Устройство для измерения водоотдачи бурового раствора

 

О П И С А Н И Е <»)763576

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.06.78 (21) 2627015/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

51)М Кп

Е 21 В 21 08

Е 21 В 47/00

Государственный комитет

Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.80 (53) УДК 622.243 (088.8) нО делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Е. Ольгин и Ю. П. Номикосов (71) Заявитель

Институт геологии и разведки нефтяных и газовых месторождений Министерства геологии Узбекской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОДООТ

БУРОВОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к области измерения параметров бурового раствора и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где возникает необходимость в изучении фильтрационных характеристик связных суспензий.

Известен прибор для измерения водоотдачи, например фильтр-пресс, состоящий из автоклава, гидравлического пресса электронагревателя, редукционного клапана. Такой прибор пригоден к эксплуатации только в стационарных условиях. В процессе изме- 1о рения необходим постоянный контроль за давлением в автоклаве. Измерение водоотдачи прибором требует источника энергии сжатого воздуха, что не всегда является возможным в полевых условиях строительства скважин.

Известно устройство для измерения водоотдачи бурового раствора, содержащее корпус, узел, создающий давление, и фильтрующий элемент (1) .

Целью данного изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается за счет того, что узел, создающий давление, выполнен в виде двойного сильфона, заполненного жидкостью, внутрь которого установлен нагревательный элемент, при этом верхняя часть сильфона подпружинена, а нижняя его часть контактирует с исследуемым раствором.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, состоящего из корпуса

1, стакана 2 с фильтрующим элементом 3 и сильфона 4, средняя часть которого жестко закреплена в перегородке 5. В сильфон 4, заполненный жидкостью, введен нагревательный элемент 6, в цепи которого находятся контакты 7 с прерывателем 8. Верхнее донышко сильфона контактирует с пружиной 9, жесткость которой регулируется гайкой 10. Давление в сильфоне контролируется манометром 11.

Устройство работает следующим образом.

Фильтровальная бумага помещается в фильтрующий элемент 3, который затем присоединяется к стакану 2. Исследуемый буровой раствор заливается в стакан 2 и соединяется, например, при помощи резьбы с корпусом 1. Для создания необходимого давления на исследуемую среду нагревательный элемент 6 через контакты 7 и прерыватель 8 подсоединяют к источнику напряжения. 11од

763576 действием электрического тока жидкость в герметичном сильфоне 4 нагревается. При достижении определенного давления паров, задаваемого пружиной 9, жесткость которого устанавливается гайкой О, верхнее донышко сильфона поднимает прерыватель 8 и размыкает контакты 7.

Давление паров жидкости в сильфоне давит на его нижнее донышко и передает это давление на исследуемый раствор. Ilo мере фильтрации бурового раствора через фильтр количество его в стакане 2 уменьшается. При te этом нижняя часть сильфона под действием давления паров жидкости растягивается, занимая объем отфильтрованного бурового раствора. Давление в сильфоне падает, что вызывает сжатие его верхней части под действием пружины 9 и замыкания контактов 7 1 прсрывателем 8. Жидкость в сильфоне дополнительно нагревается и восстанавливает заданное давление.

1 аким образом, на исследуемый буровой 2О раствор действует за все время эксперимента постоянное давление независимо от количества отфильтрованной жидкости. Количество отфильтрованной жидкости измеряется отдельно, например, при помощи мензурки. и

Жидкость для заливки в сильфон выбирается в зависимости от заданного давления, при котором необходимо провести измерение фильтрации. Например, в качестве таких жидкостей может служить бензол, ацетон, бензин, керосин, вода и т.д. Вследствие плохой теплопро водности бурового раствора и отсутствия конвективных потоков (буровой раствор обогревается через нижнюю часть сильфона сверху) нагрев нижних слоев исследуемой жидкости за непродолжительное время измерения (15 — 30 мин) практически не происходит. В этом случае процесс фильтрации осуществляется при комнатной температуре. Мощность нагрева спирали и количество жидкости с определенны- 4 ми теплофизическими свойствами подбирается так, чтобы инерционность прибора (время за которое давление паров жидкости в сильфоне станет равным 1 атм) в момент

его включения не происходила 10-15 с. При этом дополнительно погрешность измерения 45 составит не более 0,5О О.

Для измерения величины водоотдачи при высоких температурах (80 †1 С) нагревательный элемент выбирается большей мощности и монтируется на стенках стакана 2, которые затем изолируются. В сильфон 4 заливается жидкость, упругость паров которой равна заданной при выбранной температуре измерения. В этом случае сильфон играет роль не только передатчика давления, но и регулятора температуры. Например, если в сильфоне залита вода, то давление насыщенных паров равна одной избыточной атмосфере, а температура кипения жидкости равна 110 С. Следовательно, процесс измерения водоотдачи происходит при температуре бурового раствора 110 С и давлении в 1 атм. При заливке в сильфон ацетона можно производить измерение водоотдачи при давлении 1 — 20 атм и температуре бурового раствора 79 — 181 С.

Технико-экономический эффект данного предложения определяется тем, что прибор позволяет проводить измерения с большей точностью, чем существующие приборы, причем при высоких температурах и в полевых условиях. Это позволяет более обоснованно подбирать рецептуры буровых растворов в зависимости от конкретных геолого-технических условий строительства скважин. Изготовление и опробование устройства предполагается осуществить в мастерских института в 111 квартале 1978 г.

Формула изобретения

Устройство для измерения водоотдачи бурового раствора, содержащее корпус, узел, создающий давление, и фильтрующий элемент, or.гинающееея тем, что, с целью повышения точности измерения, узел, создающий давление, выполнен в виде двойного сильфона, заполненного жидкостью. внутри которого установлен нагревательный элемент, при этом верхняя часть сильфона подпружинена, а нижняя его часть контактирует с исследуемым раствором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесников Т. И., Лгеев Ю. М. Буровые растворы и крепления скважин. М.,,Недра, 1975, с. 15 — 16, с. 13.

763576

Составитель И. Карбачинская

Редактор В. Трубченко Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчнк

Заказ 6251/29 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент» r. Ужгород, ул. Проектная,