NO172664B

NO172664B - APPARATUS AND PROCEDURE FOR TESTING CONCRETE / CEMENT MIXTURES

Info

Publication number: NO172664B
Application number: NO911009A
Authority: NO
Inventors: John Kenneth Jamth
Original assignee: Veba As
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1993-05-10
Also published as: NO172664C; NO911009L; NO911009D0

Description

Denne oppfinnelse vedrører et apparat til testing av betong/ sennentblandinger, hvor betong-/sementblandingsprøven under ihvertfall en del av testen, det vil si inntil størkning skjer, opptas i et hulrom som kan dannes av det indre av en fortrinnvis rørformet testbeholder som er plassert i et kammer, og hvor testapparatet videre omfatter henholdsvis er koplet til organ for å opprette og måle temperatur- og trykkforhold som forventes å opptre på betongens/sementblandingens anvendelsessted. Oppfinnelsen vedrører likeledes en fremgangsmåte til testing av betong/sementblandinger, hvor betong-/sementblandingsprøven anbringes i et hulrom, fortrinnsvis dannet av en rørformet testbeholder, under ihvertfall en del av testen, og hvor det opprettes og måles temperatur- og trykkforhold som i det minste delvis svarer til de forhold som kan forventes å opptre på betongens/sementblandingens tilsiktede anvendelsessted. This invention relates to an apparatus for testing concrete/cement mixtures, where the concrete/cement mixture sample during at least part of the test, i.e. until solidification takes place, is taken up in a cavity which can be formed by the interior of a preferably tubular test container which is placed in a chamber, and where the test apparatus further comprises, respectively, is connected to a device for creating and measuring temperature and pressure conditions that are expected to occur at the point of use of the concrete/cement mixture. The invention also relates to a method for testing concrete/cement mixtures, where the concrete/cement mixture sample is placed in a cavity, preferably formed by a tubular test container, during at least part of the test, and where temperature and pressure conditions are created and measured which at least partially corresponds to the conditions that can be expected to occur at the concrete/cement mixture's intended place of use.

NO-patentsøknad nr. 802201 omhandler en fremgangsmåte og et apparat for trykkfasthetstesting av sementoppslemmingsprø-ver. Derved benyttes det en innretning til generering av et ultralydsignal og en måleinnretning for registrering av ul-tralydsignalets gangtid gjennom prøven og for generering av et målesignal, hvorved man til slutt kommer frem til en opp-tegning av trykkfasthetssignaler. NO patent application no. 802201 deals with a method and an apparatus for compressive strength testing of cement slurry samples. Thereby, a device is used for generating an ultrasound signal and a measuring device for recording the ultrasound signal's travel time through the sample and for generating a measurement signal, whereby one finally arrives at a plot of compressive strength signals.

NO-utlegningsskrift nr. 154.506 omhandler en celle for akus-tisk å kontrollere settings- og herdingskarakteristika for sement. Ifølge dette utlegningsskrift er målekammeret utstyrt med tverrgående kanaler som hver inneholder en elek-troakustisk omformer. Denne kjente celle kan anvendes til kontroll av sement under betingelser med høye trykk og temperaturer. NO-explanation document no. 154,506 deals with a cell for acoustically checking the setting and hardening characteristics of cement. According to this specification, the measuring chamber is equipped with transverse channels, each of which contains an electro-acoustic converter. This known cell can be used to control cement under conditions of high pressure and temperature.

Denne celle som er kjent fra NO-utlegningsskrift nr. 154.506 muliggjør imidlertid ikke testing av gassgjennomtrengning gjennom sementprøven. However, this cell, which is known from NO-explanation document no. 154,506, does not enable testing of gas penetration through the cement sample.

Ifølge GB-1.501.323 varmes betongprøven opp i den hensikt å akselerere herdingen - ikke for å simulere temperatur-forholdene ved tilsiktet anvendelsessted for betongen. According to GB-1,501,323, the concrete sample is heated in order to accelerate the hardening - not to simulate the temperature conditions at the intended place of use for the concrete.

Ved en fremgangsmåte og et apparat ifølge US-4.425.810 ar-beider man under testingen med kontrollerbar/styrbar temperatur og trykk. Man tester så spesielle egenskaper (tetthet/ viskositet) hos boreslamsprøven. With a method and an apparatus according to US-4,425,810, one works during the testing with controllable/controllable temperature and pressure. Special properties (density/viscosity) of the drilling mud sample are then tested.

Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse er derfor å anvise en nytt apparat og en ny fremgangsmåte av den innled-ningsvis angitte art hvor ihvertfall størsteparten av de ovenfor beskrevne mangler og anvendelsesbegrensninger ved tradisjonell teknikk er helt avhjulpet eller i vesentlig grad redusert. A main purpose of the present invention is therefore to provide a new apparatus and a new method of the nature indicated at the outset, in which at any rate the majority of the above-described shortcomings and application limitations of traditional techniques are completely remedied or substantially reduced.

Ifølge oppfinnelsen er det således tatt sikte på å skaffe tilveie et apparat og en fremgangsmåte hvor betong/sementblanding - utover simulerte trykk- og temperaturforhold i henhold til kjent teknikk; jfr. eksempelvis NO utlegnings-skrif t nr. 154.506 - kan testes under forhold som i mange henseender simulerer de betingelser som betongen/sementblandingen forventes å bli utsatt for i forbindelse med forings-rørsementeringen i undersjøiske olje- og gassbrønner, samt According to the invention, the aim is thus to provide an apparatus and a method where concrete/cement mixture - beyond simulated pressure and temperature conditions according to known technology; cf. for example, NO design document no. 154,506 - can be tested under conditions that in many respects simulate the conditions to which the concrete/cement mixture is expected to be exposed in connection with the casing-pipe cementing in underwater oil and gas wells, as well as

avviks-, høyavviks- og horisontalbrønner. deviation, high deviation and horizontal wells.

Spesifikke formål for denne oppfinnelse er under testingen å muliggjøre opprettelse og måling av gassgjennomtrengning gjennom sementblandingsprøven. I tillegg skal man ved den foreliggende oppfinnelse ha anledning til å endre vinkelen på betongprøvesøylen (eksempelvis for å simulere forholdene ved avviksboring). Ifølge den foreliggende oppfinnelse skal man også kunne simulere poretrykk ved å injisere inn gass. Ifølge oppfinnelsen skal det dessuten kunne måles gassmengde inn i betongprøven uten at det foreligger 100% gassgjennom-strømning. Ifølge oppfinnelsen skal det enn videre mulig-gjøres opprettelse og måling av hydrostatisk trykk i betong-prøven. Ifølge den foreliggende oppfinnelse skal man likeledes ha anledning til å avkjøle betongprøven. Specific purpose of this invention is during the testing to enable creation and measurement of gas penetration through the cement mixture sample. In addition, with the present invention, one should have the opportunity to change the angle of the concrete test column (for example to simulate the conditions during deviation drilling). According to the present invention, it should also be possible to simulate pore pressure by injecting gas. According to the invention, it should also be possible to measure the amount of gas entering the concrete sample without there being 100% gas flow. According to the invention, it must also be possible to create and measure hydrostatic pressure in the concrete sample. According to the present invention, one must also have the opportunity to cool the concrete sample.

Oppfinnelsen hovedformål er realisert ved den kombinasjon av trekk som fremgår av etterfølgende selvstendige patentkrav. Underordnede, fordelaktige trekk er angitt i de uselvsten-dige patentkrav. The main purpose of the invention is realized by the combination of features that appear in subsequent independent patent claims. Subordinate, advantageous features are indicated in the independent patent claims.

Oppfinnelsen går i prinsippet ut på at røret med betong-prøven anbringes i et kammer som kan ha form av to sammen-henglede kammerhalvdeler, som muliggjør kammerets åpning og lukking. Kammeret er oppvarmbart (nedkjølbart) for å simulere varmen (kulden) i en undersjøisk brønn, eksempelvis til 100°C, og kan trykksettes for eksempel til det trykk som kan forventes i angjeldende brønn. Når dette trykk er opprettet, kan det ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilsettes et overtrykk (differensialtrykk), for derved å simulere en gasslekkasje fra reservoaret. Etterat testen er gjennomført, åpnes kammeret og betongprøven tas ut for nærmere analyse i laboratorium. Apparatet ifølge oppfinnelsen kan skråttstilles (stilles horisontalt) for derved å simulere spesielle forhold som gjør seg gjeldende ved avviks-brønner (horisontalbrønner). The principle of the invention is that the pipe with the concrete sample is placed in a chamber which can take the form of two hinged chamber halves, which enable the chamber to be opened and closed. The chamber can be heated (cooled) to simulate the heat (cold) in an underwater well, for example to 100°C, and can be pressurized, for example, to the pressure that can be expected in the relevant well. When this pressure has been created, according to the method according to the invention, an excess pressure (differential pressure) can be added, thereby simulating a gas leak from the reservoir. After the test has been completed, the chamber is opened and the concrete sample is taken out for further analysis in the laboratory. The apparatus according to the invention can be set at an angle (positioned horizontally) to thereby simulate special conditions that apply to deviation wells (horizontal wells).

