CN104597204A - 一种可视缝宽连续可调堵漏评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种可视缝宽连续可调堵漏评价装置，一种钻井行业中，测试评价堵漏液体的架桥堵漏效果的关键结构装置，具体说是一种直观可视的评价堵漏液的封堵状态的结构装置。其可结合其它电气结构，设计堵漏评价测试仪，或安装在钻井现场的循环液体管路中，在线观测堵漏效果。故可应用于各种泥浆实验室和钻井现场。主要包括压紧组件、进液口、高压缸体、密封圈、堵漏活塞、导向轴、法兰密封组件、丝杠组件、动密封组件、钳位轴套、磁栅、位移传感器、密封垫、出液口、石英玻璃视窗等。安装了该装置可使堵漏评价在可视直观的情况下得到精确测试，所获评价数据将是行业中过去从未得到的可信参数，为行业提供了一种方便、灵活的评价测试手段。

Description

一种可视缝宽连续可调堵漏评价装置

技术领域：

本发明涉及一种钻井行业中，测试评价堵漏液体的架桥堵漏效果的关键结构装置，具体说是一种直观可视的评价堵漏液的封堵状态的结构装置。其可结合其它电气结构，设计堵漏评价测试仪，或安装在钻井现场的循环液体管路中，在线观测堵漏效果。因此，可应用于各种泥浆实验室和钻井现场，也可以应用于研究有关钻井液处理剂、添加剂的科研院所或生产单位，在钻井行业及相关领域中将得到非常广泛的应用，对于相关的科研和生产具有重要作用。

背景技术：

在钻井工程中，因地质构造条件不同的原因，经常会钻遇漏失地层，导致循环液体大量漏失，地层漏失是钻井工程及井下作业过程中经常遇到的技术难题之一，该事故的发生不仅延长了施工作业时间，而且造成巨大经济损失，为了防止和处理现场漏失事故，需要对有关的堵漏机理、堵漏剂配方及堵漏钻井液的封堵性能等进行试验研究。但有时由于堵漏配方和堵漏材料与地层地质状态不匹配，导致堵漏施工达不到预期效果，且造成物力及人力的浪费，以及严重的经济损失。因此，需要在实验室中对漏失情况进行模拟，寻找合适的堵漏配方或材料，以便尽快确定应对方案，具备相应的堵漏试验评价仪器就成为必不可少的条件。目前市场上的堵漏仪的漏失地层模拟装置多是采用封闭的结构，不能直观的观察到漏失封堵的效果，同时，测试时只能在缝隙大小预设并固定以后的条件下进行，如果封堵不能成功，只能重新准备样品，重新进行试验，测试工作繁琐，工作量大，影响仪器的推广和应用。

发明内容

为了实现该发明的目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

设计一种全新结构的可连续调节封堵间隙并能直观观测封堵效果的可视化堵漏评价装置，结构上主要包括：压紧组件、进液口、高压缸体、密封圈、堵漏活塞、导向轴、法兰密封组件、丝杠组件、动密封组件、钳位轴套、磁栅、位移传感器、密封垫、出液口、石英玻璃视窗等。

其特征在于采用行业规定的规格尺寸设计模拟漏层的主体结构，主要是模拟漏层的长度、宽度，模拟漏层砂床的容积等。采用可视的石英玻璃片与能调节移动的机械活塞相配合的方式，形成一个漏层可视的，缝隙宽度可调的测试腔体，以方便直观测试堵漏液体的封堵效果。测试时，堵漏液体可以动态流动，由进液口和出液口通过该装置，通过调整堵漏活塞的位移，调整缝隙宽度，直至出现明显的封堵状况，标志堵漏目的达到，评价测试结束，通过视窗，可观察封堵层的厚度，以及封堵形状。如果需要进行砂床堵漏评价，将堵漏活塞调整到最大位移，是活塞和视窗之间形成一个固定容积的腔体，加入适量的砂子或钢珠，进行堵漏测试。

如上所述石英玻璃视窗尺寸为：长100毫米，宽60毫米，厚度30毫米，耐压大于20MPa，耐温大于200℃。

如上所述堵漏活塞的宽度为35.5毫米。

如上所述的旋转搬动手柄，丝杠组件推动堵漏活塞自由移动，移动位置由磁栅、位移传感器精确定位，位移分辨率小于0.1毫米。堵漏活塞与石英玻璃视窗之间构成堵漏评价缝隙，模拟实际地层漏失裂隙，该缝隙连续调节的范围是0-40毫米。可以实现行业标准的1毫米、2毫米、3毫米、4毫米和5毫米等五种规格，同时也可以实现间隔在0.1毫米情况下的连续设定。

