CN116202928A - 一种可视化温控相变封堵测试仪及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可视化温控相变封堵测试仪及测试方法，该测试仪包括支撑装置、搅拌装置、增压装置和收集容器，收集容器设于支撑装置下方，支撑装置上端装有底部封盖，底部封盖上端密封有透明刻度筒，透明刻度筒底部设有穿过底部封盖并伸入收集容器内的中心排液管；底部封盖外侧密封有压力套筒，压力套筒与透明刻度筒之间形成有容置腔，压力套筒上端装有顶部封盖，顶部封盖上装有搅拌装置、导液管、导气管，导气管的一端插入压力套筒内，另一端与增压装置输气端连通。本发明能够在指定的压力和温度条件下测试不同试验液体对不同井壁裂缝间隙的封堵效果，为实际施工中的相应试剂应用提供指导。本发明所提供的测试方法操作简单且测试效率高。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气钻井施工技术领域，具体涉及一种可视化温控相变封堵测试仪及测试方法。
背景技术
随着石油勘探不断走向深部、复杂地层以及处于开发中后期的压力衰竭地层，钻井过程中所遇到的复杂情况日益增加，其中井漏所导致的经济损失尤其严重。漏失损失大量钻井液，延长钻井周期，严重损害储层并伴随其它井下复杂情况产生，极大制约着油气资源的开发进程和经济效益。全球因井漏问题造成的直接和间接经济损失接近30亿美元，其中主要包括钻井液的漏失、处理费用以及钻井时间的延长。由于地下情况复杂多变，一些压力衰竭地层、裂缝性地层以及破碎地层在钻井过程中容易导致井漏的发生，据统计井漏发生频率从1995年的18％上升至28.4％。随着复杂地层日益严峻的漏失问题，不断涌现出新的堵漏工艺和堵漏材料。但实际地层漏失通道性质复杂多变，堵漏材料种类繁多、性质差异大，为提高堵漏的针对性和科学性，需要通过实验室堵漏评价仪模拟来指导现场作业。
仪器最关键的指标是其模拟地层实际情况的能力，即在模拟地层条件下研究堵漏材料的封堵效果和承压能力。堵漏评价仪主要模拟堵漏浆经过漏失通道时的参数，主要包括：承压能力、累计漏失量、漏层温度、封堵层形成时间等。近年来，随着防漏堵漏工艺技术的持续发展，新型堵漏工艺技术和堵漏材料不断涌现，室内试验装置和堵漏材料评价方法越来越受到重视，也出现了一些新的评价方法，为现场应用提供配方调控和工艺优化提供了重要的手段。根据堵漏评价仪的发展趋势，可以将其分为三代，第一代是在API静态堵漏实验仪的基础上发展起来的，主要是针对不同裂缝宽度的静态堵漏实验及开始模拟地层条件，包括地层温度、压力以及井筒中的流体流动对堵漏的影响(动态堵漏实验)；第二代堵漏仪器在第一代的基础上，考滤了裂缝面的形态、粗糙度、渗透率等漏失通道特征；第三代考滤加入可视化元素，实现在封堵层形成后，在环境响应下材料变形及自身结构衍化过程的观测。第一代和第二代堵漏仪器目前已经较为成熟，而第三代堵漏仪器仍处于设计或调试阶段。
目前国内钻井液封堵评价仪器有API滤失仪、HTHP高温高压滤失仪、砂床渗透模拟试验仪、高温高压动态岩心滤失仪等，模拟封堵介质包括滤纸、岩心、砂床。这些评价仪器主要用于评价钻井液对砂岩地层的封堵能力，难以模拟钻井液动态情况下对漏层的封堵及井壁稳定能力，同时不具备可视化观测能力。如申请号201310428747.2的中国专利公开了钻井液动态煤层井壁封堵测试仪，包括：煤层井壁、煤层井筒、第一滤液冷凝接收器、钻井液容器、流量控制器及泥浆泵；所述煤层井壁位于煤层井筒内；所述第一滤液冷凝接收器通过管线通道与所述煤层井筒相连；所述煤层井筒通过管线通道与所述钻井液容器相连接，形成循环通道；在钻井液容器至煤层井筒底部的通道上，设有所述泥浆泵和所述流量控制器，用于建立钻井液的循环和控制钻井液循环的流量。该装置能够模拟钻井液在井下对煤层井壁的封堵能力，还可以直接观察钻井液对煤层的井壁稳定和损害情况，但该仪器针对的是井壁微裂缝的封堵，与漏层裂缝尺寸存在较大差异，同时存在以下几点不足：①无法评价反应性堵漏材料在温控条件下，进入孔隙时的过程封堵评价能力测定；②可视化效果差，无法直接观测堵漏材料在裂缝/孔隙中的滞留状态和渗入深度；③无法评价可固化类和可交联类材料；④仪器内部一旦被材料固化，造成仪器整体报废；⑤由于缺乏大量的试验数据和经验数据支持，导致在不同的压力和温度条件下采用何种封堵液才能够对相应的岩壁裂缝达到最好的封堵效果目前尚不确定，而且目前缺乏能够进行相应试验的设备。
