Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие



Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
G01N1/28 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2637228:

Акционерное общество "ВолгоградНИПИнефть" (АО "ВолгоградНИПИнефть") (RU)

Изобретение относится к устройству для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200°C и давлению до 100 МПа, для последующих прочностных испытаний образцов на сжатие и может быть использовано на скважинах, в лабораториях тампонажных контор, управлений буровых работ и нефтедобывающих объединений, в лабораториях научно-исследовательских организаций. Устройство содержит автоклав с полостью для размещения приспособления для размещения образцов, крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления. Система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава. Нагреватели установлены в полостях, радиально выполненных в стенке автоклава. Приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки, трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможности центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы. Днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высоте контейнера. Наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом. Крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера. Обеспечивается возможность выдержки образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению, для силовых испытаний на прочность при сжатии. 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, предназначенному для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200°С и давлению до 100 МПа, для последующих прочностных испытаний образцов на сжатие и может быть использовано как непосредственно на скважинах, так и в лабораториях тампонажных контор, управлений буровых работ и нефтедобывающих объединений, а также в лабораториях научно-исследовательских организаций, занимающихся разработкой рецептур и исследованием тампонажных цементов, смесей и растворов для цементирования скважин.

Для проведения прочностных испытаний на сжатие согласно ГОСТу 26798.2-96 и стандарта ISO 10426-2-2003 образцы должны иметь определенную форму, а именно быть выполнены размером 50×50×50 мм, подвержены выдержке для формирования цементного камня, после чего их испытывают на прочность при сжатии. Согласно ГОСТу 26798.2-96 выдержку образцов производят водном термостате при атмосферном давлении и температуре 38 (60)°C. Образование цементного камня в таких условиях не всегда соответствует цементному камню, образующемуся в скважинах при их цементировании.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее автоклав с полостью для размещения приспособления с испытываемыми образцами, крышку, накидную гайку с рукоятками для удерживания крышки, нагреватели для подогрева автоклава, систему охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления (в виде масляного насоса) (см. Консистометр высокого давления ZM-1003, выпускаемого ООО НПК «ЗИП - Магнитоника» zmag.ru).

Известное устройство предназначено для определения времени загустевания тампонажных растворов, применяемых для цементирования нефтяных и газовых скважин. Внутри автоклава установлено устройство для измерения, выполненное в виде стакана для размещения измерительной рамки имеющей возможность вращения. В основу принципа действия известного устройства положено измерение крутящего момента, создаваемого на лопастном устройстве.

В известном устройстве нагреватели установлены под кожухом с внешней стороны корпуса автоклава и не обеспечивают достаточного прогрева камеры автоклава.

Конструктивное исполнение системы охлаждения не обеспечивает эффективнее охлаждение камеры автоклава.

Известное устройство не обеспечивает возможность выдержки образцов для набора прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению.

Техническая задача предлагаемого устройства заключается в обеспечении возможности выдержки образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению для дальнейших силовых испытаний их на прочность при сжатии.

Техническая задача решается тем, что устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие содержит автоклав с полостью для размещения приспособления для размещения образцов, а также с крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями для подогрева автоклава и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления (насос масляный) имеет отличия, а именно система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава, а нагреватели установлены; в полостях, расположенных радиально в стенке автоклава, а приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки и трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможность центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим по для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы, днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высотке контейнера, наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом, причем крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера.

Предлагаемое устройство отличается простотой в эксплуатации, позволяет обеспечить выдержку образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях и доводить давление и температуру до значении соответствующих условиям конкретной испытуемой скважины.

Предлагаемое устройство иллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства с продольным сечением автоклава; на фиг. 2 - общий вид контейнера с образцами; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - вид В на фиг 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг 2.

Предлагаемое устройство содержит автоклав 1 с полостью для установки приспособления для размещения образцов, выполненного в виде контейнера 2, а также с крышкой 3, удерживаемой на автоклаве 1 накидной гайкой 4 с рукоятками 5 для обеспечения возможности снятия и установки крышки 3 на автоклав 1. Между крышкой 3 и корпусом автоклава 1 установлены фторопластовые уплотнительные кольца 6 для герметизации.

