CN202814944U - 一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置 - Google Patents
一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置。该装置包括高温老化罐、压力传感测试设备和滑轴支架；滑轴支架包括水平设置的测试平台和垂直于该测试平台设置的滑杆；压力传感测试设备包括探针、压力传感器、传感器显示屏、电机、外壳和电控箱，电机、电控箱、传感器显示屏和压力传感器固定于外壳上，压力传感器与传感器显示屏连接，压力传感器与滑杆固定在一起，探针垂直设置于压力传感器的下方，电机与滑杆连接；高温老化罐设于测试平台上。本实用新型提供的上述装置采用压力传感器能够定量模拟测试出试油工作液井下长时间高温静止时的沉降稳定性，为现场作业选择试油工作液类型提供更准确的参考。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，属于石油用液体测试技术领域。
背景技术
随着石油的勘探开发向深层、超深层进军，需要钻越来越深的超深井，目前我国的超深井完钻井深一般为6500-8000米，试油工作液密度一般大于1.8g/cm3，井底温度达到150℃以上，油管和井壁或套管的间隙小，在使用多封隔器试油管柱试油时，如果试油工作液发生沉降，容易发生封隔器同时座封。
现场常采用井浆性能改进后直接作为试油工作液，由钻井液转换而来的试油液一般包含大量膨润土、常规重晶石加重剂、聚合物、磺化酚醛树脂、堵漏剂、油层保护剂、润滑剂等，在长期(12-20天)高温静止状态下，易产生低密度固相固化和高密度固相沉淀现象，导致封隔器以上试油管柱被埋，卡试油封隔器和管柱是试油作业中事故风险最大的情况之一，因此，超深井的高温高压井下条件对试油液的沉降稳定性要求更为苛刻。
目前超深井试油作业中对高密度试油工作液沉降稳定性的评价主要是采用将试油工作液高温静止老化后，对沉积在罐底的沉淀物和固化物采用玻璃棒定性探试的方式，该方式的缺陷在于精确度差，不能定量评价沉实程度，参考性差，无法给试油作业期间沉淀和稠化物质对试油管柱是否致卡提供比较准确的参考。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种定量评价高密度试油工作液高温沉降稳定性的装置，在模拟试油作业现场高密度试油工作液高温静止老化后，进行针入探测沉实程度测试，通过测试触底压力值，得到沉实程度评价。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其包括：高温老化罐、压力传感测试设备和滑轴支架，其特征在于，
滑轴支架包括水平设置的测试平台和垂直于该测试平台设置的滑杆；
压力传感测试设备包括探针、压力传感器、传感器显示屏、电机、外壳和电控箱，其中，电机、电控箱、传感器显示屏和压力传感器固定于外壳上，压力传感器与传感器 显示屏连接，压力传感器与滑杆固定在一起，探针垂直设置于压力传感器的下方，电机与滑杆连接，用于控制滑杆进行上下运动，在滑杆的带动下，压力传感器和探针也会进行上下运动，并且，探针可以缩到电控箱的内部；
高温老化罐设于测试平台上。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，压力传感测试设备还包括一定位套，该定位套设于探针的上部，并与压力传感器的外接口连接。通过设置该定位套，可以保证探针在进行上下匀速运动时保持垂直。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，探针为圆锥形。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，探针的直径为10毫米。探针的重量可以为10-20克。探针上可以设有螺旋设置，如图1中的细长矩形显示的部分，以保证可以稳定可靠地进行固定和测试。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，优选地，高温老化罐的底面外径为10cm，高为25cm，内径为6.5cm。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，支架用于支撑整个装置；高温老化罐用于盛装待检测的高密度试油工作液，并进行高温老化；探针用于对高温老化罐中的高密度试油工作液进行检测，进行检测时，探针位于高温老化罐，并能够在电机和滑杆的带动下上、下运动，从而实现放入高温老化罐中以及从高温老化罐中取出的操作；压力传感器用于测定高密度试油工作液的压力值和摩擦力数据，其可以通过电缆与传感器显示屏连接，通过传感器显示屏来显示检测到的数值(传感器显示屏通过外壳上的开口向外界显示数值)，并且，压力传感器与滑杆固定在一起，以便在滑杆的带动下进行上下运动，从而带动探针进行上下运动；传感器显示屏可以设置在电控箱内，并且可以通过在电控箱设置视窗而使人们可以看到；外壳用于保护压力传感器、传感器显示屏、电控箱和连接用的线缆等，其可以采用整体式钢质外壳。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，压力传感器的量程可以为0-50N，压力块重量可以为500-700克。