因此，亟需设计出一种可以模拟井下压力和温度条件下，观察并记录相应堵漏浆对特定的模拟出的岩壁裂缝的封堵过程和封堵效果的新型试验设备，进而有效的解决此类问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可视化温控相变封堵测试仪及其测试方法，以解决上述背景技术中提出的缺乏能够模拟在不同温度和压力条件下测试不同封堵剂针对不同岩壁裂缝的封堵效果的设备的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可视化温控相变封堵测试仪，包括支撑装置、搅拌装置、增压装置和收集容器，收集容器设置于支撑装置的下方，支撑装置的上端安装有底部封盖，底部封盖上端密封插接有透明刻度筒，透明刻度筒的底部连接有中心排液管，中心排液管的一端穿过底部封盖后伸入收集容器内部；底部封盖的外侧密封安装有压力套筒，所述压力套筒设置于透明刻度筒外部，且压力套筒与透明刻度筒之间具有间距并形成一用于容置导热液的容置腔，所述容置腔内安装有加热器；
压力套筒的上端安装有用于封闭压力套筒的顶部封盖，顶部封盖上安装有用于搅拌位于透明刻度筒内部填充物的搅拌装置，顶部封盖上安装有用于向透明刻度套筒内注液的导液管，顶部封盖上还安装有的导气管，导气管的一端插入压力套筒内部，导气管的另一端与增压装置的输气端连通。
优选地，所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌桨，所述搅拌电机通过安装架固定在顶部封盖上，搅拌桨的顶部通过对接套与搅拌电机的输出端连接，搅拌桨的底部插入透明刻度筒内部，透明刻度筒的内壁密封连接有过滤架。
优选地，所述导液管的一端伸出顶部封盖并连接有用于供液的注液装置，注液装置包括液压推杆、储液容器和液压泵，所述储液容器内安装有用于推动储液容器内液体运动的推动塞，所述液压泵安装于支撑装置上，液压泵的输出端与液压推杆的输入端相连，液压推杆的输出端与所述推动塞连接，所述储液容器的出口通过进液管与导液管连接，所述进液管上安装有进液阀。
优选地，所述液压泵的输出端通过液压管驱动液压推杆运动，液压管上固定安装有用于测量液压管内部压力的辅助压力表。
优选地，所述储液容器的底部通过支架固定在支撑装置上，储液容器的顶部设置有注液口，且注液口通过封闭塞封闭。
优选地，所述顶部封盖上安装有用于向压力套筒内部照明的照明灯，顶部封盖上还安装有用于检测压力套筒内部压力的顶部压力表；压力套筒上安装有便于观察透明刻度筒上刻度的透明观察窗；底部封盖上安装有插入所述容置腔内的温度传感器和中部压力传感器，所述收集容器上安装有插入收集容内部的底部压力传感器和底部液位传感器。
优选地，该可视化温控相变封堵测试仪还包括可显示计算机，所述支撑装置上安装有控制台，控制台上安装有内部控制器，内部控制器通过数据线与可显示计算机信号连接并通过可显示计算机上的显示器输出测试结果，且内部控制器通过电缆分别与搅拌装置、照明灯、底部压力传感器、底部液位传感器、温度传感器、中部压力传感器以及加热器电性连接。
优选地，所述内部控制器为stm32型单片机控制器，控制台上安装有与内部控制器电性连接的电源总开关、温控表、转速显示器、调速按钮和电源接口，电源接口与外部供电装置电性连接，所述转速显示器用于显示搅拌装置的搅拌速度，调速按钮用于调节搅拌装置的搅拌速度，电源总开关用于控制设备整体的供电状态，温控表用于控制和显示加热器的工作状态，所述加热器为电热丝加热器。
优选地，所述中心排液管上安装有第一排放阀，底部封盖上安装有用于排出位于透明刻度筒和压力套筒之间导热液的辅助排液管，且辅助排液管上固定安装有第二排放阀。
优选地，所述压力套筒上安装有便于旋转压力套筒的第一转柄，顶部封盖上安装有便于旋转顶部封盖的第二转柄。
支撑装置优选地包括支撑平台、支撑立柱，支撑平台设有空腔，空腔内放置控制台，支撑平台的底端连接支撑立柱，支撑立柱的底部安装有滚轮；所述增压装置为高压气瓶。
一种可视化温控相变封堵的测试方法，包括以下步骤：
S1，组装设备：首先将底部封盖固定在支撑装置上，随后将透明刻度筒密封安装在底部封盖上，然后将压力套筒螺旋安装在底部封盖上，再在位于透明刻度筒内部的过滤架上放入用于模仿井壁裂缝间隙的介质，将介质的上端平整好，接着将导热液导入压力套筒和透明刻度筒之间的容置腔中，将顶部封盖固定在压力套筒的上端，并将增压装置的输气端与插入压力套筒内部的导气管接通，将导液管与注液装置连接，最后将可显示计算机通过数据线与内部控制器连接；
