CN211122412U - 一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，恒压泵和仿真模拟井筒的顶端通过金属管线相连通，在金属管线上设置有压力传感器，在仿真模拟井筒的外表面包覆电加热器，在仿真模拟井筒内还活动设置有加压活塞，在线声波密度测试仪贯穿电加热器和仿真模拟井筒的侧壁伸入仿真模拟井筒内，温度传感器设置在仿真模拟井筒的底端，压力传感器、在线声波密度测试仪和温度传感器的数据采集输出端通过数据线与数据采集系统的数据输入端相连，数据采集系统的数据输出端与数据汇总分析系统相连。将声波密度传感器安装在模拟井筒的不同部位，从而测试不同井筒位置的钻井液密度变化，动态监测钻井液沉降过程，评价钻井液的沉降稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油测量仪器技术领域，更具体地说涉及一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置。
背景技术
在钻井的过程中，一些高压地层仅靠增加钻井液中粘土粉的含量已经不能达到提高钻井液密度的目的，如果需要改善这一问题，故需要增大钻井液比重。为此，出现了专门的加重剂，如重晶石，加重剂显著提高了钻井液比重，能较好地平衡地层压力；但高比重的加重剂在一些钻井液中容易下沉，悬浮效果欠佳，由于重力作用，加重剂会离析、导致分层堆积，而不是均匀分散于钻井液中，最终将失去加重钻井液的功能，直接造成经济损失。
高温高压钻井液沉降稳定仪是配合开发加重钻井液的重要工具。目前，市面上存在的钻井液沉降稳定仪均是采用手动取样的方式或目测的方式进行钻井液沉降效果评价的，而对沉降过程中钻井液的动态变化无法进行表征，无法更好的协助钻井液工作者对钻井液的沉降过程取得更加深刻的认识，对开发新型、高效的加重钻井液产生了阻碍。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，现有的钻井液沉降稳定评价仪器对沉降过程中钻井液的动态变化数值无法进行有效的表征，提供了一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，该装置采用声波测试技术，将声波密度传感器安装在模拟井筒的不同部位，声波传感器所处位置的钻井液的密度发生变化，发出的声波将产生不同的回声，从而测试不同井筒位置的钻井液密度变化，动态监测钻井液在高温高压条件下的沉降过程，评价不同钻井液的沉降稳定性。
本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。
一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，包括恒压泵、仿真模拟井筒、电加热器、数据采集系统和数据汇总分析系统，
所述恒压泵和所述仿真模拟井筒的顶端通过金属管线相连通，在所述金属管线上设置有压力传感器，在所述仿真模拟井筒的外表面包覆所述电加热器，在所述仿真模拟井筒内还活动设置有加压活塞，在线声波密度测试仪贯穿所述电加热器和所述仿真模拟井筒的侧壁伸入所述仿真模拟井筒内，温度传感器设置在所述仿真模拟井筒的底端，所述压力传感器、所述在线声波密度测试仪和所述温度传感器的数据采集输出端通过数据线与所述数据采集系统的数据输入端相连，所述数据采集系统的数据输出端与所述数据汇总分析系统相连。
在所述仿真模拟井筒的侧壁上开设有贯穿仿真模拟井筒侧壁的法兰连接口，所述法兰连接口的数量为三个，所述法兰连接口分别为第一法兰连接口、第二法兰连接口和第三法兰连接口，所述第一法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的上部，所述第二法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的中部，所述第三法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的下部。
所述在线声波密度测试仪包括第一在线声波密度计、第二在线声波密度计和第三在线声波密度计，所述第一在线声波密度计安装在所述第一法兰连接口上，所述第二在线声波密度计安装在所述第二法兰连接口上，所述第三在线声波密度计安装在所述第三法兰连接口上，所述第一在线声波密度计、所述第二在线声波密度计和所述第三在线声波密度计分别用于测试位于仿真模拟井筒上部、中部和下部的钻井液的密度。
在所述第一法兰连接口上方的所述仿真模拟井筒的内壁上设置有凸台，所述凸台用于阻挡加压活塞的运动，以免加压活塞上方的压力过大，导致加压活塞下压过猛而对在线声波密度计造成损害。
在所述仿真模拟井筒的顶端设置有法兰端盖，在所述法兰端盖和所述仿真模拟井筒之间还设置有端盖垫，通过端盖连接螺栓将法兰端盖、端盖垫和仿真模拟井筒进行连接与密封。
在所述法兰端盖上还开设有加压孔，所述加压孔通过金属管线与所述恒压泵相连通。
所述数据汇总分析系统采用计算机。
本实用新型的有益效果为：通过仿真模拟井筒模拟钻井液在地层中的高温高压状况，使实验数据更加贴近现场实际工况；利用设置在不同位置处的在线声波密度计实时在线监测钻井液在仿真模拟井筒内不同位置处的密度变化，更好的表征钻井液沉降过程，揭示钻井液在高温高压条件下的沉降规律；利用在线声波密度计在线监测钻井液密度变化，无需实验人员在高温高压条件下取样，保证实验人员安全。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1为恒压泵，2.为压力传感器，3为法兰端盖，4为电加热器，5为仿真模拟井筒，6为加压活塞，7-1为第一在线声波密度计，7-2为第二在线声波密度计，7-3为第三在线声波密度计，8为温度传感器，9为数据采集系统，10为计算机，11为金属管线，12为数据线。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，包括恒压泵1、仿真模拟井筒5、电加热器4、数据采集系统9和数据汇总分析系统，
恒压泵1和仿真模拟井筒5的顶端通过金属管线11相连通，在金属管线11上设置有压力传感器2，在仿真模拟井筒5的外表面包覆电加热器4，在仿真模拟井筒5内还活动设置有加压活塞6，在线声波密度测试仪贯穿电加热器4和仿真模拟井筒5的侧壁伸入仿真模拟井筒5内，温度传感器8设置在仿真模拟井筒5的底端，压力传感器2、在线声波密度测试仪和温度传感器8的数据采集输出端通过数据线12与数据采集系统9的数据输入端相连，数据采集系统9的数据输出端与数据汇总分析系统相连，数据汇总分析系统采用计算机10。