在本实用新型提供的上述高密度试油工作液沉降稳定性测试装置中，高温老化罐的材质应与API高温滚子炉中使用的高温老化罐相同，以更好地模拟所测试的高密度试油工作液在井下长时间高温静止状态，优选地，高温老化罐的材质为316不锈钢。该高温老化罐可以在250℃环境下工作72小时以上无泄漏。
本实用新型提供的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置采用压力传感器，定量模拟测试出试油工作液井下长时间高温静止时的沉降稳定性，较之目前采用玻棒插入工作液的定性测试，为现场作业选择试油工作液类型提供了更准确的参考。本实用新型提供的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置可以采用整体设计结构，测试结果重复性好，运行稳定，数据可靠，操作方便安全，尤其适用于评价工作周期长、固相含量大的超深井高密度试油工作液。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1为本实用新型所采用的探针的结构示意图；
图2为实施例1提供的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置的结构示意图；
图3为实施例1提供的装置的部分组件连接关系示意图；
图4为测量点选择方式示意图。
主要附图标号说明：
测试平台1 滑杆2 探针3 定位套4 压力传感器5 传感器显示屏6电机7 外壳8 高温老化罐9 电缆10 中心点11 第一点12 第二点13第三点14
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供了一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其结构如图2所示。
本实施例提供的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其包括高温老化罐9、压力传感测试设备和滑轴支架，其中，
滑轴支架包括水平设置的测试平台1和垂直于该测试平台设置的滑杆2；
压力传感测试设备包括探针3(其结构如图1所示)、定位套4、压力传感器5、传感器显示屏6、电机7、电控箱和外壳8，其中，电机7、电控箱、传感器显示屏6和压力传感器5设于外壳8内，压力传感器5与传感器显示屏6通过电缆连接，探针3垂直设置于压力传感器5的下方并与压力传感器5通过电缆10相连(如图3所示)，电机7 与滑杆2连接，用于控制滑杆2进行上下运动；定位套4设于探针3的上部，并与压力传感器5的外接口连接；高温老化罐9设于测试平台1上。
本实施例提供的上述测试装置可以按照以下步骤进行高密度试油工作液沉降稳定性的测试：
将高密度试油工作液至于高温老化罐9中，并将高温老化罐9置于模拟井下温度的老化箱中老化360小时，取出放置到测试平台1上，打开罐盖并固定；
高温老化罐9自然冷却后，开启电机7将探针3以0.02-0.04米/秒的速度匀速放入高温老化罐9中，在接触高密度试油工作液的液面时开始读取传感器显示屏6所显示的数据作为放入起始值，探针3触底后，读取传感器显示屏6所显示的数据作为触底压力值；然后匀速向上拉起探针3，在拉起过程中读取摩擦力数据，在开始上拉时读取传感器显示屏所显示的数据作为上拉起始值，当探针离开液面时停止上拉，读取传感器显示屏所显示的数据作为上拉终止值；
在检测过程中，在圆形液面上按照在近罐壁处各选取三个点(第一点12、第二点13、第三点14)，再在罐中心液面选取一个读数点(中心点11)，共计四个针入测量点(如图4所示)，图4中外圆框代表高温老化罐9的外壁，中心点11位于高温老化罐9的中心位置，第一点12、第二点13、第三点14为等边三角形(边长50毫米)的三个角顶点，测量时从中心点11，第一点12，第二点13，第三点14分别进行测定。
测试结果：
目前，国内所用超深井试油工作液主要为钻井液直接转化、有机盐试油液以及超微粉体加重技术的试油工作液三种，其中有机盐试油液是液体加重，无固相含量，故不存在沉降风险。采用本实施例提供的装置按照上述方法分别对塔里木油田用于超深井试油的磺化钻井液转化工作液(1#)和超微粉体加重的试油工作液(2#)进行对比测试，钻井液转化工作液密度为1.55g/cm3，后者密度为2.10g/cm3；两个样品在160℃高温静止老化15天后，采用API六速旋转粘度计进行流变参数测试，测试结果见表1，采用本实施例提供的装置测试各个数据，如表2和表3所示。
表1两种工作液的流变数据