S2，调整设备：打开可显示计算机并运行配套的软件使可显示计算机能够接收由内部控制器传输过来的压力、温度和液位高度信号，并能够自动将上述信号绘制成为相应的图表进行显示，随后通过加热器开始对导热液进行加热并使导热液维持在指定的温度，然后利用增压装置将压力套筒内部的气压提升至指定的数值；
S3，开始试验：通过注液装置或由人工直接向透明刻度筒内注入由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体，随后打开搅拌装置对试验液体进行搅拌，等待压力套筒内部的压力和温度再次稳定后，使位于透明刻度筒内部的试验液体流入收集容器内，记录此时收集容器内的液位变化和压力变化，并利用液位变化和压力变化来绘制压力-滤失量曲线图；
S4，拆卸清洗：试验完毕后，拆除增压装置和注液装置，并逐步排出位于压力套筒内部的残余气体，随后在压力套筒内部的温度降到室温后，排出导热液，随后依次拆除搅拌装置、顶部封盖、压力套筒、透明刻度筒和底部封盖，并对拆除后的设备进行清洗，等待下一次试验使用。
进一步地，步骤S3中，注液装置使用时，首先打开进液阀，通过液压泵向液压推杆内泵送压力油注液使液压推杆能够驱动推动塞将位于储液容器内的试验液体挤入到透明刻度筒内，注液的过程中打开照明灯然后通过透明观察窗观察位于透明刻度筒上的刻度，使试验液体到达指定的注液量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明设计的可视化温控相变封堵测试仪能够在指定的压力和温度条件下测试不同的由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体对不同井壁裂缝间隙的封堵效果，从而为实际施工中的相应试剂应用提供指导，从而选择出相应施工条件下最有效的封堵材料，有效提高施工时的封堵效果。
2.本发明所提供的可视化温控相变封堵的测试方法，操作简单，能够自动化的记录试验数据并绘制相应的压力和滤矢量曲线图，而且能够通过肉眼实时的观察试验过程，更加的直观和方便，因此具有很高的实用价值。
3.本发明通过内部控制器控制加热器对导热液进行加热并使导热液维持在指定的温度，利用增压装置将压力套筒内部的气压提升至指定的数值，并利用调速按钮调节搅拌装置的搅拌速度，自动化程度高，并极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。
4.本发明通过在支撑装置上固定安装液压泵，液压泵连接液压推杆并为液压推杆的线性位移提供液压驱动，液压推杆的自由端末端与储液容器内部的推动塞相连，使试验液体通过导液管注入到透明刻度筒内，通过液压泵、液压推杆和推动塞的配合，即可方便快捷地实现试验液体地自动加注，降低了施工难度，提高了工作效率。此外，试验液体也可以不通过注液装置进行加注，而是直接在安装顶部封盖之前由人工注入到透明刻度筒中，以适应不同的工况需求。
5本发明还具有结构紧凑、操作方便、测试可靠性高的特点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的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并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的设计方案和附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构的侧视图；
图3为本发明顶部封盖和压力套的安装示意图；
图4为本发明内部结构剖视图；
图5为本发明储液容器的内部结构剖视图。
附图标记说明：
