CN2884196Y - 高温高压钻井液密度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于油气田钻井作业中，高温高压钻井液密度测量装置。它可评价井下不同温度和液柱压力对钻井液密度产生的影响，为钻井设计和施工提供依据。其特征是：活塞组件置入釜体中，釜体上盖装有溢流调压阀及进压阀；釜体上盖的中心圆环孔的中间开有二道O型密封环，在活塞圆环表面上嵌有O型密封环；在活塞杆顶部安装有活塞顶帽、限位装置及千分表；在釜体下盖上装有排液阀，下盖用螺栓与釜体下端联接；釜体置入油浴温箱中，温箱内装有加热套、加热油腔、隔热保温层，箱体上盖装有电加热器、控温传感器及温度控制器。本装置可模拟井下高温高压状态下，测量各种钻井液在不同温度、压力状态下的密度及性能。

Description

高温高压钻井液密度测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于油气田钻井作业中，模拟地层高温高压状态下，测量钻井液密度的装置，属于钻井液性能测量仪器。
背景技术
目前，国内在油气田钻井过程中采用地面测量的钻井液密度，作为井下钻井液的密度来计算。它忽视了井底高温、高压对钻井液密度、性能的影响；从而导致在窄安全密度窗口井段钻井时安全密度窗口被突破。造成井下复杂情况的发生，引起井喷、井漏、井塌等重大事故，甚至引起重大的人生伤亡事故，给企业带来巨大的经济损失。由于钻井液的液柱压力都是随着油气井的深度增加而增加，根据不同深度带来的压力、温度对钻井液密度的影响显得尤为重要。建立在高温高压条件下钻井液密度的测量装置、评价温度梯度和压力对钻井液密度的影响，以及不同钻井液体系的高温高压性能对钻井液密度的影响，作出定量的测量是目前油气田深井钻井作业中急待解决的关键技术难题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种高温高压钻井液密度测量装置，它可在不同温度即常温至300℃、压力为零到50MPa的范围内，模拟井下不同地层的钻井液密度及不同钻井液体系的高温高压性能对钻井液密度的影响作出定量的测量；同时可评价井下不同温度梯度环境对钻井液密度及液柱压力对钻井液密度产生的影响，从而为钻井工程设计和施工提供可靠的科学依据。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温高压钻井液密度测量装置，主要是由高压釜体、活塞及活塞组件、釜体上、下盖、油浴温箱组成，其技术特征是：将活塞及活塞组件5置入高压釜体1中，装上高压釜体上盖2，在高压釜体上盖2中安装有溢流调压阀3及进压阀4，高压釜体上盖2与高压釜体1采用紧固螺栓16联结；釜体上盖2的中心园环孔的中间开有二道密封园环凹槽嵌入O型硅橡胶制成的O形密封圈8，在活塞5园环表面上开有凹槽嵌入用硅橡胶制成的O型密封圈12；在活塞杆5顶部安装有活塞顶帽7，在活塞顶帽7与高压釜体上盖2的上端面装有限位装置6，在活塞顶帽7的上端面装有千分表9，活塞组件5能在高压釜体1中沿轴向运移；高压釜体下盖10用紧固螺栓16与高压釜体1的下端联接，在高压釜体下盖10上装有排液阀11；在釜体1的周围为油浴温箱，温箱内装有加热套13，加热油腔14，隔热保温层20，在加热箱体上盖15上装有电加热器17，控温传感器18及温度控制器19。加热油腔14内装有HG-72H合成汽缸油为加热介质，隔热层中加入石棉材料。在釜体上盖2装有一个进压阀4，采用压力泵通过进压阀4将液压油泵入高温高压釜体1上部的油腔内，对釜体内的活塞施加压力，同时在釜体上盖2顶部装有0～50MPa的液体压力表9，测定釜体1上部油腔内的压力；同时在釜体上盖2安装一个溢流调压阀3，按所设定的压力来控制釜体内油腔的压力，在釜体上盖2上面安装的限位装置6是用来控制釜体内被测钻井液体积。
本实用新型的有益效果是：本装置可模拟在井下高温高压状态下，测定各种不同类型钻井液在不同温度，不同压力状态下的密度及性能，为防止在井下发生井喷、井漏、井塌等复杂情况提供一个定量的评价手段。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图为本实用新型高温高压钻井液密度测量装置的结构示意图。图中：1、高压釜体，2、高压釜体上盖，3，溢流调压阀，4、进压阀，5、活塞组件，6、限位装置，7、活塞杆顶帽，8、釜体上盖密封环，9、千分表、即液体压力表，10、高压釜体下盖，11、排液阀，12、活塞密封环，13、加热套，14、加热油腔，15、加热箱体上盖，16、紧固螺栓，17、电加热器，18、控温传感器，19、温度控制器，20、隔热保温层。
具体实施方式
按照附图所示进行安装后，先将高压釜体下盖10打开，把被测量的钻井液放入高压釜体1的下部，再将高压釜体下盖10与高压釜体1用紧固螺栓16联接。将高压釜体下盖10上的排液阀11旋开，再旋开活塞杆顶帽7，装上限位装置6，然后将活塞杆顶帽7旋紧。将进压阀4打开施加一定预压力；将泵入液压油注入高压釜体1的上部储油腔中，在一定压力条件下驱动活塞组件5向下运移，当运移到与限位装置6接触时即可停止泵入；然后旋紧高压釜体下盖10上的排液阀11，此时被测钻井液的容量与常温常压密度计测量时的容量保持完全一致，读取常温常压时钻井液的密度，为该装置的密度。随后将活塞顶帽7旋开，取出限位装置6后再旋紧活塞顶帽7。将高压釜体1放入加热箱体的加热套13中，再在加热套外壁的加热油腔14中加入适量的合成汽缸油(HG-72H)；在加热油腔14外壁与加热箱体的外壳之间的隔热保温层20，填充石棉材料隔热保温。接通电源，按测量所需温度调整温度控制器19，此时开始加热，当温度达到所设置的温度时即自动恒温。将千分表9的触头与活塞杆顶帽7的上平面接触，并调整到中间位置为零点。将溢流调压阀3调整到测量所需的压力；打开进压阀4，泵入液压油至高压釜体1的上部，对活塞施加压力；压力大小由装在液压泵上的液压表监测，当达到所需压力时即停止。这样被测量的钻井液在模拟一定的温度、压力状态下的体积膨胀或压缩的活塞的运移量通过千分表9来读取。根据单位体积物质的质量为密度的原理，通过在一定温度和压力变化条件下的体积变化计算处理就能知道该钻井液在所设定的高温高压状态下的密度。

