Консистометр

 

Использование: измерение степени загустевания цементных растворов при выборе их рецептур для цементирования нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: консистометр содержит электропривод , вал измерительной лопасти и вал электропривода, моментоизмерительную пружину, эластичную мембрану и блок тарировки консистометра. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4815662/25 (22) 17,04,90 (46) 23.10.92. Бюл.N. 39 (71) Московское научно-производственное объединение "Нефтегазавтоматика" (72) A.В..Мальцев и Л,Л.Лебедев (56) Патент США N 4534209, кл. 6 01 N

11/-14, 1985. (54) КОН СИСТОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для измерения степени загустевания цементных (тампонажных) pGGTBopoB при выборе их рецептур для цементирования конкретных нефтяных и газовых скважин, Наиболее близким к изобретению является атмосферный консистометр, имеющий корпус. электропривод, емкость для жидкости-теплоносителя, стакан для жидкоститеплоносителя, стакан для цементного раствора, лопасть, помещаемую в испытуемый раствор, вал измерительной лопасти с закрепленным на нем внутренним концом спиральной моментоизмерительной пружины. наружный конец которой связан с корпусом, вал электропривода, связанный со стаканом для цементного раствора, и измерительный блок.

Недостатком этого устройства следует считать возможность его применения лишь в атмосферных условиях, наличие специального вращающегося стакана для пробы раствора и контактного датчика угла закручивания спиральной моментоизмерительной пружины(потенциометра), Целью изобретения является обеспечение возможности измерения в рабочих емкостях.

» . Ж 1770827 А1 (5?)Использование: измерение степени загустевания цементных растворов при выборе их рецептур для цементирования нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: консистометр содержит электропривод, вал измерительной лопасти и вал электропривода, моментоизмерительную пружину, эластичную мембрану и блок тарировки консистометра. 1 ил.

Предлагаемый консистометр имеет корпус, электропривод, состоящий из электродвигателя и редуктора, спиральную моментоизмврительную пружину, лопасть, помещаемую в испытуемый раствор, а также измерительный блок.

Внутренний конец спиральной моментоизмерительной пружины связан с лимбом, а через лимб и пустотелый вал — с электроприводом. Наружный конец пружины связан с лопастью через диск, на котором установлен торцовый кулачок, На лимбе закреплена направляющая, обеспечивающая вертикальное перемещение поводка, соединенного с подвижным элементом измерительного блока штоком, проходящим через пустотелый вал электропривода.

При измерении консистенции цементного раствора электропривод вращает вал с лимбом с постоянной скоростью(например, 60 об/мин), Через спиральную пружину лимб увлекает за собой диск и связанную с ним лопасть. На лопасть воздействует увеличивающееся сопротивление загустевающего цементного раствора, создаваемый на лопасти момент закручивает спиральную моментоизмерительную пружину и поворачивает диск относительно лимба. На лимбе

1770827 нанесена шкала, соответствующая 100 условным пуазам (единицам измерения консистенции неньютоновских жидкостей) на угле 300о, что соответствует максимально допустимой консистенции прокачиваемого в скважину цементного раствора и максимальному углу закручивания спиральной моментоизмерительной пружины, На диске закреплен указатель. Шкала и указатель необходимы для статической тарировки консистометра без цементного раствора. с помощью специального аттестованного нагрузочного приспособления, устанавливаемого вместо съемной лопасти. Тарировка производится изменением длины спиральной моментоизмерительной.пружины, сглещением ее наружного конца в месте закрепления.

При измерениях консистенции цементного раствора лимб, закручивая спиральную моментоизмерительную пружину, с помощью направляющей перемещает поводок, который взаимодействует с торцовым кулачком, установленным на диске. Вертикальное перемещение поводка с помощью, например, штока и плунжера фиксируется бесконтактным датчиком перемещения иэмерител ь ного блока.

На чертеже схематически изображен консистометр для измерений в эвтоклавных условиях. Консистометр имеет усиленный корпус 1 со стаканом 2 для размещения пробы раствора и помещенную в испытуемь1й раствор, сьемную лопасть 3 с валом, закрепленным в подшипниковом узле 4 и жестко связанным с диском 5, на котором установлены торцовый кулачок 6, регулируемая опора 7 для закрепления наружного конца спиральной моментоизмерительной пружины 8 и указатель 9, Внутренний конец спиральной моментоиэмерительной пружины 8 закреплен с пустотелым валом

12, вращающимся в подшипниках 13.

