CN2119496U - 循环式钻井液动滤失仪 - Google Patents

Abstract

一种模拟钻井液在井筒内流动情况的循环式钻 井液动滤失仪，由加热搅拌器、阀门、输送螺杆泵、管 道加热器和增压器组成循环系统，输出可调且有稳定 压力、温度和流速的钻井液，循环系统上并联动滤失 仪9、防塌仪10；动滤失仪上有较长的环形流道，流道 管壁上布有过滤纸、网(23，24)，滤液经孔30流出经 计量得出滤失量；防塌仪还具有测定动滤失量的功 能。经本仪器测得的数据反映的规律和钻井液动滤 失的理论相符，数据可靠，重现性好。

Description

本实用新型涉及一种在可调压力、温度、流速条件下，测定循环钻井液动滤失的仪器。

钻井液是钻井的血液。在一定压力、温度和流速下的钻井液，在钻柱和井眼壁的环空中流动时向地层径向渗滤的滤失量，是衡量钻井液的重要指标之一。目前，有模拟钻井泥浆动失水仪，专利号：85202805.9，它是以内筒在固定外筒里转动带动内、外筒之间的钻井液的旋转，模拟钻井液在环空的上返运动状态，通过装在外筒上的过滤纸、岩心来测定动滤失量，这套装置难以反映钻井液在环空的实际流动状态；另外该仪器是把截面为常数的柱形岩心嵌入外筒壁上，其渗滤规律与钻井液向地层渗滤的实际情况有差距，不符合平面径向稳定渗流规律。另外，目前有无锡石油仪器设备厂出厂的“泥浆三轴应力防塌仪，如图8所示，岩芯31经过一段时间冲蚀后，中心孔扩大，用其扩大量来评价各类钻井液的防塌能力。这种仪器只能在常温、低循环压力条件下工作，不能测定滤失量。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种较真实的模拟钻井液的流动状态的循环钻井液动滤失仪。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来达到：由加热的电动搅拌器、阀门、由调速电机带动的螺杆泵、加热器组成的供液循环系统上并联动滤失仪9，防塌仪10及控制阀门，在阀门（12、14）间接有增压器和与阀2，螺杆泵4间又接有管道28。动滤失仪，它是在管里固定中心杆18形成环空通道，管壁轴向上开条形孔镶入测试弧形板25，板上有通孔30，里壁上粘有过滤网、纸（24、23）；其中通孔30上有控制阀门8。防塌仪10是在图8表示的三轴应力防塌仪的胶环32之上、下有环形盖（35、34），与岩芯柱31间有环形槽镶入过滤网37，胶环32上有通孔33通过下环形盖34上孔道与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套36上有径向孔道通过外壳体上孔与体外连通。

上述固定中心杆的管可为一内径管，管壁轴向上可开有条形孔，其上镶入弧形板25后与该处中心筒为同径体；在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网，纸的轴向燕尾槽29；在防塌仪上盖上可装有加压螺栓38。

本实用新型相比上述现有技术有如下效果：动滤失仪的体较长，其壁上粘的过滤网、纸也较长，可比较真实的模拟井筒里动失水情况；防塌仪不但能测出防塌数据，还兼有测定动滤失的功能；上述测得的数据反映的规律和钻井液动滤失的理论相符，数据可靠，重现性好；还可和有关测试器配套使用，进行保护油气层试验研究和岩石力学试验研究。

图1是图2循环系统上动滤失仪9的全剖结构图；

图2是本动滤失仪的循环系统；

图3是图2上测试弧形板25轴向剖面图；

图4是图3的A——A剖面A向图；

图5是图1上弧形端板22示图；

图6是图5上B——B剖面图；

图7是图2上本防塌仪10全剖结构图；

图8是现有三轴应力防塌仪全剖结构图。

下面结合附图将对本实用新型作进一步说明：

由图2所示，由可加热的电动搅拌器1用管道连接阀门（2、6、7、12、13、14），螺杆泵4、管道加热器5和并联的动滤失仪9，防塌仪10及控制阀门（8、11），其中由调速电机3带动耐高压的螺杆泵4，在阀门（12、14）间接有增压器15，阀门（12、14）与阀门2、螺杆泵4间又接有管道28构成本实用新型用于测试的循环系统。其中动滤失仪9，它是在由工作筒20、连接管19、接头16螺纹连成较长管道里固定中心杆18，杆与管壁间形成环形通道，工作筒20管壁轴向上开有条形孔，孔里可镶入测试弧板25（如图1示）；板上有通孔30，为径向孔；弧形板25里壁上粘有过滤网、纸（24、23）；其中通孔30上有控制阀门8；管道两端通过连接头（17、27）与系统管道接通。防塌仪10，它是在三轴应力防塌仪（图8示）的胶环32之上、下套有环形盖（35、34）；胶环32与岩芯柱31间有环形凹槽，槽里粘接镶入多层过滤网37；胶环32体里有通孔33通过下环形盖34上孔与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套上有径向孔通过外壳上孔与体外连通。

