Устройство для определения сроков схватывания тампонажных растворов

Устройство для определения сроков схватывания тампонажных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Сецивлистинесиим

Р@спублит

ri» 690367 (61) Дополнительное к авт. сеид-еу— (51)М. Кл, а 01 И 11/10 (22) Заявлено 09.07,75(21) 2155709/29-33

ГОсуда)3 таган к ай NOD мтют

СССР пО дю им яъОб мтйиий я Открытий (53) УД (666 . 9. 0 15 (088. 8) Опубликовано 05.10.79. Бюллетень Н9 37

Дата опубликования описания 10. 10.79

B. И. Бедный и А. Б. Перенглиев

Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институ- нефтяной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

ТАИПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ

Из бретение касается бурения скважин и относится к установкам для изучения свойств тампонажных растворов.

Известны устройства для определения времени начала и конца схватывания тампонажного раствора, например прибор Вика (1). Этот прибор имеет металлический стержень, свободно перемещающийся в обойме станины, зажимной винт для установки стержня íà определенной высоте, шкалу для отсчета величины перемещения стержня, емкость для исследуемого тампонажного раствора. Стержень заканчивается иглой определенных ра" ìåðîâ, которая под действием веса стержня внедряется в исследуемый раствор.

Прибор Вика позволяет определять сроки схватывания тампонажного раствора в статических условиях, т. е. без перемешивания раствора в процессе проведения опыта.

Иэ известных устройств наиболее близко к изобретению по технической сущности устройство для определения сроков схватывания тампонажного раствора в условиях высоких давлений и температур, имеющее термостатированный автоклав с установленным в нем поворотным стаканом для исследуемого раствора, груз с иглой Вика с выступом и механизмом ее сброса и подъема, катушку с сердечником, фиксатором и регистрирующий прибор (2).

Однако в этом устройстве тампонажный раствор в процессе определения его сроков схватывания также находится в статических условиях, т. е. не моделируются условия перемешивания раствора, которые фактически существуют при цементировании скважин и которые влияют на скорость структурообразования тампонажного раствора.

Целью изобретения является ïoâû åние точности определения сроков схватывания тампонажных растворов за счет моделирования условий перемешивани я

7П раст вора.

Укаэанная цель достигается тем, что в известной установке, имеющей термостатированный автоклав с расположенным внутри него поворотным стаканом для исследуемого раствора, иглой Вика с выступом и механизмом ее сброса и подъема, и катушку с сердечником, связанную с регистрирующим прибором, автоклав снабжен смонтированной в нем мешалкой, с узлом замера

690367 степени загустевания раствора, выполненным в виде зубчатой пары, одна из шестеренок которой связана с сердечником катушки, а механизм сброса и подъема иглы Вика снабжен опорным кулачком со ступенчатой поверхностью для опирания выступа иглы Вика.

Введение в установку мешалки позволяет создать условия испытания раствора, приближенные к существующим в процессе цементирования скважины.

Узел замера Чтепени загустевания раствора позволяет производить перемешивание раствора в пределах времени его загустевания.

Ступенчатая поверхность кулачка механизма сброса и подъема иглы Вика обеспечивают вывод иглы Вика за пределы узла замера степени загустевания раствора на время определения степени загустевания раствора и вывод иглы

Вика на измерительную высоту при определении сроков схватывания тампонажного раствора.

Иа фиг. 1 изображена предложенная установка, общий вид; на Фиг. 2 — разрез А — А Фиг. 1; на Фиг. 3 — кулачок в трех проекциях.

Установка имеет корпус 1 автоклава, в реэьбу которого ввернут затвор

2, через который пропущен полый вал

3, на внутренний конец которого насажена полумуфта 4, несущая шестерню 5, составляющая зубчатую пару с внутренним зацеплением с зубчатым колесом 6, наружная цилиндрическая поверхность 35 которого свободно вращается относительно втулки 7 только в одном направленик. Вращению зубчатого колеса 6 относительно втулки 7 в обратном направлении препятствует защелка 8, взаимо- ф) действующая с пружиной 9. К втулке 7 посредством стопоров 10 присоединяется стакан 11 для исследуемого раствора, ребро 12 которого входит в зацепление с кольцами 13 полумуфты 14 вед щего нала 15. От oceaure смещения втулка 7 удерживается стопорным кольцом 16, которое замыкается на верхнюю втулку 17, присоединяемую к затвору

2. B верхней втулке 17 закреплен ку- 5О лачок 18, на торцовую поверхность 19 которого опирается выступ 20 иглы Вика 21. Торцовая поверхность 19 кулачка 18 имеет площадки: верхнюю 22, среднюю 23, нижнюю 24. Замыкание выступа 20 на верхнюю площадку 22 соответствует нейтральному положению иглы

Вика 21, когда игла Вика выведена эа пределы узла замера степени загустевания раствора, замыкание выступа 20 на среднюю площадку 23 соответствует крайнему верхнему рабочему положейию иглы Вика 21,а замыкание выступа 20 на нижнюю площадку 24 соответствует крайнему нижнему положению иглы Вика 21. 65

К полому валику . при креплен а вилка 25, входящая в зацепление с иглой

Вика 21. Полумуфта 26 связана с полумуфтой 4 посредством ленточной пружины 27. Вал 28 мешалки 29 зафиксирован относительно полумуфты 26 штифтом 30 „ фланец 31, насаженный на вал 28, ограни чи за ет высоту образ ца дл я определени я сроков схватывания исследуемого раствора. Ползун 32 связан с полумуфтой 26 посредством реэьбового соединения, а вращение ползуна 32 относи=тельно полумуфты 4 г:.редотвращается профильной, наприь.:ер,. квадратной фор-MoA H сопряженных поверхностей. Ползун 32 при помощи c-.;ержня 33 соедкнен с сердечником 3 катушки 3=. Игла Вика 21 с сердечником 36 катушки

37 соединена при помощи полого стержня 38. К штуцеру 39 . — рисоединяется вентиль игольчатый,на чертеже не псказан) для сброса излишнего давления.

