Устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора

 

(Ю. В. Зайцев, Ю. Н. Садиков, В. Х. Шульгин и .В.- В ЙЫ®ф е

i(IL((". if я1 (1 (((а;1 ((5.

Подмоскояная экспедиция глубокого бурения пр нэяодр ябрноГо объединения "Союзбургаз" Министерства газовой .. промышленности СССР (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ТАИПОНАИНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к строительству газовых и нефтяных скважин и, предназначается для использования при цементировании обсадных колонн глубоких и сверхглубоких скважин а имен-

5 но при затворении и закачке тампонажного раствора.

Известно устройство для контроля процесса приготовления цементного раствора в котором регулированием скоростей вращения шнеков, подающих сухой цемент, и водяного насоса поддерживается заданное водоцементное отношение (1).

Недостатком этого устройства явля- 15 ется невозможность получения однородного цементного раствора, заданного водоцементного отношения и поддержания его с требуемой точностью в процессе закачки в скважину. Этот недос- о таток обусловлен тем, что периодический контроль бурового раствора,осуществляемый лаборантом с помощью ареометра, производится с интервалом времени не менее двух минут. В течение этих двух минут раствор не контролируется, и водоцементное отношение может меняться в широких пределах из-за неоднородности состояния цемента по объему бункера смесителя (слежавшиеся или увлажненные участки) и создать некачественное цементное кольцо до 5070 м высотой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора на цементносмесительной машине с выходным патрубком и диффузоромсмесителем, включающее датчик плот-. ности и индикатор (2).

Однако известное устройство не обеспечивает надежного контроля из-эа большого запаздывания показаний, вызванного наличием большой емкости от узла затворения до места установки плотномера (приемный бачок, цементировочный насос и трубопровод) и большой погрешности радиоизотопного

883335

Формула изобретения плотномера, вызванной разнообразием составов тампонажного раствора (цемент, химические реагенты, утяжели" тели, наполнители) .

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет обеспечения выбора уставки контроля с помощью эталонного образца в рабочих условиях перед затворением тампонажного раствора. 10

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным между выходным патрубком.и выходным трубопроводом диффузора-смесителя коническим патрубком для размещения в 15 нем эталонного образца,при этом датчик плотности установлен на коническом патрубке.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — конический 20 патрубок с датчиком плотности..

На задней стенке бункера 1 цементносмесительной машины закреплен приемный бачок 2 с отводами 3 и поплавковым датчиком уровня 4.

Диффузор-смеситель 5 имеет ввод

6 для соединения с водяным насосом, находящимся на насосном цементировочном агрегате, и выходной трубопровод 7.

В трубопровод 7 вмонтирован конический патрубок 8, на котором закреплены контейнер с источником 9 излучений и приемник 10,. связанный кабелем с электронным блоком 11 и ин35 дикатором 12, установленным в кабине цементносмесительной машины.

Выходной патрубок 13 закреплен на патрубке 8 быстросъемным соединением 14.

Устройство работает следующим об- разом.

Цементносмесительная машина вместе с цементировочными агрегатами прибывают на буровую не позже,чем за

45 час до начала работы — затворения и закачки цементного раствора. За это время водяной насос соединяют с диффузором 5 вводом 6, отводы 3 бачка 2 соединяют с приемами цементировочных агрегатов. Затем разъединяют быстро50 съемное соединение 14 и снимают верхний выходной патрубок 13.

В конический патрубок опускают приготовленный в лаборатории цементный образец заданной плотности. После это- 55 го индикатор плотнбсти устанавливается либо поворотом стрелки указывающего прибора 12, либо сдвигающим напря4 жением так, чтобы прибор (стрелка его) показывала плотность указанную на цементном образце, после чего образец извлекают из патрубка 8 и подсоединяют патрубок 13. Затем начинают прокачивать через ввод 6 и диффузор

5 в бачок 2 буферную жидкость, обычно воду, после чего цемент из бункера 1 начинает ссыпаться в. диффузор

5, где происходит смешивание его с водой. Цементировочный агрегат откачивает из бачка раствор и закачивает

его в скважину. Оператор следит за показаниями прибора 12, и регулируя число оборотов шнеков, т.е. подачу цемента, поддерживает стрелку прибора на значении плотности цементного образца.

Конический патрубок 8 обеспечивает беэзазорную посадку на рабочем участке выполненного в виде усеченного конуса цементного образца, что особенно важно в условиях возможно неточного изготовления образца или изменения геометрических размеров из-за усадки или расширения его твердения (изменение зазора на 1 мм при диаметре рабочей трубы 70 мм дает погрешность измерения(Ь= =З ) .

Таким образом,"настройка индикатора плотности осуществляется при существующих в данный момент условиях: температуре и влажности окружающего воздуха, химическом составе тампонамной смеси, характеристиках источника и приемника 11 -излучений. А так как процесс затворения цемента на цементносмесительной машине длится 20-30 мин, существует гарантия, что за время, работы все условия не изменяется.

Главное преимущество устройства— получение высокой степени однородности тампонажного раствора, что обеспечивает получение плотного цементного кольца в скважине, отсутствие в нем микротрещин и, следовательно, резко уменьшит прорыв газа из затрубного пространства, аварии и пожары, ведущие к выгоранию большого количества газа и в конечном счете к ликвидации скважин.

Устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора выходным патрубком и диффузором-смесителем,включающее датчик плотности

883335 и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет обеспечения выбора уставки контроля, с помощью эталонного образца в рабочих условиях перед затворением тампонажного раствора, оно снабжено установленным между выходным патрубком и выходным трубопроводом диффузора-смесителя коническим патрубком для размещения в нем эталонного образца, при этом датчик плотности установлен на-коническом патрубке.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

). Авторское свидетельство СССР

Ф )53464, кл. E 2) В 2)1001 )96) °

2. Абдрахманов.Т. С. Контроль технологических процессов в бурении.

"Недра", 1974, с. 249-250 (прототип) 883335 фее.l

Составитель А. Назаретов

Редактор Н. Кончицкая Техред.Э,Фечо, Корректор Г. Огар

Заказ 10147/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4