Устройство для определения объемного набухания глинистых пород

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО НАБУХАНИЯ глинистах ПОРОД, содержащее корпус с поддоном, размещенную в корпусе эластичную кайеру для образца, диск с каналами , установленный на поддоне и предназначенный для контактирования с образцом , источник давления среды, соединенный с полостью корпуса, и средства измерения, отличаю . д 8 е с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет приближения условий исследования к реальным, оно снабжено узлом циркуляции бурового раствора, выполненным в виде двух цилиндров с поршнями , в каждом из которых одна полость заполнена буровым раствором и соединена магистралью с каналами диска, а другая полость сообщена с дополнительные источником давления среды, при этом каналы диска выполнены в виде параллельных пазов и размещены на его внешней, контактирующей с образцом, поверхности. 2.Устройство по п. 1i отличающееся тем, что каждый из дополнительных источником давле (Л ния выполнен в ввде гидроцилиндра с двухступенчатым поршнем и указателем его линейного перемещения. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем,, что диск выполнен с сегментными скосами на торце , обращенном к поддону. 00 САЗ СО CD 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

»» »

РЕСПУБЛИК аю цг> с цгг Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AQTOPCHOhllV СЩЩЕТЕГЬСТВУ (21) 3663452/22-03 (22) 22. 11. 83 (46) 07.01.85. Бюл. В 1, (72) В.С. Новиков, А.Е. Долгих, В.П. Карпов и Н.Н. Бабошкин .(71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.23.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 365623, кл. G Ot N 3/02,. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

У 909008, кл. Е 02 0 1/00, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРКДЕЛКНИЯ ОБЪЕМНОГО НАБУХАНИЯ ГЛИНИСТЫХ

ПОРОД, содержащее корпус с поддоном, размещенную в корпусе эластичную камеру для образца, диск с каналами, установленный на поддоне и предназначенный для контактирования с образцом, источник давления среды, соединенный с полостью корпуса, и средства измерения, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения за счет приближения условий исследования к реальным, оно снабжено узлом циркуляции бурового раствора, выполненным в виде двух цилиндров с поршнями, в каждом.из которых одна полость заполнена буровым раствором и соединена магистралью с каналами диска, а другая полость сообщена с дополнительным источником давления среды, при этом каналы диска выполнены в виде параллельных пазов и размещены на его внешней, контактирующей с образцом, поверхности, 2. Устройство но и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из дополнительных источником давления выполнен в виде гидроцилиндра с двухступенчатым поршнем и указателем его линейного перемещения.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диск вьг полнен с сегментными скосами на торце, обращенном к поддону. поршнями, в каждом из которых одна полость заполнена буровым растt вором и соединена магистралью с каналами диска, а другая полость сообщена с дополнительным источником давления среды, при этом каналы диска выполнены в виде параллельных пазов и размещены íà его внешней, контактирующей с образцом, поверхности.

Причем каждый из дополнительных источников давления выполнен в виде гидроцилиндра с двухступенчатым поршнем и указателем его линейного перемещения.

Кроме того, диск выполнен с сегментными скосами на торце, обращенI ном к поддону.

На фиг. 1 показано устройство для определения объемного набухания глинистых пород; на фиг. 2 — диск, общий вид, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит корпус 1,с подд6ном 2, размещенную в корпусе

1 эластичную камеру 3 для образца

4, установленный на поддоне 2 диск

5 с сегментными скосами 6 на торце, обращенном к поддону 2, и параллельными пазами 7 на, противоположном, обращенном к образцу 4, торце, источник 8 давления среды, сообщенный с полостью 1 корпуса, узел 9 циркуляции бурового раствора, выполненный в виде двух цилиндров 1О и 11 с порш. нями 12 и 13, полости 14 и 15 которых заполнены буровым раствором и соединены магистралями 16 и 17 с пазами 7 -диска 5, а полости 18 и 19 с6общены соответственно с источниками 20 и 21 давления среды, и средства измерения — манометры 22-24, соединенные соответственно с источниками 8, 20 и 21 давления среды. Источники 8, 20 и 21 давления среды выполнены в виде гидроцкпиндров

25-27 с двухступенчатыми поршнями

28-30, указателями 31-33 их линейного перемещения и пневмокамерами

34-36.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для определения объемного набухания глинистых пород, содержащее корпус с поддоном, размещенную в корпусе эластичную камеру для образца, диск с каналами, установленный на поддоне и предназначенный

30 ,для контактирования с образцом, источник давления среды, соединенный с полостью корпуса, и средства измерения. Каналы диска выполнены в виде сквозных отверстий (2) .