Ifølge oppfinnelsen kan man arbeide med trykk i testkammeret på opptil 1.000 psi, og man vil kunne teste sementblandinger fra -5°C til +200°C. According to the invention, you can work with pressure in the test chamber of up to 1,000 psi, and you will be able to test cement mixtures from -5°C to +200°C.

Hydrostatisk trykk kan observeres under hele testperioden. Hydrostatisk trykk svarer til vekten av sementblandingen pluss eventuelt tilleggstrykk og kan måles ved hjelp av en veiecelle samt avleses på tilkoplet dataskjerm. Når sementblandingen størkner, blir den selvbærende, og det hydrostatiske trykk går da ned mot 0. Hydrostatic pressure can be observed during the entire test period. Hydrostatic pressure corresponds to the weight of the cement mixture plus any additional pressure and can be measured using a load cell and read on a connected computer screen. When the cement mixture solidifies, it becomes self-supporting, and the hydrostatic pressure then drops towards 0.

Det tilsatte differensialtrykk kan justeres fra 0-15 psi med en nøyaktighet på 0,02 psi. Differensialtrykkets stør-relse kan iakttas under hele testen. The added differential pressure can be adjusted from 0-15 psi with an accuracy of 0.02 psi. The size of the differential pressure can be observed during the entire test.

Testutstyret/-metoden ifølge oppfinnelsen muliggjør å måle hvor meget gass som eventuelt måtte ha kommet inn i sementblandingen. Dette er viktig fordi man da kan kalkulere hvor langt inn i betongsøylen gassen har trengt i de tilfeller hvor gassen ikke har penetrert igjennom hele søylen. Der hvor gassen eventuelt kan forventes å slå igjennom er det hensiktsmessig anordnet en måler, for derved å bringe på det rene om gjennomstrømningen har vært på 100% eller mindre. Ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan man for opprettelse av differensialtrykk tilføre et visst antall milli-liter gass, idet betongen senere tas ut for analyse. The test equipment/method according to the invention makes it possible to measure how much gas may have entered the cement mixture. This is important because you can then calculate how far into the concrete column the gas has penetrated in cases where the gas has not penetrated the entire column. Where the gas can possibly be expected to break through, a meter is suitably arranged, in order to make it clear whether the flow has been 100% or less. According to the method according to the invention, a certain number of milliliters of gas can be added to create a differential pressure, the concrete being later taken out for analysis.

Betydningen av å kunne sirkulere sementblandingen i overens-stemmelse med apparatet og fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse består i at man derved vil kunne simulere tidsforløpet ved innpumpingen av sementblandingen i borehullet. Betydningen av betongtesting under de temperatur- og sirkulasjonsforhold som råder i borehullet har blant annet tilknytning til den skjærspenning (klipping) som betongen utsettes for under pumping og som kan ha innvirkning på herdetiden. The importance of being able to circulate the cement mixture in accordance with the apparatus and method according to the present invention is that it will thereby be possible to simulate the passage of time when the cement mixture is pumped into the borehole. The importance of concrete testing under the temperature and circulation conditions that prevail in the borehole is, among other things, related to the shear stress (shear) that the concrete is exposed to during pumping and which can have an impact on the curing time.

Det nye apparat er i sin mest avanserte utførelsesform utformet og innrettet til å muliggjøre gjennomføring av en hel sementeringsoperasjon under simulerte forhold. In its most advanced form, the new apparatus is designed and arranged to enable the completion of an entire cementing operation under simulated conditions.

