CN104297101A - 钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钻井用泥浆密度测量仪，由传感器控制箱、感压导气管、导气管、气源进气孔、气源箱、测试端口、测试孔和压差传感器等各部件配合组成，通过改进测试端口的材料达到提高测量仪抗腐蚀、抗高压、耐高温性能的目的；其中测试端口的主体材料采用不饱和聚酯树脂材料，固化和成型性能优良，本发明在固化反应的最后阶段加入阻聚剂，改变了人们的传统制备方法，在阻聚剂的作用下固化反应进行的更加彻底。

Description

钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钻井用测量仪，尤其涉及一种钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法。

背景技术

钻井液，俗称钻井泥浆(drilling mud)，被公认为油田钻井的血液，在钻井作业中起着非常重要的作用，主要有：清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁；平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏；传递水功率、以帮助钻头破碎岩石；为井下动力钻具传递动力；冷却钻头、钻具；利用钻井液进行地质、气测录井等，由于钻井泥浆具有上述诸多的功能，因此对其各方面的性能提出了较高的要求，钻井泥浆密度作为衡量指标之一，具有重要的意义，但是由于钻井泥浆中常含有原油、柴油和各种油类以及含有大量的化学处理剂，因此钻井用泥浆密度测量仪的测试部位经常受到腐蚀侵蚀，使用寿命受到严重影响，用于超深井、地热井等高温条件下的抗高温泥浆，要求具有较高的抗压能力和耐高温性能，对制备材料提出了较高的要求。

目前工作的重点就是研究一种抗腐蚀、抗高压、耐高温综合性能好的钻井用泥浆密度测量仪。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的钻井泥浆密度测量仪存在的缺陷，而提供一种新型钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法，延长仪器使用寿命，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的钻井用泥浆密度测量仪，包括有传感器控制箱、感压导气管、导气管、气源进气孔、气源箱、测试端口、测试孔和压差传感器；

所述感压导气管一端连接所述传感器控制箱，另一端连接所述气源箱，所述压差传感器设置在传感器控制箱内部；

所述传感器控制箱一侧还延伸有导气管，所述导气管底部为气源进气孔；

所述气源箱的一侧设置有测试端口，所述测试端口底部为测试孔；

所述测试端口为有机高分子复合材料。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪，所述有机高分子复合材料包括如下组分，

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪，所述不饱和聚酯树脂为乙烯基酯树脂，占比为35～62重量份。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪，所述固化剂为间苯二胺或者二乙烯三胺。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪，所述引发剂为十二烷基二甲基叔胺。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪，所述促进剂为钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为7％～15％质量份。

钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，所述测试端口的制备方法包括如下步骤，

1)按比例称取各组分材料；

2)将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声5～20min，100℃～150℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3)将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热120℃～180℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至130℃～150℃再加入固化剂和引发剂，升温至190℃～220℃，静置，完成第二部固化；加入阻聚剂，降温到室温静置15～45天，固化完成；

4)将步骤3)固化产物加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

5)将步骤4)中所生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得所述测试端口。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，所述一元醇为正丁醇或苯甲醇。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，所述纤维增强材料为玻璃纤维。

更进一步的，前述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，初步固化时间为5min～40min，第二步固化时间为50min～4h。

借由上述技术方案，本发明钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法至少具有下列优点：

本发明的钻井用泥浆密度测量仪，通过改进测试端口的材料达到提高测量仪抗腐蚀、抗高压、耐高温性能的目的；其中测试端口的主体材料采用不饱和聚酯树脂材料，固化和成型性能优良，针对其固化收缩率较高的问题，本发明采用间苯二胺、二乙烯三胺固化剂，配合初步固化温度120℃～180℃，同时在固化进行到初步凝聚时继续加入适量的固化剂和引发剂，调整固化的速率；第二部固化温度190℃～220℃，在此温度下保证固化能够进行到最大的限度，加入玻璃纤维起到良好的增韧效果，并且一元醇的加入起到封端作用，增强材料的抗碱性腐蚀性能；本发明的固化剂-引发剂体系针对高温固化具有良好的固化效果，形成的测试端口不仅具有良好的抗腐蚀性能，同时耐高温、高压；有效地延长仪器的使用寿命；并且本发明在固化反应的最后阶段加入阻聚剂，改变了人们的传统制备方法，在阻聚剂的作用下固化反应进行的更加彻底。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1所示为本发明的钻井用泥浆密度测量仪结构示意图；

图中标记含义：101.传感器控制箱，102.感压导气管，103.导气管，104.气源进气孔，105.气源箱，106.测试端口，107.测试孔。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的钻井用泥浆密度测量仪及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示本发明的钻井用泥浆密度测量仪结构示意图，包括有传感器控制箱101、感压导气管102、导气管103、气源进气孔104、气源箱105、测试端口106、测试孔107和压差传感器；感压导气管102的一端连接传感器控制箱101，另一端连接气源箱105，压差传感器设置在传感器控制箱101内部，用于测量被测物压力并将压力数据传输给传感器控制箱101进行处理；传感器控制箱101一侧还延伸有导气管103，导气管103底部为气源进气孔104；气源箱105的一侧设置有测试端口106，测试端口106底部为测试孔107；测试端口106采用有机高分子复合材料制备。

