CN106988703B - 一种化学防砂剂的固结装置及固结方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学防砂剂的固结装置及固结方法，该固结装置包括底板，所述底板上设有两个以上的固结模具，所述固结模具的上端开口设有对应且相互独立的堵口件。该固结装置实现了固结体的批量制备，可对每一个固结模具进行编号，随意观察或取出或重新注浆固结，相互之间不影响；一次实验可制备不同参数要求的固结体，注浆、固结模具的嵌入及取出方便快捷，加快了实验进程，提高了操作效率；该固结装置结构简单，易于清洗，且拆开后零部件易于储存，使用方便。

Description

一种化学防砂剂的固结装置及固结方法

技术领域

本发明属于油田化学实验装置技术领域，具体涉及一种化学防砂剂的固结装置，同时还涉及一种化学防砂剂的固结方法。

背景技术

目前，河南稠油油藏注蒸汽是开发该油藏的主要技术工艺，蒸汽吞吐容易引起油层出砂，加上河南稠油油藏的浅、薄、稠、松、小的特点，进一步加剧了油井出砂，严重影响油井生产效率。

化学防砂是向地层挤入一定量的化学剂充填于地层孔隙中，以达到充填和固结地层、提高地层强度的目的。化学防砂一般分为人工胶结地层和人造井壁两种防砂方法，前者是向地层注入各类树脂或各种化学固砂剂，直接将地层固结，它对疏松油层出砂特别适用；后者是把具有特殊性能的水泥、树脂、预涂层砾石、水带干灰砂或化学剂配成化学防砂剂，挤入井筒周围地层中，这些物质凝固后形成一层既坚固又有一定渗透性和强度的人工井壁，达到防止油层出砂的目的；人工井壁法对于出砂造成套管外油层部位坍塌所造成的亏空井防砂比较适宜。

目前，化学防砂剂的固结过程尚无标准的、操作便捷的固结装置，实验室内现用的固结装置大多为玻璃管、塑料管或不锈钢模具。现有技术中，《化学注浆固砂试验研究》(王健，四川建材，2014年)公开了一种注浆固结装置(自制模具)，为圆管状试验装置，圆管长100mm，横断面直径50mm；该模具采用两块方型钢对接于圆筒两端，其中一个方型钢中心处焊有直径13mm的钢管，用于插放注浆枕头；方型钢内有与圆筒直径尺寸相同的卡槽，为防止注浆时漏浆，卡槽内布有石棉垫和胶皮垫；方型钢四角处有钻孔，组装时由4根两端都带有螺丝的钢筋穿过钻孔，钢筋两端用螺母扭紧。使用时，采用注浆机注浆后，进行固结；形成固结体后取出，对化学防砂剂的固结性能进行定性定量研究。

但是，在试验过程中发现上述试验装置操作多有不便，固化过程受模具数量的限制，不易实现每个模具单独设置固化时间；在进行平行试验、单因素、多因素影响试验时，需要多个试验装置同时进行，标签及标注极易混乱，且防砂剂填充、固结体取出均需花费相应的时间，实验节点及时机不好把握，造成实验组数和实验预期任务不能按时完成，严重影响实验的进度和防砂剂的固化、筛选及性能评价。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学防砂剂的固结装置，实现固结体的批量制备，且每个固结体可单独取出而不影响其他样品的固结。

本发明的第二个目的是提供一种化学防砂剂的固结方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种化学防砂剂的固结装置，包括底板，所述底板上设有两个以上的固结模具，所述固结模具的上端开口设有对应且相互独立的堵口件。

两个以上堵口件之间是相互独立的；堵口件与固结模具之间是相互独立的。

所述固结模具为方便从其上端开口脱模的容器。优选的，所述固结模具为柱形容器。与现有技术中所用的圆管模具相比，防砂剂浆料可更加简单、容易地填充在固结模具中。

所述底板上表面设有两个以上供固结模具下端对应嵌入的凹槽。固结模具的下端嵌入对应的凹槽，防止在装置使用过程中固结模具倾倒。

所述底板的凹槽内设有贯穿凹槽底面与底板下表面的通孔，用于使用推杆将固结模具顶出。当固结模具从上方不易取出时，可采用推杆从下方插入通孔，将固结模具顶出，以便取出固结模具。

所述的化学防砂剂的固结装置，还包括支撑板，两个以上相互独立的堵口件集成在所述支撑板上。堵口件的集成实现了装置的一体化，防止装置使用过程中堵口件的散落。

所述支撑板与底板可拆卸连接。优选的，所述支撑板与底板卡接。作为实验装置，一般固结装置的尺寸都是比较小的，采用卡接的方式拆卸比较方便快捷，且不会额外增加装置尺寸。

所述支撑板上设有与堵口件相对应的通孔，所述通孔的下端供固结模具上端嵌入，通孔的上端插接配合所述堵口件。采用支撑板将固结模具的上端与堵口件限制在通孔内，增加装置的稳定性；堵口件从支撑板上方取出，相互不影响。