实施例二
在实施例一的基础上，在仿真模拟井筒5的侧壁上开设有贯穿仿真模拟井筒侧壁5的法兰连接口，法兰连接口的数量为三个，法兰连接口分别为第一法兰连接口、第二法兰连接口和第三法兰连接口，第一法兰连接口开设在仿真模拟井筒5的上部，第二法兰连接口开设在仿真模拟井筒5的中部，第三法兰连接口开设在仿真模拟井筒5的下部。
在线声波密度测试仪包括第一在线声波密度计7-1、第二在线声波密度计7-2和第三在线声波密度计7-3，第一在线声波密度计7-1安装在第一法兰连接口上，第二在线声波密度计安装7-2在第二法兰连接口上，第三在线声波密度计7-3安装在第三法兰连接口上，第一在线声波密度计7-1、第二在线声波密度计7-2和第三在线声波密度计7-3分别用于测试位于仿真模拟井筒5上部、中部和下部的钻井液的密度。
在第一法兰连接口上方的仿真模拟井筒5的内壁上设置有凸台，凸台用于阻挡加压活塞6的运动，以免加压活塞6上方的压力过大，导致加压活塞6下压过猛而对在线声波密度计造成损害。
实施例三
在实施例二的基础上，在仿真模拟井筒5的顶端设置有法兰端盖3，在法兰端盖3和仿真模拟井筒5之间还设置有端盖垫，通过端盖连接螺栓将法兰端盖3、端盖垫和仿真模拟井筒5进行连接与密封。
在法兰端盖3上还开设有加压孔，加压孔通过金属管线11与恒压泵1相连通。
使用时，将法兰端盖3从仿真模拟井筒5上取下，然后取出仿真模拟井筒5中的加压活塞6，将配制好的适量钻井液倒入到仿真模拟井筒5中，再将加压活塞6装入到仿真模拟井筒5中，然后将法兰端盖3安装并密封好，将金属管线11的两端分别连接到恒压泵1和法兰端盖3上，设定电加热器4的温度为实验温度，设定恒压泵1的压力为模拟地层压力，开启计算机10、数据采集系统9、压力传感器2、温度传感器8以及第一在线声波密度计7-1、第二在线声波密度计7-2、第三在线声波密度计7-3，数据采集系统9实时采集压力、温度以及不同位置处的在线声波密度计的密度值，并将采集的数值实时传输至计算机10上，实验结束后，关闭加热器电源4，待温度传感器8测得的温度值为室温，操作恒压泵1将压力降至0后，再打开法兰端盖3，取出加压活塞6，倒出钻井液，清洗仿真模拟井筒5。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：包括恒压泵、仿真模拟井筒、电加热器、数据采集系统和数据汇总分析系统，
所述恒压泵和所述仿真模拟井筒的顶端通过金属管线相连通，在所述金属管线上设置有压力传感器，在所述仿真模拟井筒的外表面包覆所述电加热器，在所述仿真模拟井筒内还活动设置有加压活塞，在线声波密度测试仪贯穿所述电加热器和所述仿真模拟井筒的侧壁伸入所述仿真模拟井筒内，温度传感器设置在所述仿真模拟井筒的底端，所述压力传感器、所述在线声波密度测试仪和所述温度传感器的数据采集输出端通过数据线与所述数据采集系统的数据输入端相连，所述数据采集系统的数据输出端与所述数据汇总分析系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：在所述仿真模拟井筒的侧壁上开设有贯穿仿真模拟井筒侧壁的法兰连接口，所述法兰连接口的数量为三个，所述法兰连接口分别为第一法兰连接口、第二法兰连接口和第三法兰连接口，所述第一法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的上部，所述第二法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的中部，所述第三法兰连接口开设在所述仿真模拟井筒的下部。
3.根据权利要求2所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：所述在线声波密度测试仪包括第一在线声波密度计、第二在线声波密度计和第三在线声波密度计，所述第一在线声波密度计安装在所述第一法兰连接口上，所述第二在线声波密度计安装在所述第二法兰连接口上，所述第三在线声波密度计安装在所述第三法兰连接口上，所述第一在线声波密度计、所述第二在线声波密度计和所述第三在线声波密度计分别用于测试位于仿真模拟井筒上部、中部和下部的钻井液的密度。
4.根据权利要求3所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：在所述第一法兰连接口上方的所述仿真模拟井筒的内壁上设置有凸台，所述凸台用于阻挡加压活塞的运动。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：在所述仿真模拟井筒的顶端设置有法兰端盖，在所述法兰端盖和所述仿真模拟井筒之间还设置有端盖垫，通过端盖连接螺栓将法兰端盖、端盖垫和仿真模拟井筒进行连接与密封。
6.根据权利要求5所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：在所述法兰端盖上还开设有加压孔，所述加压孔通过金属管线与所述恒压泵相连通。
7.根据权利要求1所述的一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置，其特征在于：所述数据汇总分析系统采用计算机。
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| CN201921445169.2U CN211122412U (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种高温高压条件下钻井液沉降稳定动态测量评价装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116067421A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-05-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 用于钻井液多点位多功能检测的测量装置和测量方法 |
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