Однако известное устройство не 55 позволяет исследовать набухание глины в контакте с циркулирующим буровым раствором, что снижает точ-. ность определения из-за отличий условий исследования от реальных условий скважины.

Цель изобретения — повышение точности определения за счет приближения условий исследования к реальным.

45 о

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения объемного набухания глинистых пород, содержащее корпус с поддоном, размещенную в корпусе эластичную камеру для образца, диск с канала- ми, установленный на поддоне и предназначенный для контактирования с образцом, источник давления среды, соединенный с полостью корпуса, 55 и средства измерения, снабжено узлом циркуляции бурового раствора, выполненным в виде двух цилиндров с

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 4 устанавливают на диск 5 и эластичной камерой

3 изолируют от полости корпуса 1.

В полость корпуса 1 подают жидкость и создают необходимое давление с помощью источника 8, которое поддер1 113339

Изобретение относится к устройствам, служащим для определения используемьж при бурении скважин коэффициентов объемного набухания образцов глинистых пород при взаимодействии с буровым раствором.

Известно устройство для определения объемного набухания образцов грунта, содержащее силовую раму, корпус с камерой для образца, нагрузоч- 10 ную и опорную решетки и нажимное устройство с гидроцилиндром и поршнем (fj .

Недостатки устройства заключаются в отсутствии средств циркуляции 15 взаимодействующего с образцом бурового раствора и невозможности нагружения образца боковым давлением, так как камера для образца ,выполнена жесткой. 20

3 1 живается неизменным в течение всего времени набухания- образца 4 за счет упругой энергии воздуха в пневмокамере 34 источника 8. В пневмокамере

35 источника 20 создается давление, под действием которого происходит перемещение поршня 29 и передавливание бурового раствора из полости

14 цилиндра 10 через магистраль 1б, пазы 7 диска 5 и магистраль 17 в полость 15 цилиндра 11, вызывая перемещение поршня 30 источника 21.

При подаче избыточного давления в пневмокамеру Зб происходит обратное передавливание бурового раствора из полости 1.5 в полость 14 и, соответственно, обратное перемещение поршней 30 и 29.

Величина давления в пневмокамерах 35 и 36 выбирается такой, чтобы давление бурового раствора под образцом 4 быпо на 0,1-0,2 ИПа мень" ше, чем давление в полости корпуса

1, что необходимо для обжатия образца 4 и исключения помех при измерении объема набухания. Попеременно изменяя давление в пневмокамерах

35 и Зб, осуществляют циркуляцию бурового раствора под образцом 4.

При этом фиксируют с помощью указателей 32 и 33 крайние положения

133396 4 поршней 29 и 30 и по разности показаний определяют объем поглощенной образцом 4 жидкости (бурового раствора).

При взаимодействии образца 4 глинистой породы с буровым раствором происходит набухание глинистых частиц. Объем образца 4 увеличивается, вызывая увеличение давления в

1О полости корпуса 1 и перемещение поршня 28 источника 8. Величина пере. мещения поршня 28, фиксируемая по указателю 31, показывает значение объемного набухания глинистого образца 4 при данном давлении. Конец набухания определяется по отсутствию перемещений поршня 28.

Знание величины объемного набуха" ния и объема поглощения позволяет

20 учесть объем порового пространства образца и оценить набухание самих глинистых материалов.

Изобретение позволяет, благодаря имитации реальных условий взаимодействия глинистых пород с циркулирующим буровым раствором, получать оптимальные проектные решения, способствующие исключению аварийных ситуаций из-за осыпей и обвалов неустойчивых глин и повышению скорости бурения.

1133396

)!33396

Фиг. 2

Составитель В. Тальвойш

Редактор О. Бугир Техред А.Кикемезей

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 9935/30 Тираж 482

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4