1、支撑装置；2、搅拌装置；201、搅拌电机；202、对接套；203、搅拌桨；3、注液装置；301、液压推杆；302、储液容器；303、液压管；304、辅助压力表；305、液压泵；4、注液口；5、封闭塞；6、进液阀；7、进液管；8、推动塞；9、支架；10、增压装置；11、可显示计算机；12、数据线；13、电源接口；14、调速按钮；15、内部控制器；16、转速显示器；17、控制台；18、温控表；19、电源总开关；20、导液管；21、照明灯；22、顶部压力表；23、顶部封盖；24、压力套筒；25、透明观察窗；26、导气管；27、安装架；28、收集容器；29、底部压力传感器；30、底部液位传感器；31、中心排液管；32、温度传感器；33、第一排放阀；34、中部压力传感器；35、第二排放阀；36、辅助排液管；37、第一转柄；38、第二转柄；39、滚轮；40、透明刻度筒；41、加热器；42、底部封盖；43、过滤架。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1-图4，本实施例提供了一种可视化温控相变封堵测试仪，包括支撑装置1、搅拌装置2、增压装置10和收集容器28，收集容器28设置于支撑装置1的下方，支撑装置1的上端安装有底部封盖42，底部封盖42上端密封插接有透明刻度筒40，透明刻度筒40的底部连接有中心排液管31，中心排液管31的一端穿过底部封盖42后伸入收集容器28内部；底部封盖42的外侧密封安装有压力套筒24，所述压力套筒24设置于透明刻度筒40外部，且压力套筒24与透明刻度筒40之间具有间距并形成一用于容置导热液的容置腔，所述容置腔内安装有加热器41；
压力套筒24的上端安装有用于封闭压力套筒24的顶部封盖23，顶部封盖23上安装有用于搅拌位于透明刻度筒40内部填充物的搅拌装置2，顶部封盖23上安装有用于向透明刻度套筒40内注液的导液管20，顶部封盖23上还安装有的导气管26，导气管26的一端插入压力套筒24内部，导气管26的另一端与增压装置10的输气端连通。
试验时：向透明刻度筒40内注入由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体，随后打开搅拌装置2对试验液体进行搅拌，等待压力套筒24内部的压力和温度达到指定数值后，通过中心排液管31使位于透明刻度筒40内部的试验液体能够流入收集容器28内，记录此时收集容器28内的液位变化和压力变化，并利用液位变化和压力变化来绘制压力-滤失量曲线图；试验完毕后，拆除增压装置10和注液装置3，并逐步排出位于压力套筒24内部的残余气体，随后在压力套筒24内部的温度降到室温后，进一步排出导热液，然后依次拆除搅拌装置2、顶部封盖23、压力套筒24、透明刻度筒40和底部封盖42，并对拆除后的设备进行清洗，等待下一次试验使用。
本发明设计的可视化温控相变封堵测试仪能够在指定的压力和温度条件下测试不同的由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体对不同井壁裂缝间隙的封堵效果，从而为实际施工中的相应试剂应用提供指导，从而选择出相应施工条件下最有效的封堵材料，有效提高施工时的封堵效果，并且该装置试验操作简单，能够自动化的记录试验数据并绘制相应的压力和滤矢量曲线图，而且能够通过肉眼实时的观察试验过程，更加的直观和方便，因此具有很高的实用价值。
实施例2：
在实施例1的基础上，参照图4，优选地，所述搅拌装置2包括搅拌电机201和搅拌桨203，搅拌电机201通过安装架27固定在顶部封盖23上，顶部封盖23上转动安装有插入透明刻度筒40内部的搅拌桨203，且搅拌桨203的顶部一体成型有与搅拌电机201的输出端通过定位销固定的对接套202。进一步地，透明刻度筒40的内壁密封连接有过滤架43，所述过滤架用于放置模仿井壁裂缝间隙的介质，例如砂石。
实施例3：
在实施例1的基础上，参照图2和图5，进一步地，导液管20的一端伸出顶部封盖23并连接有注液装置3，注液装置3包括液压推杆301、储液容器302和液压泵305，所述液压泵305安装于支撑装置1上，液压泵305的输出端与液压推杆301的输入端连通，液压推杆301的输出端驱动有插入储液容器302内部用于推动液体运动的推动塞8，储液容器302通过进液管7与导液管20连接，且进液管7上安装有进液阀6。优选地，所述液压泵305的输出端通过液压管303驱动液压推杆301运动，液压管303上固定安装有用于测量液压管303内部压力的辅助压力表304。
更进一步地，所述储液容器302的底部通过支架9固定在支撑装置1上，储液容器302的顶部设置有注液口4，且注液口4通过封闭塞5封闭。
实施例4：
在上述实施例的基础上，参照图3和图4，进一步地，顶部封盖23上安装有用于向压力套筒24内部照明的照明灯21，顶部封盖23上还安装有用于检测压力套筒24内部压力的顶部压力表22；压力套筒24上安装有便于观察透明刻度筒40上刻度的透明观察窗25，通过透明观察窗25便于观察透明刻度筒40上的刻度。