以下各实施例中的原材料都为市售材料，单位为质量份数。

实施例1

测试端口的第一种制备工艺：

1)按比例依次称取高交联密度型环氧乙烯基酯45份，间苯二胺8份，含7％钴的N,N-二甲基苯胺11份，十二烷基二甲基叔胺6份，阻聚剂亚甲基蓝5份，正丁醇14份和玻璃纤维11份；

2)将玻璃纤维加入到正丁醇中，混合搅拌，超声处理10min，140℃下烘干6h，得到经过表面处理的玻璃纤维；

3)将高交联密度型环氧乙烯基酯、间苯二胺6份、含7％钴的N,N-二甲基苯胺、十二烷基二甲基叔胺5份依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热到170℃～180℃之间，静置20min，完成初步固化，加入经表面处理的玻璃纤维，低速搅拌；再将温度降低至135℃左右，再加入剩余的2份间苯二胺和1份十二烷基二甲基叔胺，继续加热升温至210℃～220℃之间，静置2h，完成第二部固化；加入亚甲基蓝发生反应，随后降温到室温(25℃)静置35天，固化完成；

4)将固化产物加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

5)将步骤4)的混合粒料经注塑机注塑成型，制得测试端口。

实施例2

测试端口的第二种制备工艺：

1)按比例依次称取酚醛环氧乙烯基酯38份，二乙烯三胺7份，含9％钴的N,N-二甲基苯胺14份，十二烷基二甲基叔胺5份，阻聚剂对叔丁基邻苯二酚3份，苯甲醇18份和玻璃纤维15份；

2)将玻璃纤维加入到苯甲醇中，混合搅拌，超声处理15min，130℃下烘干6h，得到经过表面处理的玻璃纤维；

3)将酚醛环氧乙烯基酯、二乙烯三胺6份、含9％钴的N,N-二甲基苯胺、十二烷基二甲基叔胺5份依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热到160℃～165℃之间，静置13min，完成初步固化，加入经表面处理的玻璃纤维，低速搅拌；再将温度降低至140℃左右，再加入剩余的1份二乙烯三胺和1份十二烷基二甲基叔胺，继续加热升温至190℃～200℃之间，静置3h，完成第二部固化；加入对叔丁基邻苯二酚发生反应，随后降温到室温(25℃)静置18天，固化完成；

4)将固化产物加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

5)将步骤4)的混合粒料经注塑机注塑成型，制得测试端口。

实施例1和实施例2制备的测试端口各项性能测试结果如下表：

通过上述的实验验证本发明的测试端口具有良好的综合性能，耐高温、韧性、强度均较好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：包括有传感器控制箱(101)、感压导气管(102)、导气管(103)、气源进气孔(104)、气源箱(105)、测试端口(106)、测试孔(107)和压差传感器；

所述感压导气管(102)一端连接所述传感器控制箱(101)，另一端连接所述气源箱(105)，所述压差传感器设置在传感器控制箱(101)内部；

所述传感器控制箱(101)一侧还延伸有导气管(103)，所述导气管(103)底部为气源进气孔(104)；

所述气源箱(105)的一侧设置有测试端口(106)，所述测试端口(106)底部为测试孔(107)；

所述测试端口(106)为有机高分子复合材料。

2.根据权利要求1所述的钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：所述有机高分子复合材料包括如下组分，

3.根据权利要求2所述的钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂为乙烯基酯树脂，占比为35～62重量份。

4.根据权利要求2所述的钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：所述固化剂为间苯二胺或者二乙烯三胺。

5.根据权利要求2所述的钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：所述引发剂为十二烷基二甲基叔胺。

6.根据权利要求2所述的钻井用泥浆密度测量仪，其特征在于：所述促进剂为钴与N,N-二甲基苯胺的复合促进剂，其中钴含量为7％～15％质量份。

7.钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，其特征在于：所述测试端口的制备方法包括如下步骤，

1)按比例称取各组分材料；

2)将纤维增强材料加入一元醇中，混合搅拌，超声5～20min，100℃～150℃下烘干6h，得到经过表面处理的纤维增强材料；

3)将不饱和聚酯树脂、固化剂、引发剂、促进剂、阻聚剂依次加入高速混合机中，高速混合均匀，加热120℃～180℃，静置，完成初步固化，加入经表面处理的纤维增强材料，低速搅拌；温度降低至130℃～150℃再加入固化剂和引发剂，升温至190℃～220℃，静置，完成第二部固化；降温到室温静置15～45天，固化完成；

4)将步骤3)固化产物加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

5)将步骤4)中所生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得所述测试端口。

8.根据权利要求7所述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，其特征在于：所述一元醇为正丁醇或苯甲醇。

9.根据权利要求7所述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，其特征在于：所述纤维增强材料为玻璃纤维。

10.根据权利要求7所述的钻井用泥浆密度测量仪的制备方法，其特征在于：初步固化时间为5min～40min，第二步固化时间为50min～4h。