Før røret fylles med betong, kan man sirkulere igjennom fortrinnsvis oljebasert boreslam hvis ulike kjemikalier (ba-rytt, bentonitt) avleirer seg langs rørets innervegg. En slik avleiring kalles vanligvis filterkaken. Dessuten vil det ved oljebasert borevæske innerst langs rørveggen danne seg en fetthinne. Som følge av dette fettsjikt kan det dannes et mikro-ringrom, som i praksis er representert ved en tynn oljefilm mellom foringsrør og betong. Når dette er gjort, kan man pumpe inn en skillevæske, for derved å fjerne både filterkake og fetthinne. Ved denne fjerning tester man selvsagt skillevæskens egenskaper i forhold til den benyt-tede borevæske. Det er av avgjørende betydning å fjerne filterkake og fetthinne så fullstendig at betongens vedheftning til foringsrøret blir fullt ut tilfredsstillende. Ved util-strekkelig vedheftning foreligger det straks mulighet for at gass fra for eksempel en gasslomme får anledning til å unn-slippe via nevnte mikro-ringrom mellom rørvegg og tilstøt-ende sementblandingsflate. Under testen blir det benyttet de samme væsker (borevæske og skillevæske) som man tenker å bruke under de innledende trinn til den virkelige sementer-ingsoperas jon . Before the pipe is filled with concrete, preferably oil-based drilling mud can be circulated through if various chemicals (ba-ryte, bentonite) deposit along the inner wall of the pipe. Such a deposit is usually called the filter cake. In addition, with oil-based drilling fluid, a film of grease will form on the inside along the pipe wall. As a result of this fat layer, a micro-annular space can be formed, which in practice is represented by a thin oil film between the casing and concrete. Once this is done, a separating fluid can be pumped in, thereby removing both the filter cake and the fatty membrane. During this removal, one naturally tests the properties of the separating fluid in relation to the used drilling fluid. It is of crucial importance to remove the filter cake and grease film so completely that the adhesion of the concrete to the casing is fully satisfactory. In the event of insufficient adhesion, there is an immediate possibility that gas from, for example, a gas pocket will have the opportunity to escape via said micro-annular space between the pipe wall and the adjacent cement mixture surface. During the test, the same fluids (drilling fluid and separation fluid) are used that are intended to be used during the initial steps of the real cementing operation.

Det kan være formålstjenlig å lagre samtlige informasjoner som erfaringsdata, for på basis av disse eventuelt oppdater-te data å forbedre de ulike sammenblandingers beskaffenhet. Eksempler på slike viktige data er sementblandingens herde-tid, dens temperatur under testen, gassmengde inn og/eller ut av prøvestykket, hydrostatisk trykk og differensialtrykk. It may be expedient to store all information as experience data, in order to improve the nature of the various mixtures on the basis of this possibly updated data. Examples of such important data are the cement mixture's setting time, its temperature during the test, amount of gas entering and/or exiting the test piece, hydrostatic pressure and differential pressure.

Disse informasjoner kan man benytte til å optimalisere de ulike sementblandinger som skal brukes til sementering av foringsrør i undersjøiske olje- og gassbrønner, over et meget vidstrakt reservoar-temperaturområde og under sterkt avvikende trykkforhold. Erfaringsdataene kan blant annet komme til nytte i rent forskningsøyemed, idet det i denne forbindelse kan nevnes at gassmigrasjon i sementblandinger, spesielt ved temperaturer over 100°C, er lite utforsket. This information can be used to optimize the various cement mixtures to be used for cementing casings in subsea oil and gas wells, over a very wide reservoir temperature range and under strongly deviating pressure conditions. The empirical data can, among other things, be useful for purely research purposes, as in this connection it can be mentioned that gas migration in cement mixtures, especially at temperatures above 100°C, has been little explored.