Отверстие 40 предназначено для подключения манометра на -ертеже не ric казан, для контроля -= †., ..-:.: û цавп=-.- =

s полости автоклава, Термогил:= а 4: с J7ужи т дл я ввода т ер мопары в поло;..::автокла ва.

Установка работ ет следующим G разом.

Вращенкe вала 15 в направлении совой стрелки через полумуфту пальцы 13, ребро 12 передается ста— кану 11 для исследуемого раствора через стопоры 10 втулке 7. Зубчатое колесо б не вращается„ так как защелка

8 не препятствует этому. Испытуемый тампонажный раствор, находящийся во вращающемся стакане 11„ перемешивается мешалкой 29, которая поворачивается на угол, пропорциональный величине сопротивления, оказываемого тампонажным раствором перемешиванию, на который соответственно поворачивается полумуфта 26 и закручивается ленточная пружина 27. Угол поворота голумуфты 36 с помощью полэуна 32 преобразуется в линейное перемещение сердечника 34 внутри катушки 35,: сигал которой передается на регистрирующий прибор, например, дифференцкальнотрансформаторный самописец. Во время определения времени загустевания раствора игла Вика 21 находится ь ней тральном положении.

Когда загустевание раствора достигает величины, соответствующей преде.лу его прокачиваемостк, переходят к определению начала и конца схватывания раствора.

Перед началом определения сроков схватывания раствора игла Вика нахсдится в нейтральном положении, ал как выступ 20 замыкается с площадкой

22 торцовой поверхност — 19 кулачка

18. Поворачивая валик 3 против часовой стрелки, переводят выступ 20 на площадку 23, что соответст-.:-,- : кр=-.—

690 36 7 нему верхнему рабочему положению и глы Вика 21. Дальнейший поворот валика 3 выводит выступ 20 иэ замыкани я с площадкой 23 и игла 21, увлекаемая силой собственного веса, движется вниз. Если начало схватывания раствора еще не наступило, то движение иглы Вика 21 ограничивается выступом

20, который в крайнем нижнем положении иглы Вика 21 входит в зацепление с площадкой 24 торцовой поверхности

19. Если же начало схватывания растhopa не наступило, то движение иглы

Вика 21 затормаживается в каком-та промежуточном положении. После каждого замера состояния раствора иглу

Вика 21 поднимают в верхнее рабочее

f5 положение поворотом валика 3 протин часовой стрелки, подготавливая ее к очередному замеру. Днижение иглы Вика 21 стержнем 38 передается сердечнику 36 катушки 37, сигнал с которой поступает на регистрирующий прибор.

Так как шестерн я 5 и колесо зубчатаз 6 составляют зубчатую пару с внутренним зацеплением, что на каждый оборот шестерни колесо отстает на вели- 25 чину, равную где t — ша г зацепления, Z1- число зубьев шестерни 5, 30

Z — число зубьен колеса б.

Зубчатое колесо б через защелку 8 проворачивает втулку 7 и стакан 11 с исследуемым раствором, подготавливая тем са;ым новое место испытуемого ра- 35 створа для внедрения иглы Вика 21.

Последовательное определение времени загустевания и сроков схватывания тампанажного раствора позволяет повысить достоверность получаемых ха- щ рактеристик раствора, так как сроки схватывания раствора н этом случае определяются с учетам предшестнующего перемещени я раст вора, и сократи ть количество лабораторного оборудования.

Определение сроков схватывани я тампанажнаго раст вора с учетом предше< твующего его перемеши вани я паз нол яет приблизить лабораторные услония испытания раствора к реально существующим в скважине, чта повыси — качество разобщения пластав и позволит сократить затраты на нтаричное цементиронание скважин, Формула изобретения устройства для определения сроков схватывания тампанажных растворов, включающее термостатированный автоклав с расположенным внутри него поворотным стаканом для исследуемого растнора, иглой Вика с выступом и механизмам ее сброса и подъема, и катушку с сердечникам, связанную с регистрирующим приборам, а т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения †.очности определения за счет мадели— равания условий перемешивания раствора, автоклав снабжен смонтированной в нем мешалкой с узлам замера степени загустевания растнара, выполненным в виде зубчатой пары, одна иэ шестеренок которой связана с сердечником катушки, а механизм сброса и подъема иглы Вика снабжен опорным кулачком со ступенчатой поверхностью для опирания выступа иглы Вика.

Источники информации, принятые н з внимание при экспертизе

1. Данюшевский В. C. Справочное руководство по тампонажным материалам, Недра, М., 197".. с. 218-222.

2. Авторское свидетельства СССР

Р 376693, кл " .": l N11/10,,1971.