В стенке автоклава 1 радиально выполнены цилиндрические полости 7 для размещения теновых нагревателей мощностью, например 0,5 кВт (теновые нагреватели на чертеже не показаны).

По наружной стенке соосно автоклаву 1 установлена система охлаждения в виде цилиндрического корпуса 8 (металлической рубашки) с полостью для размещения воды и патрубками для подачи и отвода воды (патрубки для подачи и отвода воды на чертеже не показаны). Внутренняя поверхность цилиндрического корпуса 8 выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами 9, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава 1.

Для подачи масла, обеспечивающего давление внутри автоклава 1, в днище автоклава 1 выполнено отверстие 10. Для стравливания (сбрасывания) давления и выхода воздуха из автоклава при настройке устройства перед эксплуатацией в крышке 3 выполнено отверстие 11 для установки перепускного штуцера (штуцер на чертеже не показан).

Контейнер 2 выполнен разборным и состоит из трех разъемных форм для размещения образцов.

Формы выполнены квадратного сечения. Противоположные стенки имеют направляющие 12 и 13 в виде штифт-паз для центрирования форм относительно друг друга. Стенки форм выполнены с отверстиями под винты 14 для соединения (отверстия на чертеже не показаны).

Днища 15 форм и крышка 16 выполнены в виде круга с отверстиями 17 для установки шпилек 18 для фиксации форм относительно друг друга по высоте контейнера 2.

Наружная поверхность днища 15 каждой формы выполнена с пазом 19 прямоугольного сечения в средней части для поступления масла внутрь форм при создании давления внутри автоклава 1.

Крышка 16 имеет петлю 20 для съема крышки, установки контейнера 2 и его извлечения из автоклава 1 и паз 19 на внутренней поверхности для поступления масла внутрь верхней формы.

На основании 21 посредством кронштейнов закреплены блок 22 управления, насос 23 для подачи масла в автоклав 1 и установленный на насосе 23 преобразователь давления (датчик давления) (преобразователь давления на чертеже не показан).

Предлагаемое устройство для изготовления образцов работает следующим образом.

Предварительно приготовленный тампонажный раствор помещают в формы, которые устанавливают друг на друга в виде штабеля, фиксируя их в штабеле направляющими 12 и 13 по горизонтали, затем устанавливают крышку 16 и фиксируют штабель из форм винтами 18 по вертикали, образуя контейнер 2.

Затем в полость автоклава 1 заливают масло на 1/3 объема полости, после чего устанавливают контейнер 2 и доливают масло до уровня фторопластовых уплотнительных колец 6. Закрывают автоклав 1 крышкой 3 и фиксируют ее с помощью накидной гайки 4 посредством рукояток 5. Затем насосом 23 подают масло внутрь автоклава 1, стравливая воздух через перепускной штуцер, установленный в отверстие 11, и обеспечивая заполнение маслом форм через пазы 19.

Затем производят нагрев автоклава 1 тенами до требуемой температуры. При нагреве давление в автоклаве 1 повышается. Повышение давления до необходимого значения, соответствующего условиям испытуемой скважины, обеспечивают с помощью насоса 23, подавая масло внутрь автоклава 1. Полость автоклава 1 используют в качестве камеры для выдержки образцов в течение требуемого времени для образования тампонажного камня.

Показания температуры и давления при автоматическом режиме работы устройства отображаются на мониторе блока 22 системы управления (компьютера).

При ручной режиме работы температуру регулируют с помощью терморегулятора (температуру устанавливают и, если это необходимо, меняют через компьютер), а давление при необходимости регулируют с помощью масляного насоса.

Масло с помощью насоса поступает внутрь автоклава 1, занимая пространство вокруг контейнера 2 и проникая по пазам 19 на крышке 16 и днищах 15 внутрь форм, создавая давление внутри форм.