如上所述位移测量采用磁栅、位移传感器组合，测量范围大于50毫米，分辨率小于0.1毫米。

如上所述高压缸体材料为无磁不锈钢，耐压大于40MPa，耐温大于260℃。

如上所述(15)密封垫为耐温耐压的云母垫片。

附图说明

本申请附图1是该装置的正面结构示意图，附图2是该装置的侧面结构示意图。

图中：包括(1)压紧组件、(2)进液口、(3)高压缸体、(4)密封圈、(5)堵漏活塞、(6)导向轴、(7)法兰密封组件、(8)手柄、(9)丝杠组件、(10)动密封组件、(11)钳位轴套、(12)磁栅、(13)位移传 感器、(14)法兰紧固螺栓、(15)密封垫、(16)出液口、(17)密封垫、(18)石英玻璃视窗、(19)视窗压紧组件、(20)弹垫。

具体实施方式：

如附图1和附图2所示，(3)高压缸体的前端为下沉槽，槽面磨平，垫上耐温耐压的云母垫片(15)密封垫，嵌入(18)石英玻璃视窗，(19)视窗压紧组件由多个压紧螺母固定，使得(18)石英玻璃视窗与(3)高压缸体机密配合，形成视窗结构。(5)堵漏活塞内装丝套，配合(9)丝杠组件，可以移动，同时内嵌6)导向轴，避免(5)堵漏活塞旋转，同时内嵌(12)磁栅结构，配合(13)位移传感器，可以检测(5)堵漏活塞的移动位置。在(5)堵漏活塞与(18)石英玻璃视窗之间，间隙的上下方向设计液体的进出通道，使得测试样品在该缝隙之间流动顺畅。装置整体的密封要达到耐温耐压的要求。

装置安装完成，检查无损坏，就可以结合其它电气，进行泄漏检测，确认无泄漏，方可以进行高压高温试验测试。通入高温高压测试液体，调节堵漏活塞玻璃视窗之间的缝隙，直到出现明显的封堵状态，由视窗观察，获得所需要的测试数据。

试验完成后，进行彻底的清洗并拭干，长时间不使用，要将装置方在安全处，避免玻璃损坏，高温高压测试后，要更换密封圈。

综上所述，本发明提供了一种全新结构的可连续调节封堵间隙并能直观观测封堵效果的可视化堵漏评价装置，使得堵漏评价能够在可视直观的情况下得到精确的测试，所获得的评价数据将是行业中过去从为得到的可信参数，为行业提供了一种方便、灵活的堵漏评价测试手段。

Claims (8)

1.一种可视缝宽连续可调堵漏评价装置，具体地说，是一种可通过视窗在线窥视堵漏介质的封堵效果，在满足行业标准的堵漏缝板宽度的同时，缝宽可以连续调节，该装置可结合其它电气结构，用于直观测试评价钻井工程中的循环液漏失的封堵状况。该装置包括(1)压紧组件、(2)进液口、(3)高压缸体、(4)密封圈、(5)堵漏活塞、(6)导向轴、(7)法兰密封组件、(8)手柄、(9)丝杠组件、(10)动密封组件、(11)钳位轴套、(12)磁栅、(13)位移传感器、(14)法兰紧固螺栓、(15)密封垫、(16)出液口、(17)密封垫、(18)石英玻璃视窗、(19)视窗压紧组件、(20)弹垫。

其特征在于，带有耐高温高压的石英玻璃视窗和满足行业标准的宽度连续可调的堵漏缝隙的独特结构，利用该装置，可以完成钻井行业中，符合行业标准的在任意缝隙宽度的条件下的各种粒径规格的架桥堵漏材料的测试评价要求，还可以在线测试观察缝隙宽度连续变化的条件下的各种堵漏材料的实际封堵效果，其功能主要体现两种测试评价方法：

第一种方法：当含有架桥封堵材料的高温高压钻井液自(2)进液口进入(3)高压缸体后，通过(18)石英玻璃视窗可观察液体的流动或堵塞状态，如果没有发生堵塞，可以旋转(8)手柄，通过(9)丝杠组件带动(5)堵漏活塞的移动，调整堵漏间隙，(12)磁栅和(13)位移传感器监测(5)堵漏活塞的移动距离，得出实时的堵漏缝板的宽度，当明显的封堵现象产生以后，结束缝宽调节，记录封堵后的各个参数。

第二种方法：用(8)手柄将(5)堵漏活塞与(18)石英玻璃视窗之间的间隙调整到最大，加入标准粒径的珠子或不同目数的砂子，形成堵漏评价的砂床，含有架桥封堵材料的高温高压钻井液自(2)进液口进入(3)高压缸体后，通过(18)石英玻璃视窗可观察液体的流动或堵塞状态，记录各个参数。

2.根据权利要求1所述的(18)石英玻璃视窗为可透视的耐温耐压材料。

3.根据权利要求1所述的(5)堵漏活塞的宽度是满足行业标准。

4.根据权利要求1所述的(5)堵漏活塞与(18)石英玻璃视窗形成的间隙宽度是可以连续可调。

5.根据权利要求1所述的(12)磁栅和(13)位移传感器构成(5)堵漏活塞的直线运动位移测试装置。

6.根据权利要求1所述的(3)高压缸体为无磁不锈钢材料。

7.根据权利要求1所述的(4)密封圈为高温密封圈。

8.根据权利要求1所述，该装置可以用于各个规格的缝隙堵漏评价，也可以进行砂床堵漏评价。