参照图3和图4，进一步地，底部封盖42上安装有插入所述容置腔内的温度传感器32和中部压力传感器34，所述收集容器28上安装有插入收集容28内部的底部压力传感器29和底部液位传感器30，且中心排液管31上安装有第一排放阀33，底部封盖42上安装有用于排出位于透明刻度筒40和压力套筒24之间导热液的辅助排液管36，辅助排液管36上固定安装有第二排放阀35。
参照图3，优选地，压力套筒24上安装有便于旋转压力套筒24的第一转柄37，顶部封盖23上安装有便于旋转顶部封盖23的第二转柄38。
参照图1和图2，支撑装置1优选地包括支撑平台、支撑立柱，支撑平台设有空腔，空腔内放置控制台17，支撑平台的底端连接支撑立柱，支撑立柱的底部安装有滚轮，所述滚轮优选万向轮；支撑装置1能够随意移动以及固定效果好，简单灵活。所述增压装置为高压气瓶。
实施例5：
在上述实施例的基础上，参照图1，进一步地，该可视化温控相变封堵测试仪还包括可显示计算机11，支撑装置1上安装有控制台17，控制台17上安装有内部控制器15，内部控制器15通过数据线12与可显示计算机11信号连接并通过可显示计算机11上的显示器输出测试结果，且内部控制器15通过电缆分别与搅拌装置2、照明灯21、底部压力传感器29、底部液位传感器30、温度传感器32、中部压力传感器34以及加热器41电性连接。
本实施例还提供了一种可视化温控相变封堵的测试方法，包括以下步骤：
S1，组装设备：首先将底部封盖42固定在支撑装置1上，随后将透明刻度筒40密封安装在底部封盖42上，然后将压力套筒24螺旋安装在底部封盖42上，再在位于透明刻度筒40内部的过滤架43上放入用于模仿井壁裂缝间隙的介质，将介质的上端平整好，接着将导热液导入压力套筒24和透明刻度筒40之间的容置腔中，将顶部封盖23固定在压力套筒24的上端，并将增压装置10的输气端与导气管26接通，将导液管20与注液装置3连接，最后将可显示计算机11通过数据线12与内部控制器15连接；
S2，调整设备：打开可显示计算机11并运行配套的软件使可显示计算机11能够接收由内部控制器15传输过来的压力、温度和液位高度信号，并能够自动将上述信号绘制成为相应的图表进行显示，随后通过加热器41开始对导热液进行加热并使导热液维持在指定的温度，然后利用增压装置10将压力套筒24内部的气压提升至指定的数值；
S3，开始试验：通过注液装置3或由人工直接向透明刻度筒40内注入由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体，随后打开搅拌装置2对试验液体进行搅拌，等待压力套筒24内部的压力和温度再次稳定后，让透明刻度筒40内部的试验液体流入收集容器28内，记录此时收集容器28内的液位变化和压力变化，并利用液位变化和压力变化来绘制压力-滤失量曲线图；
S4，拆卸清洗：试验完毕后，拆除增压装置10和注液装置3，并逐步排出位于压力套筒24内部的残余气体，随后在压力套筒24内部的温度降到室温后，排出导热液，随后依次拆除搅拌装置2、顶部封盖23、压力套筒24、透明刻度筒40和底部封盖42，并对拆除后的设备进行清洗，等待下一次试验使用。
实施例6：
在上述实施例的基础上，参照图1，更进一步地，所述控制台17上安装有与内部控制器15电性连接的电源总开关19、温控表18、转速显示器16、调速按钮14和电源接口13，电源接口13与外部供电装置电性连接，所述转速显示器16用于显示搅拌装置2的搅拌速度，调速按钮14用于调节搅拌装置2的搅拌速度，电源总开关19用于控制设备整体的供电状态，温控表18用于控制和显示加热器41的工作状态，所述加热器41为电热丝加热器。
本发明用可显示计算机11控制和显示测试结果，控制台17上安装的温控表、转速显示器、调速按钮、电源开关等方便参数调整和系统控制，自动化程度高，减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。
实施例7：
本实施例提供了一种可视化温控相变封堵的测试方法，包括以下步骤：