Вал 12 приводится во вращение электродвигателем 14 через редуктор 15. На лимбе 11 закреплена направляющая 16, в прорези которой вертикально перемещается поводок 17, взаимодествующий с кулачком 6 и соединенный штоком 18 с плунжером 19, размещенным в дифферен. циальной индукционной катушке 20, связанной с измерительным прибором 21 и блоком питания 22. Дифференциальный магнитоиндукционный датчик, состоящий из плунжера 19 и катушки 20, прибор 21 и блок питания 22 представлены как вариант любого измерительного блока. Поводок 17 прижимается к кулачку 6 пружиной 23. Соединение направляющей 16 с поводком 17, обеспечивающее их совместное безлюфто5

15 трансформаторного, веретенного или инду20

35 все вращение и относительное вертикальное перемещение поводка 17 в пределах рабочего хода кулачка 6, может быть выполнено любым другим способом. Для установки нуля служит подвижная опора 24. на которой закреплена катушка 20. Давление в корпус 1 подается через штуцер 25 от внешнего источника, Нагрев пробы раствора осуществляется нагревателем 26, а измерение температуры — первичным преобразователем 27 с измерительным прибором температуры 28, В качестве рабочего тела для создания давления в аатоклаве и теплоносителя применяют низковязкие масла типа стриального И-50, Для предотвращения смешивания цементного раствора в стакане

23 и масла в корпусе 1 служит разделительная эластичная мембрана 29 с самоуплотняющимся манжетным сОединением и вращающимся валом в центре.

Отсутствие перепада давления над разделителем и под ним, обусловленное его эластичностью, полностью исключает переток. Для герметизации вращающегося вала

12 в корпусе 1 служит уплотнение 30, состоящее, например, иэ чередующихся фторопластовых и чугунных колец, Для выпуска воздуха из корпуса 1 при заполнении era маслом служит вентиль 31.

В настоящее время для испытаний цементных тампонажных растворов консистометр должен обеспечить возможность проведения измерений при 100 МПа и

250о

Для проведения измерений консистометром заливают в стакан 2 цементный раствор, создают- заданные давление и температуру, вкл ючают зле ктродвигател ь

14, устанавливают нулевое значение на шкале измерительного прибора 21 с помощью вращения опоры 24. По мере загустевания цементного раствора момент сопротивления на лопасти 3 увеличивается, лимб 11. связанный через вал 12 и редуктор

15 с электродвигателем 14, закручивает спиральную моментоизмерительную пружину

8, компенсируя момент сопротивления на лопасти 3, и с помощью направляющей 16 перемещает поводок 17 по торцовому кулачку 6; Поводок 17 через шток 18 перемещает плунжер 19 относительно дифференциальной индукционной катушки 20.Показания консистенции считывают по прибору 21.

При необходимости прибор 21 снабжают регистратором.

При измерениях, проводимых при нормальных условиях в отсутствие стакана 2, лопасть 3 погружают в раствор. находящийся в рабочей емкости до соприкосновения

1770827

Составитель А.Мальцев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Патрушева

Редактор Г.Бельская

Заказ 3736 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 разделительной эластичной мембраны 29 с поверхностью раствора. Остальные операции аналогичны.

Формула изобрете н ия.

Консистометр, содержащий корпус, электропривод, вал измерительной лопасти и вал электропривода, моментоизмерительную пружину, лопасть, помещаемую в испытуемый раствор, и измерительный блок, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения в рабочих емкостях, он дополнительно содержит диск, торцовый кулачок, поводок, лимб, направляющее устройство и разделительную эластичную мембрану, ограничивающую корпус снизу, причем через мембрану проходит вал измерительной лопасти, а вал электропривода выполнен пустотелым с проходящим внутри него штоком, связыва5 ющим поводок с измерительным блоком, при этом второй конец поводка выполнен с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком, установленным на диске, закрепленном на валу измерительной лопасти и

10 связанным с наружным концом моментоиа.мерительной пружины, внутренний конец которой связан с лимбом, установленным на валу электропривода, и снабжен направляющей, обеспечивающей вертикальное

15 перемещение поводка.