輸給流變參數(shù)記錄器，由流變參數(shù)記錄器將懸錘的旋轉(zhuǎn)角度換算成相應(yīng)的鉆井液流變參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了高溫條件下鉆井液流變參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測，減少了人為操作，簡化了操作步驟。

本實(shí)用新型還可以采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)：

前述的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述轉(zhuǎn)子外部還包裹有內(nèi)缸體，所述內(nèi)缸體側(cè)壁開有通孔，且所述內(nèi)缸體與缸蓋固定連接。通過設(shè)置內(nèi)缸體保證了測試過程中攪拌器在攪拌過程中引起的晃動不會影響測試的準(zhǔn)確性；在內(nèi)缸體側(cè)壁開有通孔保證了內(nèi)缸體內(nèi)部與外部的鉆井液物質(zhì)組分相同，以保證待測鉆井液的均質(zhì)性，繼而保證測試過程的連續(xù)性和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

前述的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)速控制器連接。轉(zhuǎn)速控制器用于將旋轉(zhuǎn)電機(jī)調(diào)制預(yù)定轉(zhuǎn)速，以使轉(zhuǎn)子以某一恒速旋轉(zhuǎn)。

前述的實(shí)驗(yàn)裝置，其中，所述加熱套與溫度控制器連接。溫度控制器用于控制加熱套的加熱溫度，將缸體內(nèi)鉆井液的溫度升至預(yù)定溫度。