S1，组装设备：首先将底部封盖42固定在支撑装置1上，随后将透明刻度筒40密封安装在底部封盖42上，然后将压力套筒24螺旋安装在底部封盖42上，再在位于透明刻度筒40内部的过滤架43上放入用于模仿井壁裂缝间隙的介质，将介质的上端平整好，接着将导热液导入压力套筒24和透明刻度筒40之间的容置腔中，将顶部封盖23固定在压力套筒24的上端，并将增压装置10的输气端与导气管26接通，将导液管20与注液装置3连接，最后将可显示计算机11通过数据线12与内部控制器15连接；
S2，调整设备：打开可显示计算机11并运行配套的软件使可显示计算机11能够接收由内部控制器15传输过来的压力、温度和液位高度信号，并能够自动将上述信号绘制成为相应的图表进行显示，随后通过加热器41开始对导热液进行加热并使导热液维持在指定的温度，然后利用增压装置10将压力套筒24内部的气压提升至指定的数值；
S3，开始试验：通过注液装置3或由人工直接向透明刻度筒40内注入由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体，注液装置3使用时，首先打开进液阀6，通过液压泵305向液压推杆301内泵送压力油注液使液压推杆301能够驱动推动塞8将位于储液容器302内的试验液体挤入到透明刻度筒40内，注液的过程中打开照明灯21然后通过透明观察窗25观察位于透明刻度筒40上的刻度，使试验液体到达指定的注液量；随后打开搅拌装置2对试验液体进行搅拌，等待压力套筒24内部的压力和温度再次稳定后，打开第一排放阀33使位于透明刻度筒40内部的试验液体能够流入收集容器28内，记录此时收集容器28内的液位变化和压力变化，并利用液位变化和压力变化来绘制压力-滤失量曲线图；
S4，拆卸清洗：试验完毕后，拆除增压装置10和注液装置3，并逐步排出位于压力套筒24内部的残余气体，随后在压力套筒24内部的温度降到室温后，通过打开第二排放阀35利用辅助排液管36排出导热液，然后依次拆除搅拌装置2、顶部封盖23、压力套筒24、透明刻度筒40和底部封盖42，并对拆除后的设备进行清洗，等待下一次试验使用。
值得说明的是，试验液体也可以不通过注液装置3进行加注，而是直接在安装顶部封盖23之前由人工注入到透明刻度筒40中。在该装置中过滤架43主要用于防止用于模仿岩壁裂缝的介质掉落到中心排液管31内，同时允许试验液体穿过过滤架43，而收集容器28中的液面高度能够反应处液体流出的体积，液面高度的变化则能够反映出试验液体穿过模拟的岩壁裂缝的流量变化，试验溶液在与用于模仿岩壁裂缝的介质反应后会导致其能够允许试验液体透过的能力发生变化，也就是使试验液体的流量发生变化，从而能够根据收集容器中的压力和液面高度变化来反应出试验液体在相应条件下对相应介质的封堵效果。
本发明设计的可视化温控相变封堵测试仪能够在指定的压力和温度条件下测试不同的由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体对不同井壁裂缝间隙的封堵效果，从而为实际施工中的相应试剂应用提供指导，从而选择出相应施工条件下最有效的封堵材料，有效提高施工时的封堵效果，并且该装置试验操作简单，能够自动化的记录试验数据并绘制相应的压力和滤矢量曲线图，而且能够通过肉眼实时的观察试验过程，更加的直观和方便，因此具有很高的实用价值。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：包括支撑装置(1)、搅拌装置(2)、增压装置(10)和收集容器(28)，
所述收集容器(28)设置于支撑装置(1)的下方，支撑装置(1)的上端安装有底部封盖(42)，底部封盖(42)上端密封插接有透明刻度筒(40)，透明刻度筒(40)的底部连接有中心排液管(31)，中心排液管(31)的一端穿过底部封盖(42)后伸入收集容器(28)内部；底部封盖(42)的外侧密封安装有压力套筒(24)，所述压力套筒(24)设置于透明刻度筒(40)外部，且压力套筒(24)与透明刻度筒(40)之间具有间距并形成一用于容置导热液的容置腔，该容置腔内安装有加热器(41)；
压力套筒(24)的上端安装有用于封闭压力套筒(24)的顶部封盖(23)，顶部封盖(23)上安装有用于搅拌位于透明刻度筒(40)内部填充物的搅拌装置(2)，以及用于向透明刻度套筒(40)内注液的导液管(20)，顶部封盖(23)上还安装有的导气管(26)，导气管(26)的一端插入压力套筒(24)内部，导气管(26)的另一端与增压装置(10)的输气端连通。