支撑板上的通孔为台阶孔，所述台阶孔的小孔段供固结模具上端嵌入，大孔段与所述堵口件插接配合。

所述的化学防砂剂的固结装置，还包括盖板，所述盖板覆盖在支撑板和堵口件上，用于压紧堵口件防止其脱出。

所述盖板与支撑板可拆卸连接。优选的，所述盖板与支撑板卡接。

本发明的化学防砂剂的固结装置，由聚四氟乙烯、有机玻璃或不锈钢材料制成；材料的选择可根据固结试验对于温度、模具的使用周期以及使用频次需要确定。

本发明的化学防砂剂的固结装置，在底板上设置多个固结模具，固结模具的上端开口均设有对应且相互独立的堵口件；该装置实现了固结体的批量制备，且每个固结体可单独取出而不影响其他样品的固结；实验过程中，可对每一个固结模具进行编号，一一对应、直观清晰，可随意观察或取出或重新注浆固结，相互之间不影响；一次实验可制备不同参数要求的固结体，加快了实验进程，提高了操作效率；该固结装置结构简单，易于清洗，且拆开后零部件易于储存，使用方便。

进一步的，将相互独立的堵口件集成在支撑板上，底板与支撑板可拆卸连接，提高了整个固结装置的牢固性和稳定性，防止固结模具在试验过程中倾倒。在支撑板上方设置盖板，盖板与支撑板可拆卸连接，压紧堵口件，防止其在实验过程中脱出，保证固结过程的顺利进行。

一种化学防砂剂的固结方法，包括下列步骤：

1)将防砂剂浆体填充在固结模具中；

2)用堵口件对固结模具的上端开口进行堵口；

3)将固结装置放入保温装置进行固结；

4)从上方将堵口件拿掉，即可取出化学防砂剂固结体。

本发明的化学防砂剂的固结方法，工艺简单，操作方便；在实验过程中，可对每一个固结模具进行编号，可随意观察或取出或重新注浆固结，相互之间不影响；一次实验可制备不同参数要求的固结体，加快了实验进程，提高了操作效率。适合大规模批量化的实验过程。

附图说明

图1为实施例1的化学防砂剂的固结装置的结构示意图；

图2为图1中底板的俯视图；

图3为图1中固结模具的俯视图；

图4为实施例2的化学防砂剂的固结装置的结构示意图；

图5为实施例3的化学防砂剂的固结装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例的化学防砂剂的固结装置，如图1所示，包括底板1、固结模具2和支撑板4，所述底板1为长方形板，上表面设有两排供固结模具2下端嵌入的凹槽3(如图2所示)，每排有5个凹槽；所述固结模具2为有底且上端开口的圆柱形容器(如图3所示，方便从其上端开口脱模)，上端开口均设有对应且相互独立的堵口件6；

所述支撑板4为长方形板，支撑板4上设有两排与固结模具2相对应的台阶孔5，每排有5个台阶孔；所述台阶孔5的小孔段位于下方，供固结模具2上端嵌入，固结模具2上端与台阶孔5的台阶面齐平；台阶孔5的大孔段位于上方，插接配合堵口件6，堵口件6的下端面抵顶固结模具2的上端用于堵口。

所述底板1的上表面四角处分别设有向上的第一卡接件8，支撑板4的下表面四角处分别设有与第一卡接件8卡接配合的第二卡接件7，用于将底板和支撑板卡接固定，使固结模具2夹持在底板1与支撑板4之间；第一卡接件8、第二卡接件7的高度满足使堵口件6的下端面抵顶固结模具2的上端。

本实施例的化学防砂剂的固结装置，用于化学防砂剂的固结；其中，底板、支撑板的尺寸均为250mm×80mm×30mm；固结模具尺寸为φ25mm，壁厚t＝3mm。该固结装置采用不锈钢材料制成。

使用时，根据出砂方式及井下地质结构，选用合理的防砂剂类型。

本实施例的化学防砂剂的固结方法如下：

1)按照水、液态助剂、防砂剂基料、固态助剂的顺序依次加料配制防砂剂；

2)保持一定速率、沿同一方向持续搅拌，直至防砂剂混合均匀，得防砂剂浆体；

3)将搅拌均匀的防砂剂浆体填充在固结模具(如图3所示)中，压实并确保防砂剂浆体充满模具；

4)将底板(如图2所示)放置在水平平台上，将固结模具下端嵌入底板上表面的凹槽中，将支撑板平稳地盖在底板和固结模具之上，使固结模具的上端嵌入支撑板台阶孔的小孔段，底板与支撑板卡接固定，在台阶孔的大孔段插入堵口件，使堵口件的下端面抵顶固结模具的上端进行堵口；