上述固定中心杆18的管道可为一内径管，工作筒20管壁上可有条形孔，以便镶入弧形板25，镶入后与工作筒20管体为同径体；在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网、纸（24、23）的轴向燕尾槽29，如图4示；弧形板的两端用沉头螺钉固定弧形端板（22、26），图5示，并套有密封圈21。在防塌仪的上盖上安装有加压螺栓38。动滤失仪上可用卡具卡住弧形板25使其密封。

使用测试时，关闭循环系统上全部阀门，将待测钻井液灌入搅拌器1里，边搅拌边予热。如果用动滤失器9测定动滤失量，则打开阀门（6、12）（若用本防塌仪10测定动滤失量，则打开阀门（7、13）），再打开阀门（2、14），启动调速电动机3，由它拖动耐高压的螺杆泵4输送钻井液，钻井液按箭头指向循环，边排除循环管路内的气体，同时由管道加热器5升温。排完气后，使增压器15的活塞下行，吸入钻井液，吸满后关闭阀门（14、2），钻井液按实线箭头所指方向密闭循环并继续加热，当温度达到试验要求值时，停止加热。此时使增压器15的活塞上行，把吸入的钻井液注入密闭循环系统内，压力逐渐上升，达到试验要求值时，停止增压。循环系统的温度、压力由自动控制系统控制（略），循环系统的作用是使循环的钻井液具有可调的、稳定的压力、温度和流速流过动滤失仪9或防塌仪10。

由图4所示，弧形板（25）两端用沉头螺钉联接弧形端板（22、26）后，形成高度为（φ2－φ1）1／2的燕尾槽；在弧形板25的内表面形成了直径为φ2、园心角为α、长度为H的凹形弧面。当具有一定的温度、压力的钻井液由进口接头17流入环形空间，从出口接头27流出，打开阀门8，动滤失仪内外形成压差，在压差的作用下，钻井液在滤纸处产生径向渗滤，滤液经过过滤网汇集到弧形板25上小孔处，经孔流入电子天平上的容器里，即可称出钻井液的动滤失量，每隔一定时间，由自动记录系统打印、记录压力、温度、时间、动滤失量四个参数。

如用防塌仪测定动滤失量，把具有渗透率的岩芯31放置在胶环32内，胶环上孔33与阀门11连通。使防塌仪活塞上行，对岩芯31加轴向压力；同时经防塌仪外壳和环套36上的孔向胶环内腔注高压油，向岩芯加围压，待二种压力达到试验要求值时，停止加压，压力由自动控制系统控制（略），具有一定压力、温度、流速的钻井液经防塌仪中心孔循环时，打开阀11，防塌仪内、外间形成压差，钻井液通过岩芯向径向渗滤，滤液由阀11排出，经电子天平称量，并通过自动记录系统打印、记录有关参数。

Claims (4)

1、一种模拟测定钻井液滤失量的循环式钻井液动滤失仪，它由循环系统和动滤失仪构成，其特征：

a、循环系统上有加热的电动搅拌器1、阀门(2、6、7、12、13、14)、由调速电机3带动的螺杆泵4、加热器5和并联的动滤失仪9、防塌仪10及控制阀门(8、11)，在阀门(12、14)间接有增压器15、阀门(12、14)与阀2、螺杆泵4间又接有管道28；

b、动滤失仪9，它是在管道里固定中心杆18形成环形通道，管壁轴向上开有条形孔，孔里镶入测试弧形板25，板上有通孔30，里壁上粘有过滤网、纸(24、23)；其中通孔30上有控制阀门8；

c、防塌仪，它是在三轴应力防塌仪的胶环32之上、下有环形盖(35、34)；胶环32与岩芯柱31间有环形凹槽，槽里镶入过滤网37；胶环体有通孔33通过下环形盖34上孔与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套上有径向孔通过外壳体上孔与体外连通。

2、如权利要求1所述的动滤失仪，其特征：固定中心杆18的管可为一内径管。

3、如权利要求1所述的动滤失仪，其特征：在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网，纸（24，23）的轴向燕尾槽29，弧形板的两端可固定有弧形端板22和套有密封圈21。

4、如权利要求1所述的动滤失仪，其特征：在防塌仪上盖上可装有加压螺栓38。

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