RU2680274C1 - Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей - Google Patents
Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680274C1 RU2680274C1 RU2018102671A RU2018102671A RU2680274C1 RU 2680274 C1 RU2680274 C1 RU 2680274C1 RU 2018102671 A RU2018102671 A RU 2018102671A RU 2018102671 A RU2018102671 A RU 2018102671A RU 2680274 C1 RU2680274 C1 RU 2680274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clay
- transparent vessel
- sample holder
- drive shaft
- fixed
- Prior art date
Links
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для оценки смывающей способности буферных жидкостей при проведении мероприятий по удалению глинистой корки и может быть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей содержит прозрачный сосуд, заполненный исследуемым составом буферной жидкости, цилиндрический прободержатель, в нижней части которого выполнена горизонтальная выемка в форме диска, электродвигатель, ведомый и ведущий шкивы, связанные ременной передачей. В горизонтальную выемку помещен глинистый образец, имитирующий по толщине и составу глинистую корку, образованную на стенках исследуемой скважины. Ведущий шкив, расположен на выходном конце вала электродвигателя. Ведомый шкив, расположен на вертикальном приводном валу, на нижней части которого закреплен упомянутый прободержатель. Приводной вал закреплен в верхнем кронштейне и установлен соосно с прозрачным сосудом, закрепленным в нижнем кронштейне. Приводной вал и прозрачный сосуд установлены таким образом, чтобы цилиндрический прободержатель был расположен внутри прозрачного сосуда. Технический результат - повышение эффективности исследования буферных жидкостей для определения оценки их смывающей способности при проведении удаления глинистой корки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к установкам для оценки смывающей способности буферных жидкостей при проведении мероприятий по удалению глинистой корки, образовавшейся на стенках скважины и может быть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин на нефтегазовой месторождениях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является установка для исследования буферных жидкостей, содержащая вращающуюся герметичную рабочую камеру, закрепленную на вращающемся шкиве, соединенном ременной передачей с другим шкивом, фильтр, установленный в камере на неподвижной стойке, которая имеет каналы для фильтра и термодатчика и снабжена люминесцентным устройством (см. а.с. SU 989046, Е21В 33/138, опубл. 15.01.1983).
Недостатками упомянутой выше известной установки являются ее невысокие функциональные возможности, поскольку она определяет время смыва только рыхлой части глинистой корки, сформированная глинистая корка на фильтре не соответствует условиям ее формирования на стенках скважины в промысловых условиях, а также не позволяет оценить физико-химическое воздействие буферной жидкости на более плотную часть глинистой корки.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание эффективной установки для оценки смывающей способности буферных жидкостей.
Техническим результатом, на который направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности исследования буферных жидкостей для определения оценки их смывающей способности при проведении удаления глинистой корки, образовавшейся на стенках скважины, что повысит надежность и долговечность крепления скважин при их строительстве и эксплуатации на месторождениях и подземных хранилищах газа.
Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей содержит прозрачный сосуд, заполненный исследуемым составом буферной жидкости, цилиндрический прободержатель, в нижней части которого выполнена горизонтальная выемка в форме диска, электродвигатель, ведомый и ведущий шкивы, связанные ременной передачей, а также верхний и нижний кронштейны, зафиксированные на стойке, при этом в горизонтальную выемку прободержателя помещен глинистый образец, имитирующий по толщине и составу глинистую корку, образованную на стенках исследуемой скважины, ведущий шкив расположен на выходном конце вала электродвигателя, ведомый шкив расположен на вертикальном приводном валу, на нижней части которого закреплен упомянутый прободержатель, приводной вал закреплен в верхнем кронштейне и установлен соосно с прозрачным сосудом, закрепленным в нижнем кронштейне, причем приводной вал и прозрачный сосуд установлены таким образом чтобы прободержатель был расположен внутри прозрачного сосуда.
Глинистая корка ухудшает сцепление цементного камня с породой и, оставаясь между ними, является причиной образования каналов, по которым вода прорывается в скважину через фильтры нефтяной части пласта. Конструкция заявленной установки позволяет осуществить выбор эффективного состава буферной жидкости для удаления глинистой корки со стенок скважины и обеспечить тем самым надежное сцепление цементного камня с горными породами и увеличение герметичности контакта: цементный камень - обсадная труба.