5)装配完成后，将固结装置放入保温装置即可进行固结实验；

6)根据需要可在任意时间，取出任意一个固结模具；取出时，从上方将堵口件拿掉，即可取出固结模具(如采用夹持工具夹出)，进而取出化学防砂剂固结体。

本实施例的化学防砂剂的固结装置，实现了固结体的批量制备，且每个固结体可单独取出而不影响其他样品的固结；实验过程中，可对每一个固结模具进行编号，一一对应、直观清晰，可随意观察或取出或重新注浆固结，相互之间不影响；一次实验可制备不同参数要求的固结体，注浆、固结模具的嵌入及取出方便快捷，加快了实验进程，提高了操作效率；支撑板上的通孔设置成台阶孔，利用台阶面对堵口件的下落进行限位，防止堵口件从下端脱出支撑板，损坏固结模具或底板。该固结装置结构简单，易于清洗，且拆开后零部件易于储存，使用方便。

实施例2

本实施例的化学防砂剂的固结装置，如图4所示，与实施例1不同之处在于：所述底板1的凹槽3内设有贯穿凹槽底面与底板下表面的通孔9，用于使用推杆将固结模具2顶出。当固结模具2从上方不易取出时，可采用推杆从下方插入通孔9，将固结模具2顶出，以便取出固结模具。

本实施例的化学防砂剂的固结方法，可采用推杆从下方将固结模具取出，其余同实施例1。

实施例3

本实施例的化学防砂剂的固结装置，如图5所示，与实施例2不同之处在于：还包括盖板10，所述盖板10为长方形板，覆盖在支撑板4和堵口件6上；所述盖板的下表面四角处分别设有的卡接槽12，支撑板4的上表面四角处分别设有与卡接槽12卡接配合的第三卡接件11，用于将盖板10和支撑板4卡接固定，压紧堵口件6防止其脱出。本实施例的固结装置，采用盖板与支撑板卡接固定，压紧堵口件，防止其在实验过程中脱出，保证固结过程的顺利进行。

在本发明的其他实施例中，底板与支撑板、支撑板与盖板之间还可以采用其他的可拆卸连接方式，如采用螺栓、螺钉连接固定等，只要能将底板与支撑板、支撑板与盖板可拆卸的固连在一起的方式，都是可行的。

在本发明的其他实施例中，为节省材料，盖板厚度可适当降低，但不能低于10mm。固结装置的材料可根据需要选择聚四氟乙烯或有机玻璃材料。

Claims (5)

1.一种化学防砂剂的固结装置，其特征在于：包括底板，所述底板上设有两个以上的固结模具，所述固结模具为有底且上端开口的的圆柱形容器，所述固结模具的上端开口设有对应且相互独立的堵口件，所述底板上表面设有两个以上供固结模具下端对应嵌入的凹槽，还包括支撑板，两个以上相互独立的堵口件集成在所述支撑板上，所述支撑板与底板可拆卸连接，所述支撑板上设有与堵口件相对应的通孔，所述通孔的下端供固结模具上端嵌入，通孔的上端插接配合所述堵口件，支撑板上的通孔为台阶孔，所述台阶孔的小孔段供固结模具上端嵌入，大孔段与所述堵口件插接配合，所述底板的上表面四角处分别设有向上的第一卡接件，支撑板的下表面四角处分别设有与第一卡接件卡接配合的第二卡接件，用于将底板和支撑板卡接固定，使固结模具夹持在底板与支撑板之间；第一卡接件、第二卡接件的高度满足使堵口件的下端面抵顶固结模具的上端；使用时，将底板放置在水平平台上，将固结模具下端嵌入底板上表面的凹槽中，将支撑板平稳地盖在底板和固结模具之上，使固结模具的上端嵌入支撑板台阶孔的小孔段，底板与支撑板卡接固定，在台阶孔的大孔段插入堵口件，使堵口件的下端面抵顶固结模具的上端进行堵口。

2.根据权利要求1所述的化学防砂剂的固结装置，其特征在于：所述底板的凹槽内设有贯穿凹槽底面与底板下表面的通孔，用于使用推杆将固结模具顶出。

3.根据权利要求1或2所述的化学防砂剂的固结装置，其特征在于：还包括盖板，所述盖板覆盖在支撑板和堵口件上，用于压紧堵口件防止其脱出。

4.根据权利要求3所述的化学防砂剂的固结装置，其特征在于：所述盖板与支撑板可拆卸连接。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述固结装置的化学防砂剂的固结方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）将防砂剂浆体填充在固结模具中；

2）用堵口件对固结模具的上端开口进行堵口；

3）将固结装置放入保温装置进行固结；

4）从上方将堵口件拿掉，即可取出化学防砂剂固结体。