Устройство для определения седиментационной устойчивости высококонцентрированных связнодисперсных суспензий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 110578 (21) 2614747/22-03 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 230980 Бюллетень Но 35 (51)М. Кл

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 245.

42 088 8) Дата опубликования описания 230980 (72) Авторы изобретения

A. В. Черненко и А. Е. Горлов

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (71) Заявитель (54) пензии судят по высоте слоя жидкости, появившейся над дисперсной фазой в, рабочем цилиндре через время, достаточное для охарактеризования суспензии.

С момента заливки тампонажного раствора в прибор и до погружения и уравновешивания его на плаву в жидкости давление на фильтр со стороны суспенэии превышает давление с противоположной стороны, что приводит к отфильтровыванию дисперсионной среды через фильтр и образованию на нем корки из частиц дисперсной фазы.

Выпадение частиц на дно вмещаемого цилиндра, в данном случае на фильтр (так называемый придонный эффект), который интенсифицируется для седиментационно неустойчивых суспензий по мере ослабления структурных связей между частицами, может привести к образованию зоны уплотнения на фильтре.

Проницаемость прифильтровой зоны из-за наличия фильтрационной корки и уплотненного придонного слоя значительно ниже проницаемости порового пространства исследуемой суспензии, что приводит к погрешностям в определении ее седиментационной ус-

Изобретение относится к области исследования физических свойств высококонцентрированных свяэнодисперсных суспензий, например тампонажных растворов, применяемых для крепления скважин.

Известен прибор для определения способом отстаивания седиментационной устойчивости суспензий, представляющий собой вертикальный стеклян- 10 ный цилиндр (11

На точность определения седиментационной устойчивости в этом приборе оказывают влияние состояние и форма ограничивающих поверхностей вмещающей15 среды, т. е. внешние факторы, которые могут быть расценены как помехи.

Известен также прибор, состоящий иэ цилиндра с дном-фильтром, балласта, закрепленного в нижней части, 20 и поплавка, расположенного в средней части прибора (2).

В данном приборе седиментация твердой фазы суспензии осуществляется вместе с вмещающей средой. Исследуемый тампонажный раствор заливается в рабочий цилиндр прибора, затем прибор помещается. в сосуд с жидкостью идентичной дисперсионной среде. О седиментационной устойчивости сус- 30

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕДИМЕНТАЯИОЙЦОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ BblCOKOKOHUEHTPHPOBAHHblX

СВЯЗНОДИСПЕРСНЬ1Х СУСПЕНЗИЙ (» б

765498

Формула изобретения

1. устройство для определения седиментационной устойчивости высококон— центрированных связнодисперсных суспенэий, содержащее измерительный и рабочий цилиндры, балласт, фильтр и

45 поплавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения влияния фильтрационной корки и уплотненного придонного слоя на измерения,.рабочий

50 цилиндр выполнен из двух коаксиаль— но размещенных частей, соединенных фильтром, причем последний снабжен клапаном.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что клапан выполнен в виде эластичной шайбы. тойчивости, а именно к завышению ее значений.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения влияния фильтрационной корки и уплотненного придонного слоя на измерения.

Это достигается выполнением рабочего цилиндра из двух коаксиально размещенных частей, соединенных фильтром, причем последний снабжен клапаном, выполненным в виде эластич- !Î ной шайбы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 клапан-фильтр..

Прибор включает нижний 1 и 15 верхний 2 рабочие цилиндры, между которыми помещен клапан-фильтр 3.

Цилиндры 1 и 2 соединяются переводником 4 с отверстиями 5. Снизу нижний рабочий цилиндр закрыт кожухом-балластом 6, в котором помещен регулировочный балласт 7. Измерительный цилиндр 8 крепится с помощью разъема

9 к верхней части цилиндра 2. Поплавок 10 размещен на верхнем рабочем цилиндре 2 и предназначен для удер- 25 живания прибора в плавающем состоянии. При тарировке и в рабочем состоянии прибор помещается в жидкость, которая заливается в емкость 11.

На фиг. 2 изображена эластичная шай- 30 ба 12.

Перед проведением работ по определению седиментационной устойчивости суспензии прибор тарируется.

Исследование седиментационной устойчивости суспензии производится следующим образом.

Снимается измерительный цилиндр 8 и в свободны от жидкости нижний 1 и верхний 2 рабочие цилиндры заливается суспензия. При этом давление у клапана-фильтра 3 со стороны цилиндров 1 и 2 больше атмосферного и клапан-фильтр закрыт. После заливки суспензии крепится измерительный цилиндр 8 и собранный седиментометр помещается в жидкость, идентичную дисперсионной среде. При уравновешивании в плавающем состоянии давление у клапана-Фильтра 3 в полости цилиндров 1,2 и снаружи сравняется. При снижении давления в цилиндрах 1 и 2 в результате зависания твердой фазы и частичного ее выпадения на дно нижнего рабочего цилиндра 1 клапан 3 откроется и под действующим перепадом давления жил будет фильтроваться через структуру суспензии.

По истечении времени, достаточного для охарактеризования суспензии, замеряется высота жидкости .в измерительном цилиндре 8. Эта высота ха- ЬО оактеризует седпментационную устой чивость суспензии.

Расположение фильтра на некотором

L определенном расчетом1 расстоянии от дна рабочего цилиндра позволяет зна- 65 чительно ослабить влияние зоны уплотнения(придонного эффекта)на величину седиментационного водоотделения суспензий.

Оснащение фильтра обратным клапаном предотвращает отфильтровывание дисперсионной среды и образование фильтрационной корки на фильтре и тем самым позволяет устранить ее влияние на величину седиментационного водоотделения суспензии.

Наличие разъема между измерительным и рабочим цилиндрами повышает технологичность загрузки прибора, исключает воэможность попадания суспензии на стенки измерительного цилиндра и, следовательно, создание нескомпенсированного перепада давления на клапане-фильтре, приводящего к искажению результатов определения седиментационной устойчивости суспензий.

Необходимость оценки седиментацион— ной устойчивости тампонажных растворов диктуется требованиями к безаварийности и качеству крепления скважин. Применение седиментационно устойчивых тампонажных растворов является необходимым условием формирования герметичного затрубного пространства, обеспечивающего отсутствие межпластовых перетоков и флюидопроявлений на всем протяжении срока службы скважины, чтб позволит избежать невосполнимых потерь нефти и газа, загрязнения недр и окружающей среды, уменьшить затраты на аварии и ремонтные работы, связанные с некачественным цементированием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе1, 1. Булатов A. И. Технология цементирования нефтяных и газовых скважин — М., Недра, 1973, с. 56.

2, Авторское свидетельство СССР

Ð 560970, кл. Б 21 В 33/138, 10.0275(прототип

765498

Составитель Е, Садовников

Редактор Т. Смирнова Техред A.À÷ Корректор И. Муска акаэ 6472

33 Тирам 6 6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Уигород, ул. Проектная,4