Устройство для измерения расширения тампонажных материалов

 

О П И С А Н И Е 1 1 604966

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i о оз Советсккт

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено 29,07.74 (21) 2047187/22-08

< (51) М. Кл. E21B 33/138 с присоединением заявки Ме

Государственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень Ма 16

1 (45) Дата опубликования описания 25.04.78 (53) УДК 622.245.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Мальцев, В. С. Баженов, Д. Ф. Новохатский, И, С. Разуваев и М. М. Левкович (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСШИРЕНИИ

ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для измерения объема твердетощих тампонажных материалов с применснисм термостатированных автоклавов высокого давления.

Известно устройство для измерения объема тампонажных цементов, которое состоит из автоклавов высокого давления, гидравлических цилиндров с двухдисковыми дифференциальными поршнями, вмонтированных в верхние крышки автоклавов, измерительных бюреток, соединенных с междисковыми пространствами, заполненными маслом, грузового и воздушных компенсаторов (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно недостаточно точно,позволяет измерить объем тампонажных цементов.

Известно устройство для измерения объема цементного камня, состоящее из автоклава высокого давления с размещенным в нем стаканом с пробой исследуемого раствора, источников и измерителей давления и температуры, а также измерителя объема жидкости в автокл аве (2) .

Однако принятый принцип измерения объемных изменений, который основан на изменении объема жидкости в автоклаве неверен, так как установлено, что изменение давления в автоклаве зависит в основном от степени поглощения воды при гидратации вяжущего материала и прямо не связано с изменением объема твердеющего образца. Например, увеличение объема твердеющего образца может происходить с одновременным падением дав5 ления в автоклаве. Кроме того, образец находится в открытом стакане, что не соответствует истинным условиям в скважине, где цемент при расширении встречает сопротивление глинистой корки, образовавшейся на

10 стенках скважины.

Целью изобретения является <повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель расширения снабжен механизмом

15 создания заданной нагрузки на образец, причем механизм создания заданной нагрузки на образец выполнен в виде тарированной пружины с регулируемой степенью сжатия.

Устройство позволяет с большим прибли20 жением имитировать условия изменения объема цементного камня в скважине, что значительно повышает точность измерений.

На чертеже схематически изображено устройство для измерения объемных изменений

25 твердеющих тампонажных материалов при давлении до 1000 кГс/сма и температуре до

200 С, включающее в себя группу одинаковых автоклавов.

Устройство состоит из автоклава 1 с встав604966 кой 2, масляной бани 3, источника 4 давления, предохранительного клапана 5, указателя 6 давления, нагревателя 7, блока 8 питания и блока 9 слежения.

Автоклав 1 снабжен стаканом 10, измерителем величины объемных изменений, состоящим из перфорированного поршня 11, связанного штоком с плунжером 12, и катушки 13, пружиной 14, нажимной гайкой 15 с шкалой

16, механизмом 17 создания нагрузки, индикатором 18, вентилем 19 выпуска воздуха.

В масляной бане 3 установлен термометр 20.

Принцип действия устройства следующий.

Измерение объемных изменений тампонажного материала производится по перемещению поршня 11, находящегося в контакте с образцом и связанного с плунжером 12. В зависимости от положения катушки 13 относительно плунжера 12 блок слежения с .помощью механизма 17 создания нагрузки регулирует степень сжатия пружины 14, создавая нагрузку на поршень 11. По мере изменения объема образца нагрузка может сохраняться постоянной или изменяться согласно условию опыта.

Для проведения опыта тампонажный раствор заливают в стакан 10 и, закрепив его на вставке 2, вместе с поршнем 11 помещают в автоклав 1. После заполнения системы рабочей жидкостью и выпуска воздуха через вентиль 19, создания требуемых давления и температуры дают необходимую выдержку во времени и создают с помощью механизма 17 создания нагрузки нагрузку на образец, заданную условиями опыта, перемещая катушку 13 относительно плунжера 12. Величина нагрузки обуславливается степенью сжатия пружины 14 и определяется по положению нажимной гайки 15 относительно неподвижной шкалы 16. При изменении объема образ4 ца тампонажного материала поршень 11 перемещается вверх или вниз, смещая плунжер

12. Блок 9 слежения с помощью катушки 13 и механизма 17 создания нагрузки отслежи5 вает положение .плунжера 12. Величину перемещения катушки 13, а следовательно и величину перемещения поршня 11, измеряют индикатором 18.

После окончания процесса измерений, про10 должительность которых доходит до 7 — 8 суток, установку выключают, охлаждают, разбирают и готовят к следующему опыту.

Технико-экономическая эффективность устройства обуславливается повышением качест15 ва разобщения пластов, снижением расходов на повторное цементирование.

Формула изобретения

20 1. Устройство для измерения расширений тампонажных материалов, содержащее размещенный в автоклаве стакан для пробы раствора, источники и измерители давления и температуры и измеритель величины расшире25 ния, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, измеритель расширения снабжен механизмом создания заданной нагрузки на образец.

2. Устройство по п. 1, отлич ающееся

ЗО тем, что механизм создания заданной нагрузки на образец выполнен в виде тарированной пружины с регулируемой степенью сжатия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Авторское свидетельство СССР № 137809, кл. G 01В 13/00, 1960.

2. Юзабашев Г. С,, Фаркушин Л. Х. О влиянии объемного изменения цементного камня на передачу давления цементным кольцом.

40 Труды ВНИИБТ, вып. IХ, М., 1963, с. 52, 604960

Составитель В. Шестимирова

Редактор Т. Морозова Техред Н. Рыбкина Корректоры: Л. Денискина и Н. Федорова

Подписное

Заказ 509/5 Изд. № 374 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография пр. Сапунова, 2