Ved bruk av et testapparat hvis konstruktive oppbygning vil bli forklart senere i forbindelse med beskrivelsens spesielle del, omfatter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i store trekk følgende arbeidsoperasjoner i rekkefølge: (i) borevæske sirkuleres gjennom det tomme betong-opptagende beholderrør inntil det på rørinnerveggen har bygget seg opp en passende filterkake, for eksempel i én time; (ii) borevæske-sirkulasjonen erstattes med for eksempel én omgangs sirkulering av skillevæske som derved fortrenger filterkaken; sementblanding sirkuleres for å simulere pumpetids-forløpet ved en aktuell operasjon, idet sementblandingen kan sirkuleres i for eksempel 1-6 timer da blandingens beskaffenhet deretter vil være tilnærmelsesvis slik den vil være i praktisk bruk; hvilken sirkulasjon innebærer at sementblandingen blir utsatt for skjærspenninger, slik den blir når den passerer gjennom pumper, rør, bend og lignende, slik at testapparatet og -fremgangsmåten skaper forhold som simulerer sementblandingens ferd gjennom borerørstrengen, hvor den utsettes for skjærkrefter ved sin kontakt med rør-strengveggen, mot ventiler og lignende; (iii) hvoretter sementblandingens nivå i beholderrøret justeres slik at nevnte nivå bli liggende ca. 10 cm fra rørets øvre parti, hvoretter betongpumpene stanses; (iv) hvoretter testapparatet trykksettes, for eksempel til 1000 psi, ved å lede inn gass over og under betongsøylen (som ikke nødvendigvis be-høver å være vertikal men kan danne en vilkårlig vinkel med vertikalt, for prøvning av betong for sementering av foringsrør i awiksbrønner/horisontalbrønner); (v) hvoretter man oppretter et differensialtrykk i sider i kammerveggen, hvorved det ekstra trykk som stammer fra et reservoar under virkelige operasjoner, simuleres, idet et filter kan være anordnet for å fordele gassen omkring betongprøven i 3 60°; When using a test device whose constructive structure will be explained later in connection with the special part of the description, the method according to the invention broadly comprises the following work operations in order: (i) drilling fluid is circulated through the empty concrete-absorbing container pipe until it has built up on the pipe inner wall up a suitable filter cake, for example for one hour; (ii) the drilling fluid circulation is replaced with, for example, one cycle of separation fluid which thereby displaces the filter cake; cement mixture is circulated to simulate the course of pumping time in a current operation, as the cement mixture can be circulated for, for example, 1-6 hours as the nature of the mixture will then be approximately as it will be in practical use; which circulation means that the cement mixture is exposed to shear stresses, as it is when it passes through pumps, pipes, bends and the like, so that the test apparatus and method create conditions that simulate the cement mixture's journey through the drill pipe string, where it is exposed to shear forces when it comes into contact with pipes - the string wall, against valves and the like; (iii) after which the level of the cement mixture in the container tube is adjusted so that said level remains approx. 10 cm from the upper part of the pipe, after which the concrete pumps are stopped; (iv) after which the test apparatus is pressurized, for example to 1000 psi, by introducing gas above and below the concrete column (which need not necessarily be vertical but may form an arbitrary angle with vertical, for testing concrete for cementing casing in awikswells/horizontal wells); (v) after which a differential pressure is created in the sides of the chamber wall, whereby the additional pressure originating from a reservoir during real operations is simulated, a filter may be arranged to distribute the gas around the concrete sample at 3 60°;

(vi) hvorunder olje blir sirkulert i kammeret for å varme opp kappen (vi) during which oil is circulated in the chamber to heat the jacket

Oppvarmingsoljen varmer opp kappen i ønsket tid, det vil si inntil sementblandingen har størknet, eksempelvis 5-12 timer, hvoretter kammeret åpnes og betongprøven tas ut for analyse. The heating oil heats the casing for the required time, that is until the cement mixture has solidified, for example 5-12 hours, after which the chamber is opened and the concrete sample is taken out for analysis.

Et eksempel på en utførelsesform av et testapparat ifølge oppfinnelsen forklares nærmere i det etterfølgende under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom testkammeret med tilknyttet utstyr; apparatur til sirkulering av sementblanding, borevæske og skillevæske er sløyfet for oversiktens skyld og fordi slik apparatur formentlig ikke behøver å illustrer-es særskilt, idet det i hvert enkelt tilfelle kun er tale om en enkel sirkuleringsprosess i lukket kretsløp før sementblandingen etc. blir tilført testapparatet; Fig. 2 viser, i samme målestokk som fig. 1, et sideriss, delvis gjennomskåret etter linjen II-II i fig. 3; Fig. 3 viser et radialsnitt etter linjen III-III i fig. 1 i omtrent dobbelt så stor målestokk som i fig. 1 og 2. An example of an embodiment of a test apparatus according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows an axial section through the test chamber with associated equipment; apparatus for circulating cement mixture, drilling fluid and separating fluid is omitted for the sake of overview and because such apparatus probably does not need to be illustrated separately, since in each individual case it is only a simple circulation process in a closed circuit before the cement mixture etc. is supplied to the test apparatus ; Fig. 2 shows, on the same scale as fig. 1, a side view, partially cut through along the line II-II in fig. 3; Fig. 3 shows a radial section along the line III-III in fig. 1 in approximately twice the scale as in fig. 1 and 2.