После набора камнем прочности автоклав охлаждают до температуры 27°C с помощью воды системы охлаждения, остаточное давление уменьшают до атмосферного с помощью открытия перепускного штуцера и после этого снимают крышку 16 и достают контейнер 2 с образцами.

Последующие испытания по определению предела прочности цементного образца производят с помощью тестера прочности на сжатие.

Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие, содержащее автоклав с полостью для установки приспособления для размещения образцов, крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями для подогрева автоклава и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления - насос масляный, отличающееся тем, что система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава, нагреватели установлены в полостях, радиально выполненных в стенке автоклава, а приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки и трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможность центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы, днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высоте контейнера, наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом, причем крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к формированию и анализу составной пробы текучей среды. Устройство содержит входное отверстие, выполненное с возможностью приема части текучей среды, протекающей по трубопроводу; клапан, подсоединенный к входному отверстию; насос, соединенный с клапаном; резервуар, соединенный с клапаном; и газовый хроматограф, соединенный с клапаном.

Изобретение относится к технике отбора проб газонасыщенных конденсатов, нефти, продуктов их промысловой подготовки и других жидкостей. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода включает установленные последовательно на ответвление 1 трубопровода 2 через переходник 3 поворотный клапан 4 с отводным проходным каналом.
Изобретение относится к медицине, а именно к фармакологии, фармации, дерматологии, косметологии и судебной медицине, и может быть использовано при разработке новых лекарственных средств, предназначено для поиска и оценки эффективности средств, обесцвечивающих кожу в области «красных» и «синих», свежих и старых кровоподтеков, при разработке косметических технологий, предназначенных для удаления кровоподтеков, а также при судебной медицинской экспертизе давности кровоподтеков и ушибов мягких тканей.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может применяться при аттестации сотовых структур при изготовлении трехслойных конструкций кораблестроения, авиастроения и космической техники.
Изобретение относится к области медицины, а именно к акушерству, и касается способа раннего прогнозирования развития инфекционно-воспалительных осложнений (ИВО). У женщин после сверхранних преждевременных родов перед родами устанавливают: имели ли место роды ранее, страдает ли женщина эндокринной патологией и никотинозависимостью, была ли угроза прерывания беременности в первом триместре данной беременности, имеет ли место истмико-цервикальная недостаточность при данной беременности.

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки горючих природных газовых проб в безопасные водные образцы для дальнейшего определения в них содержания трития в лабораторных условиях методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии.

Группа изобретений может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре.

Изобретение относится к петрофизике и может быть использовано при подготовке образцов керна слабоконсолидорованных осадочных горных пород к лабораторным исследованиям.

Изобретение относится к области медицины, а именно к цитологии, и может быть использовано при гистологических, онкологических, гематологических, патологоанатомических исследованиях.

Устройство для измерения размеров капель воды водовоздушных потоков содержит корпус, державку с кассетой со стеклами, блок управления, подвижной цилиндрический кожух, закрывающий кассету и приводимый в движение микроэлектродвигателем, установленным в корпусе.

Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого натриевого стекла (ВМЖС), которое может быть использовано как связующее в антикоррозионных цинксиликатных составах в строительной, химической, нефтехимической промышленности, в сельском хозяйстве, энергетике, добыче полезных ископаемых, а также в объектах военного и космического назначения.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, лабораторному оборудованию, и может быть применено в элементном анализе геологических образцов (горные породы, почвы, грунты и донные отложения), различных биогеохимических образцов (травы, листва, мягкие и костные ткани), а также материалов высокой чистоты.

Изобретение относится к устройствам для проведения технологических процессов при повышенном давлении и может найти применение в области химии, фармацевтики, а также в смежных отраслях для проведения процессов в сверхкритических условиях.
Изобретение относится к способу производства редиспергируемых в воде полимеров, которые могут быть использованы в качестве гидрофобизаторов для песка, глины, бумаги, текстиля, для получения защитных покрытий, сухих строительных смесей и других целей.
Изобретение относится к гидротермическому окислению отходов, содержащихся в сточных водах, и может быть использовано в агропищевой, бумажной, химической, фармацевтической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, машиностроительной, металлургической, авиационной и атомной промышленности.