2.如权利要求1所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述搅拌装置(2)包括搅拌电机(201)和搅拌桨(203)，所述搅拌电机(201)通过安装架(27)固定在顶部封盖(23)上，搅拌桨(203)的顶部通过对接套(202)与搅拌电机(201)的输出端连接，搅拌桨(203)的底部插入透明刻度筒(40)内部，透明刻度筒(40)的内壁密封连接有过滤架(43)。
3.如权利要求1所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述导液管(20)的一端伸出顶部封盖(23)并连接有注液装置(3)，注液装置(3)包括液压推杆(301)、储液容器(302)和液压泵(305)，所述储液容器(302)内安装有用于推动储液容器(302)内液体运动的推动塞(8)，所述液压泵(305)安装于支撑装置(1)上，液压泵(305)的输出端与液压推杆(301)的输入端相连，液压推杆(301)的输出端与所述推动塞(8)连接，所述储液容器(302)的出口通过进液管(7)与导液管(20)连接，所述进液管(7)上安装有进液阀(6)。
4.如权利要求3所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述液压泵(305)的输出端通过液压管(303)与液压推杆(301)连接，液压管(303)上固定安装有用于测量液压管(303)内部压力的辅助压力表(304)。
5.如权利要求3所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述储液容器(302)的底部通过支架(9)固定在支撑装置(1)上，储液容器(302)的顶部设置有注液口(4)，且注液口(4)通过封闭塞(5)封闭。
6.如权利要求1所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述顶部封盖(23)上安装有用于向压力套筒(24)内部照明的照明灯(21)，顶部封盖(23)上还安装有用于检测压力套筒(24)内部压力的顶部压力表(22)；压力套筒(24)上安装有便于观察透明刻度筒(40)上刻度的透明观察窗(25)；底部封盖(42)上安装有插入所述容置腔内的温度传感器(32)和中部压力传感器(34)，所述收集容器(28)上安装有插入收集容(28)内部的底部压力传感器(29)和底部液位传感器(30)。
7.如权利要求1或6所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：该可视化温控相变封堵测试仪还包括可显示计算机(11)，所述支撑装置(1)上安装有控制台(17)，控制台(17)上安装有内部控制器(15)，内部控制器(15)通过数据线(12)与可显示计算机(11)信号连接并通过可显示计算机(11)上的显示器输出测试结果，且内部控制器(15)通过电缆分别与搅拌装置(2)、照明灯(21)、底部压力传感器(29)、底部液位传感器(30)、温度传感器(32)、中部压力传感器(34)以及加热器(41)电性连接。
8.如权利要求7所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述控制台(17)上安装有与内部控制器(15)电性连接的电源总开关(19)、温控表(18)、转速显示器(16)、调速按钮(14)和电源接口(13)，电源接口(13)电性连接有外部供电装置，所述转速显示器(16)用于显示搅拌装置(2)的搅拌速度，调速按钮(14)用于调节搅拌装置(2)的搅拌速度，电源总开关(19)用于控制设备整体的供电状态，温控表(18)用于控制和显示加热器(41)的工作状态，所述加热器(41)为电热丝加热器。
9.如权利要求1所述的可视化温控相变封堵测试仪，其特征在于：所述中心排液管(31)上安装有第一排放阀(33)，底部封盖(42)上安装有用于排出位于透明刻度筒(40)和压力套筒(24)之间导热液的辅助排液管(36)，且辅助排液管(36)上固定安装有第二排放阀(35)。
