[發明專利]泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201810647557.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN110487668B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 初永濤;張晉凱;肖京男;周仕明;張林海;方春飛
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 潘聰聰

本發明提供一種泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置及其方法，該裝置包括高壓取樣短節和泄壓排放短節，高壓取樣短節包括高壓取樣管、連接在高壓取樣管兩端的第一節流閥和第二節流閥；泄壓排放短節包括與第二節流閥相連的泄壓排放管以及連接在泄壓排放管上的泄壓閥。該方法包括：將泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置的第一節流閥安裝到高壓管線的旁通閥上后，將高壓泡沫水泥漿流體導入高壓取樣腔體內；獲取高壓取樣腔體內的壓力以及高壓取樣腔體內的高壓泡沫水泥漿流體的質量；并結合高壓取樣腔體的內容積計算高壓泡沫水泥漿流體在壓力P下的密度；釋放部分高壓取樣腔體的壓力后，重新計算密度。本發明能夠得到泡沫水泥漿流體隨壓力變化的密度。

技術領域

本發明涉及泡沫水泥密度隨壓力變化規律的技術領域，尤其涉及一種泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

泡沫水泥漿以其獨特的低密度特性和壓縮特性被廣泛應用于石油的鉆完井領域，泡沫水泥漿屬于氣液兩相流范疇，密度隨溫度和壓力變化敏感，目前由于氣相模型不夠精確導致利用物性模型計算泡沫水泥漿的密度還存在較大誤差，在工程領域只有較為準確的預測到在不同壓力下的泡沫水泥漿密度，才能較好地采取合適的工藝措施，達到較好的施工效果。

中國專利公開文獻CN101526445A以及CN202676565U都只能測量固定壓力下的密度，不能測量不同壓力下泡沫水泥漿和水泥石的密度。

中國專利公開文獻CN102539280A涉及到的裝置有自加壓加溫功能，利用電控進行測試，結構復雜，操作復雜，成本高。

美國專利公開文獻US5974858涉及到的密度測量裝置必須安裝在待測管路上，不能夠持續加壓，只能夠被動測量此處溫壓下的密度。

可見，目前專門針對測量泡沫水泥漿密度的成熟的裝置和設備還未見到，開發可以測量泡沫水泥漿密度的成熟的裝置是本領域的緊急任務。

發明內容

本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。

本發明提供一種泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置，包括高壓取樣短節和泄壓排放短節，其中：

所述高壓取樣短節包括高壓取樣管以及連接在所述高壓取樣管兩端的第一節流閥和第二節流閥；

所述泄壓排放短節包括與所述第二節流閥相連的泄壓排放管以及連接在所述泄壓排放管上的泄壓閥。

在本發明的一個實施例中，所述泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置包括：

第一壓力測量儀器，裝設在所述高壓取樣管上；

第二壓力測量儀器，裝設在所述泄壓排放管上。

在本發明的一個實施例中，所述第一節流閥和/或所述第二節流閥為手動式節流閥。

本發明還提供一種利用本發明任一實施例所述的泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置實現的泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測方法，包括步驟：

S1、將所述泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置的第一節流閥安裝到高壓管線的旁通閥上，此時，所述泡沫水泥密度隨壓力變化的檢測裝置的第一節流閥、第二節流閥、泄壓閥處于關閉狀態；

S2、打開所述旁通閥、第一節流閥，將高壓泡沫水泥漿流體導入由所述高壓取樣管、第一節流閥和第二節流閥圍成的高壓取樣腔體內；

S3、獲取所述高壓取樣腔體內的壓力，記為P；

S4、獲取所述高壓取樣腔體內的高壓泡沫水泥漿流體的質量，記為M；

S5、計算所述高壓泡沫水泥漿流體在壓力P下的密度ρ，ρ＝M/V；其中，V為所述高壓取樣腔體的內容積；

S6、釋放部分所述高壓取樣腔體的壓力；