Изобретение относится к аппарату для обработки зернистого материала жидкостью под давлением и может быть использовано для десорбции различных компонентов из адсорбентов, например из активированного угля в технологических процессах извлечения благородных металлов.

Изобретение может быть использовано в производстве дезинфицирующих и дезодорирующих средств, отбеливателей, при дезинфекции воды. Способ получения водного раствора диоксида хлора включает стадии получения хлорита, получения пероксодисульфата, соединения хлорита и пероксодисульфата в водной системе при мольном отношении пероксодисульфата к хлориту [S2O8 2-]/[ClO2 -] больше 1.

Изобретение относится к системам управления давлением и температурой реактора и может быть использовано в реакторах, содержащих водный раствор при температуре, близкой к температуре его кипения.

Изобретение относится к области промышленного применения способов и установок для синтеза метанола. .

Группа изобретений относится к отбору пробы жидкости, в частности топливной, на определение уровня содержания серы в топливе. Пробоотборник (100; 300; 400; 500; 610; 620; 630) приспособлен для установки в систему с вариациями температуры, которая содержит в себе или транспортирует жидкость. Пробоотборник содержит секцию (304; 404; 504'; 604) со стенками, частично окружающую полость (301; 401; 501'; 601), заполненную жидкостью, и содержащую первое и второе отверстие. Через первое отверстие (303; 403; 503'; 603) жидкость в полости вытекает из полости. Через второе отверстие (307; 407; 507'; 607) жидкость в системе втекает в полость. Первое отверстие снабжено первым элементом-заслонкой (305; 405; 505'; 605; 605'; 605"), которая открывается, когда температура жидкости в полости увеличивается и жидкость расширяется и избыточное давление создается в полости. Второе отверстие снабжено вторым элементом-заслонкой (309; 409; 509'; 609; 609'; 609"), которая открывается, когда температура жидкости в полости падает и в полости создается отрицательное давление. Блок пробоотборников содержит, по меньшей мере, два пробоотборника. Система подвергается вариациям температуры между остаточной и рабочей температурами и содержит пробоотборник, установленный в полый компонент, содержащий в себе или транспортирующий жидкость. Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания с топливной системой. Способ для анализа жидкости с пробоотборником или блоком пробоотборников содержит следующие этапы. Заполняют полость пробоотборника первоначально стартовой жидкостью. Размещают пробоотборник в системе, в которой пробоотборник входит в контакт с анализируемой жидкостью. Подвергают жидкость в системе вариациям температуры между остаточной температурой и рабочей температурой, и наоборот. Предоставляют возможность жидкости в полости вытекать из полости, когда температура жидкости увеличивается, течь в полость, когда температура падает, и перемешиваться внутри полости посредством притока и оттока жидкости. Удаляют пробоотборник или блок пробоотборников из системы. Удаляют жидкость из пробоотборника и проводят анализ уровня содержания вещества в жидкости способом анализа, приспособленным к анализируемому веществу. Обеспечивается упрощение отбора пробы жидкости в системе с вариациями температуры для дальнейшего анализа. 7 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к устройству для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200°C и давлению до 100 МПа, для последующих прочностных испытаний образцов на сжатие и может быть использовано на скважинах, в лабораториях тампонажных контор, управлений буровых работ и нефтедобывающих объединений, в лабораториях научно-исследовательских организаций. Устройство содержит автоклав с полостью для размещения приспособления для размещения образцов, крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления. Система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава. Нагреватели установлены в полостях, радиально выполненных в стенке автоклава. Приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки, трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможности центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы. Днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высоте контейнера. Наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом. Крышка снабжена ручкой для установкиизвлечения контейнера. Обеспечивается возможность выдержки образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению, для силовых испытаний на прочность при сжатии. 6 ил.

Наверх