10.一种可视化温控相变封堵的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，组装设备：首先将底部封盖(42)固定在支撑装置(1)上，随后将透明刻度筒(40)密封安装在底部封盖(42)上，然后将压力套筒(24)螺旋安装在底部封盖(42)上，再在位于透明刻度筒(40)内部的过滤架(43)上放入用于模仿井壁裂缝间隙的介质，将介质的上端平整好，接着将导热液导入压力套筒(24)和透明刻度筒(40)之间的容置腔中，将顶部封盖(23)固定在压力套筒(24)的上端，并将增压装置(10)的输气端与导气管(26)接通，将导液管(20)与注液装置(3)连接，最后将可显示计算机(11)通过数据线(12)与内部控制器(15)连接；
S2，调整设备：打开可显示计算机(11)并运行配套的软件使可显示计算机(11)能够接收由内部控制器(15)传输过来的压力、温度和液位高度信号，并能够自动将上述信号绘制成为相应的图表进行显示，随后通过加热器(41)开始对导热液进行加热并使导热液维持在指定的温度，然后利用增压装置(10)将压力套筒(24)内部的气压提升至指定的数值；
S3，开始试验：通过注液装置(3)或由人工直接向透明刻度筒(40)内注入由聚合物或者堵漏剂组成的试验液体，随后打开搅拌装置(2)对试验液体进行搅拌，等待压力套筒(24)内部的压力和温度再次稳定后，让透明刻度筒(40)内部的试验液体流入收集容器(28)内，记录此时收集容器(28)内的液位变化和压力变化，并利用液位变化和压力变化来绘制压力-滤失量曲线图；
S4，拆卸清洗：试验完毕后，拆除增压装置(10)和注液装置(3)，并逐步排出位于压力套筒(24)内部的残余气体，随后在压力套筒(24)内部的温度降到室温后，排出导热液，随后依次拆除搅拌装置(2)、顶部封盖(23)、压力套筒(24)、透明刻度筒(40)和底部封盖(42)，并对拆除后的设备进行清洗，等待下一次试验使用。
11.如权利要求10所述的可视化温控相变封堵的测试方法，其特征在于：所述步骤S3中，注液装置(3)使用时，首先打开进液阀(6)，通过液压泵(305)向液压推杆(301)内泵送压力油注液使液压推杆(301)能够驱动推动塞(8)将位于储液容器(302)内的试验液体挤入到透明刻度筒(40)内，注液的过程中打开照明灯(21)然后通过透明观察窗(25)观察位于透明刻度筒(40)上的刻度，使试验液体到达指定的注液量。
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|---|---|---|---|
| CN202111453256.4A CN116202928A (zh) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | 一种可视化温控相变封堵测试仪及测试方法 |
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| CN202111453256.4A CN116202928A (zh) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | 一种可视化温控相变封堵测试仪及测试方法 |
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| CN116202928A true CN116202928A (zh) | 2023-06-02 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117664733A (zh) * | 2024-01-29 | 2024-03-08 | 东北石油大学三亚海洋油气研究院 | 化学封隔器封堵性能的试验装置及方法 |
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2021
- 2021-12-01 CN CN202111453256.4A patent/CN116202928A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117664733A (zh) * | 2024-01-29 | 2024-03-08 | 东北石油大学三亚海洋油气研究院 | 化学封隔器封堵性能的试验装置及方法 |
| CN117664733B (zh) * | 2024-01-29 | 2024-04-12 | 东北石油大学三亚海洋油气研究院 | 化学封隔器封堵性能的试验装置及方法 |
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