Claims (3)

1、一种高温高压钻井液密度测量装置，主要是由高压釜体、活塞及活塞组件，釜体上、下盖、油浴温箱组成，其特征是：活塞及活塞组件(5)置入高压釜体(1)中，装入高压釜体上盖(2)，在高压釜体上盖(2)上安装有溢流调压阀(3)及进压阀(4)，高压釜体上盖(2)与高压釜体(1)采用紧固螺栓(16)联接；釜体上盖(2)的中心园环孔的中间开有二道密封园环凹槽嵌入O型硅橡胶制成的O型密封环(8)，在活塞杆(5)联接的活塞园环表面上开有凹槽嵌入用硅橡胶制成的O型密封环(12)；在活塞杆(5)顶部安装有活塞顶帽(7)，在活塞顶帽(7)与高压釜体上盖(2)的上端面装有限位装置(6)，在活塞顶帽(7)的上端面装有千分表(9)，活塞组件(5)能在高压釜体(1)中沿轴向运移；高压釜体下盖(10)用紧固螺栓(16)与高压釜体(1)的下端联接，在高压釜体下盖(10)上装有排液阀(11)；在釜体(1)的周围为油浴温箱，温箱内装有加热套(13)、加热油腔(14)、隔热保温层(20)，在加热箱体上盖(15)上装有电加热器(17)、控温传感器(18)及温度控制器(19)。
2、根据权利要求1所述的高温高压钻井液密度测量装置，其特征是：加热油腔内装有HG-72H合成汽缸油为加热介质，隔热保温层中加入石棉材料。
3、根据权利要求1所述的高温高压钻井液密度测量装置，其特征是：采用压力泵通过进压阀将液压油泵入高压釜体上部的油腔内，对釜体内的活塞施加压力。
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