Ifølge tegningene omfatter et testkammer som inngår i et apparat for testing av betong til bruk ved sementering av foringsrør i undersjøiske olje- eller gassbrønner, to halv-sylindriske veggdeler 1,1' som er hengslet sammen ved hjelp av hengsler 2 for åpning og lukking av testkammeret 1,1' . Kammerveggene er utformet som dobbeltvegger, og i mellomrom-mene melom enkeltkappene er anbragt isolasjonsmateriale 3. Diametralt motsatt hengslene 2 er de ytre kammerkapper 1,1' forsynt med samvirkende koplingsorganer 4 hvis inngrep kan sikres utløsbart ved hjelp av en låsebolt eller lignende, ikke vist. According to the drawings, a test chamber which forms part of an apparatus for testing concrete for use in the cementing of casing in subsea oil or gas wells comprises two semi-cylindrical wall parts 1, 1' which are hinged together by means of hinges 2 for opening and closing the test chamber 1.1' . The chamber walls are designed as double walls, and insulating material 3 is placed in the spaces between the individual casings. Diametrically opposite the hinges 2, the outer chamber casings 1,1' are provided with cooperating coupling means 4 whose engagement can be secured releasably by means of a locking bolt or the like, not shown .

Kammerveggenes indre enkeltkapper er ved hver aksial ende tilbøyd slik at den for øvrig konsentriske dobbeltvegg der får noe mindre tykkelse. En slik utforming er hensiktsmessig blant annet for innpasning av endelokk på et indre rør som blir omtalt senere. Et antall langsgående rør 5 er innpasset i det ringromformede mellomrom mellom indre kammerkappe og tilstøtende vegg av monteringspartier av hengslene 2 og kop-lingsorganene 4. The inner single layers of the chamber walls are bent at each axial end so that the otherwise concentric double wall gets somewhat less thickness there. Such a design is suitable, among other things, for fitting an end cap onto an inner tube, which will be discussed later. A number of longitudinal tubes 5 are fitted into the annular space between the inner chamber casing and the adjacent wall of the mounting parts of the hinges 2 and the coupling members 4.

Henvisningstallet 6 betegner selve testrøret, det vil si det rør hvori sementblandingen som skal testes, blir fylt og underkastet varme/kuldepåvirkning, trykkpåvirkning, her-under differensialtrykkpåvirkning etc. og som på forhånd vil kunne være påvirket fra sirkulert borevæske og skillevæske, for å undersøke hvorvidt disse er forenelige. The reference number 6 denotes the test tube itself, that is, the tube in which the cement mixture to be tested is filled and subjected to heat/cold influence, pressure influence, here-under differential pressure influence, etc. and which may be influenced in advance from circulated drilling fluid and separation fluid, in order to investigate whether these are compatible.

Isolasjonen 3 tjener til å varmeisolere rørene 5, som er utformet for sirkulerende varme- eller kuldemedium, for eksempel varm olje, for å bringe testrøret 6 opp/ned på ønsket temperatur, for eksempel 100°C, svarende til en nokså normal reservoartemperatur. The insulation 3 serves to thermally insulate the tubes 5, which are designed for circulating heating or cooling medium, for example hot oil, to bring the test tube 6 up/down to the desired temperature, for example 100°C, corresponding to a fairly normal reservoir temperature.

Olje eller annet varme/kuldemedium blir pumpet inn i og Oil or other heat/cooling medium is pumped into and

gjennom oppvarmings/avkjølingsrørene 5 via et nedre, radialt rettet tilførselsrør 7 som munner ut i en manifold 8 i test-kammerets 1,1' nederste endeparti. Anordningen kan eksempelvis være slik at varme/kuldemediet blir pumpet inn via røret 7 og den nedre manifold 8 og derfra opp gjennom rørene 5 i through the heating/cooling pipes 5 via a lower, radially directed supply pipe 7 which opens into a manifold 8 in the lower end part of the test chamber 1.1'. The device can, for example, be such that the heat/cooling medium is pumped in via the pipe 7 and the lower manifold 8 and from there up through the pipes 5 in

den venstre halvpart 1' av testkammeret 1,1', for ved sist-nevntes øvre ende å bli overført til en øvre manifold 9, hvorfra varme/kuldemediet via et fleksibelt slangestykke 10 havner i en ytterligere manifold 11 som står i forbindelse the left half part 1' of the test chamber 1, 1', to be transferred at the last-mentioned upper end to an upper manifold 9, from which the heat/cooling medium via a flexible piece of hose 10 ends up in a further manifold 11 which is connected

med de øvre ender av rørene 5 i kammerets høyre halvpart 1. Etter så å ha strømmet nedover sistnevnte gruppe av rør 5, passerer varme/kuldemediet en ytterligere nedre manifold 12 og derfra via et rør 13 til en ikke vist pumpe. with the upper ends of the pipes 5 in the right half of the chamber 1. After then flowing down the latter group of pipes 5, the heat/cooling medium passes a further lower manifold 12 and from there via a pipe 13 to a pump not shown.