备注：AV：表观粘度，单位mPa·s；PV：塑性粘度，单位mPa·s；YP：动切力，单 位Pa；τ1/τ：初切与终切，单位Pa。
表2两种工作液的测试数据
表3两种工作液的沉实程度即触底压力值测试数据
| 测定条件 | 中心点(N) | 第一点(N) | 第二点(N) | 第三点(N) | 平均值(N) | |
| 1# | 160℃/15天 | 0.99 | 0.73 | 0.63 | 0.79 | 0.79 |
| 2# | 160℃/15天 | 0.98 | 0.72 | 0.62 | 0.72 | 0.76 |
从以上实验结果可以看出，在160℃静止老化15天后，密度为1.55g/cm3的现场用泥浆转化试油工作液与密度为2.10g/cm3的超微粉体试油工作液表观粘度和塑性粘度差别不大，超微粉体工作液的初终切更大。采用本实施例提供的测试装置在测试沉实程度时，在密度相差30％情况下，超微粉体工作液针入触底的压力更小，摩擦力也更小，表明超微粉体加重的试油工作液沉实程度明显小于现场用的转化试油工作液，该结果符合两种工作液的结构特征，表明本实施例提供的测试装置和测试方法具有良好的操作性。
Claims (5)
1.一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其包括：高温老化罐、压力传感测试设备和滑轴支架，其特征在于，
所述滑轴支架包括水平设置的测试平台和垂直于该测试平台设置的滑杆；
所述压力传感测试设备包括探针、压力传感器、传感器显示屏、电机、外壳和电控箱，其中，所述电机、电控箱、传感器显示屏和压力传感器固定于所述外壳上，所述压力传感器与所述传感器显示屏连接，所述压力传感器与所述滑杆固定在一起，所述探针垂直设置于所述压力传感器的下方，所述电机与所述滑杆连接，用于控制所述滑杆进行上下运动；
所述高温老化罐设于所述测试平台上。
2.根据权利要求1所述的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其特征在于，所述压力传感测试设备还包括一定位套，该定位套设于所述探针的上部，并与所述压力传感器的外接口连接。
3.根据权利要求1所述的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其特征在于，所述探针为圆锥形。
4.根据权利要求3所述的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其特征在于，所述探针的直径为10毫米。
5.根据权利要求1所述的高密度试油工作液沉降稳定性测试装置，其特征在于，所述高温老化罐的底面外径为10cm，高为25cm，内径为6.5cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201220417256.9U CN202814944U (zh) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | 一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202814944U true CN202814944U (zh) | 2013-03-20 |
Family
ID=47873803
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| CN201220417256.9U Expired - Lifetime CN202814944U (zh) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | 一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN202814944U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102818881A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-12-12 | 中国石油大学(北京) | 一种高密度试油工作液沉降稳定性测试装置及方法 |
| CN107525893A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-29 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 高温试油液稳定性测定仪及其测量方法 |
-
2012
- 2012-08-21 CN CN201220417256.9U patent/CN202814944U/zh not_active Expired - Lifetime
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