Det er benyttet et fleksibelt slangestykke 10 for å mulig-gjøre kammerhalvdelenes 1 og 1<1> svingning i forhold til hverandre ved hjelp av hengslene 2. A flexible piece of hose 10 has been used to enable the chamber halves 1 and 1<1> to oscillate in relation to each other by means of the hinges 2.

Når således testkammerhalvdelene 1,1' befinner seg i opp-svingt stilling, ikke vist, kan testrøret 6 settes inn i kammeret. Thus, when the test chamber halves 1, 1' are in an upturned position, not shown, the test tube 6 can be inserted into the chamber.

Testrøret 6 er forsynt med påskrudde endehetter 14,14' . I den nedre endehette 14 er det plassert en veiecelle 15 som er innrettet til å anvise det hydrostatiske trykk i test-røret /kammeret . The test tube 6 is provided with screwed-on end caps 14, 14'. In the lower end cap 14, a weighing cell 15 is placed which is designed to indicate the hydrostatic pressure in the test tube/chamber.

Testrørets 6 nedre endehette 14 har to aksialt gjennomgående boringer tilknyttet hver sin rørledning/slange 16,16' som utgjør to innløp til testrøret. Testrørets 6 øvre endehette 14' er utformet på tilsvarende måte, og 17 og 17' betegner testrørets to utløp. The lower end cap 14 of the test tube 6 has two axially continuous bores connected to each of the pipelines/hose 16, 16' which form two inlets to the test tube. The upper end cap 14' of the test tube 6 is designed in a similar way, and 17 and 17' denote the two outlets of the test tube.

Boreslam, skillevæske og sementblanding kan nå sirkuleres gjennom testrøret 6 via innløpet 16 og utløpet 17. Drilling mud, separating fluid and cement mixture can now be circulated through the test pipe 6 via the inlet 16 and the outlet 17.

Gjennom innløpet 16' innledes gass for å sette røret 6 under trykk, og gass som eventuelt måtte ha migrert gjennom betongen i testrøret 6, kan avleses på en ikke vist måler koplet til utløpet 17' . Gas is introduced through the inlet 16' to pressurize the pipe 6, and gas that may have migrated through the concrete in the test pipe 6 can be read on a meter (not shown) connected to the outlet 17'.

Radialtrettede kanaler 18,18' som strekker seg igjennom den doble kammervegg, tjener til tilførsel av gass for opprettelse av et overtrykk (differensialtrykk). Henvisningstallet 19 betegner et filter som har til oppgave å fordele dette overtrykket 360° omkring betongprøvestykket. Et slikt trykkfordelingsfilter er ikke kritisk for oppfinnelsens funksjon, men utgjør ikke desto mindre et fordelaktig trekk som bidrar til å forbedre testresultatenes nøyaktighets-grad . Radially directed channels 18, 18' which extend through the double chamber wall serve to supply gas to create an overpressure (differential pressure). The reference number 19 denotes a filter whose task is to distribute this excess pressure 360° around the concrete test piece. Such a pressure distribution filter is not critical to the function of the invention, but nevertheless constitutes an advantageous feature which contributes to improving the degree of accuracy of the test results.

Testapparatet ifølge oppfinnelsen vil være utstyrt med temperatur-angivende instrument for den testede betongs temperatur; måleinstrument for måling og angivelse av gassmengde inn i/ut av betongprøven; trykk-angivende instrument for måling og angivelse av hovedtrykk (det vil si minus differensialtrykk) på betongprøven, eksempelvis 1000 psi; måleinstrument til måling av hydrostatisk trykk, for eksempel den viste veiecelle 15; trykk-angivende måleinstrument for måling og angivelse av differensialtrykk (opprettet gjennom gass tilført via de radiale kanaler 18,18'). The test apparatus according to the invention will be equipped with a temperature indicating instrument for the tested concrete's temperature; measuring instrument for measuring and indicating the amount of gas in/out of the concrete sample; pressure-indicating instrument for measuring and indicating main pressure (that is minus differential pressure) on the concrete sample, for example 1000 psi; measuring instrument for measuring hydrostatic pressure, for example the load cell 15 shown; pressure-indicating measuring instrument for measuring and indicating differential pressure (created through gas supplied via the radial channels 18,18').

Claims

1. Apparatus for testing concrete/cement mixtures, where the concrete/cement mixture sample during at least part of the test, i.e. until solidification takes place, is taken up in a cavity which can be formed by the interior of a preferably tubular test container (6) which is placed in a chamber (1,1'), and where the test apparatus further comprises, respectively, is connected to a device for creating and for measuring temperature and pressure conditions that at least partially correspond to the conditions that are expected to occur at the concrete/cement mixture's intended place of use , characterized in that said chamber/test container (l,l'/6) is provided with an inlet (18, 18') for a separate gas supply, with the intention of creating a differential pressure which can essentially be considered to simulate, for example, the extra pressure which is caused by a gas leak that can be expected to occur at the intended place of use of the tested concrete/cement mixture, as the device is equipped with a connected measuring instrument designed to measure gas blended into or out of the concrete/cement mixture sample and measuring instrument arranged to measure said differential pressure.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said tubular test container (6) is internally equipped with a weighing cell (15) for measuring the hydrostatic pressure to which the concrete/cement mixture sample is subjected during the test.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, equipped with a heating/cooling device for regulating the temperature in the test container, characterized in that said heating/cooling device consists of a number of axially running peripherally in said chamber (1,1') cavity arranged tubes (5) for a flowing heating/cooling medium, and that said cavity's central part which is delimited radially within the tubes (5) is reserved for the reception of the tubular test container (6).

4. Apparatus according to one or more of claims 1-3, characterized in that said chamber consists of two interconnected (2) cylindrical halves (1, 1') which can thus be swung for opening and closing the chamber, with the aim of ensuring simple removal of the test container (6) after the various measurements in the test apparatus itself have been carried out.

5. Apparatus according to one or more of claims 1-4, characterized in that the tubular test container (6) whose main body consists of a tight tube wall, is provided with end caps (14, 14') at each end, and that one end cap ( 14) has two through bores each connected to its own supply line (16, 16'), one (16') for supply of gas to create desired pressure conditions and for migration through the concrete/cement mixture sample and one (16) for supply and possibly circulation of cement mixture/drilling fluid/separating fluid, and that the other end cap (14') is designed with two outlets (17, 17'), one (17) for gas and one (17') for circulated cement mixture/drilling fluid/separating fluid, the outlet (17) for gas is connected to a measuring instrument for measuring the amount of gas that may have migrated through the concrete/cement mixture sample.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the chamber (1,1') is arranged to pivot about a transverse horizontal axis, so that the chamber (1,1') with the tubular test container (6) can be tilted respectively are placed perpendicular to the vertical plane, with the intention of simulating cementing conditions, for example for cementing casing in deviation or horizontal wells.

7. Procedure for testing concrete/cement mixtures, where the concrete/cement mixture sample is placed in a cavity, preferably formed by a tubular test container (6), during at least part of the test, and where temperature and pressure conditions are created and measured that at least partially correspond to the conditions that can be expected to occur at the intended place of use of the concrete/cement mixture, characterized by that the concrete/cement mixture is circulated through said cavity which is ensured to be filled with concrete/cement mixture before the actual test begins, and that the level of the concrete/cement mixture in the cavity is adjusted so that a certain distance is created to the upper end of the cavity, after which the cavity (6) on i and in a manner known per se is placed under a pressure and/or a temperature which essentially simulates the general pressure/temperature conditions at the intended place of use for the concrete/cement mixture, as gas is introduced above and below the concrete/cement mixture sample, after which a differential pressure by introducing gas radially in relation to the longitudinal axis of the cavity.

8. Method according to claim 7, characterized in that before the concrete/cement mixture is pumped into said cavity (6), drilling fluid and then separating fluid are pumped into the cavity (6), which fluids are circulated through the cavity, so that the drilling fluid is circulated until it has left a filter cake and an internal, micro-annulus-forming fatty membrane on the wall that delimits the cavity, while the separating liquid is circulated until the removal of the filter cake and fatty membrane is considered satisfactory.