Заявленное изобретение поясняется чертежом.
На чертеже показан общий вид установки для оценки смывающей способности буферных жидкостей.
На чертеже обозначены следующие элементы установки: металлическая опора 1, электродвигатель 2, штифт 3, вал 4 рабочего колеса электродвигателя 2, ведущий шкив 5, ременная передача 6, накидная гайка 7, первая пружинная шайба 8, ведомый шкив 9, стопорное кольцо 10, подшипник 11, верхний кронштейн 12, приводной вал 13, цилиндрический прободержатель 14 с глинистым образцом 15, прозрачный сосуд 16, исследуемый состав буферной жидкости 17, нижний кронштейн 18, металлическая стойка 19, гайка 20, вторая пружинная шайба 21, первый крепежный болт 22 и второй крепежный болт 23.
Заявленная установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей имеет узел для моделирования работы буферной жидкости при образовании в скважине глинистой корки и узел создания крутящего момента.
Узел моделирования работы буферной жидкости состоит из прозрачного сосуда 16, в который заливается исследуемый состав буферной жидкости 17, а также из цилиндрического прободержателя 14, в нижней части которого выполнена горизонтальная выемка в форме диска. В горизонтальную выемку цилиндрического прободержателя 14 помещен глинистый образец 15, имитирующий по толщине и составу глинистую корку, образованную на стенках исследуемой скважины. В верхней части цилиндрический прободержатель 14 имеет патрубок с резьбой или элементы крепления для соединения с приводным валом 13.
Прозрачный сосуд 16 установлен в нижнем кронштейне 18, который зафиксирован на металлической стойке 19 с помощью второго крепежного болта 23. Прозрачный сосуд 16 может быть выполнен из оргстекла или другого прочного и прозрачного материала.
Узел создания крутящего момента включает в себя электродвигатель 2, ведущий шкив 5 и ведомый шкив 9.
Ведомый шкив 9 ременной передачей 6 связан с ведущим шкивом 5, установленном на выходном конце вертикального вала 4 рабочего колеса электродвигателя 2.
Электродвигатель 2 установлен на металлическую опору 1 и выполнен трехскоростным с числом оборотов n=750-1500-3000 об/мин. Крепление ведущего шкива 5 на валу 4 осуществляется с помощью штифта 3.
Ведомый шкив 9 расположен на вертикальном приводном валу 13. На нижней части приводного вала 13 закреплен посредством резьбового соединения или элементов крепления цилиндрический прободержатель 14 с глинистым образцом 15.
Приводной вал 13 с закрепленным на нем подшипником 11 установлен в верхнем кронштейне 12 и зафиксирован в нем стопорным кольцом 10. Приводной вал 13 установлен соосно с прозрачным сосудом 16.
Приводной вал 13 и прозрачный сосуд 16 установлены таким образом, чтобы цилиндрический прободержатель 14 был расположен внутри прозрачного сосуда 16.
Верхний кронштейн 12 зафиксирован на боковой поверхности металлической стойки 19 с помощью первого крепежного болта 22. Сверху на металлической стойке 19 верхний кронштейн зафиксирован посредством гайки 20, закрученной сверху пружинной шайбы 21.
Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей работает следующим образом.
Перед началом работы установки для оценки смывающей способности буферных жидкостей осуществляют ее сборку нижеследующим образом.
На металлическую опору 1 устанавливают металлическую стойку 19, на которую сверху устанавливают нижний кронштейн 18.
Нижний кронштейн 18 фиксируют в нижней части металлической стойки посредством второго крепежного болта 23. Затем на стойке устанавливают верхний кронштейн 12, который фиксируют в верхней части металлической стойки посредством первого крепежного болта 22. Сверху верхнего кронштейна 12 на стойку надевают пружинную шайбу 21, сверху которого закручивают гайку 20.
Приводной вал 13, с установленным на нем с подшипником 11, помещают в верхний кронштейн 12 и фиксируют сверху стопорным кольцом 10.
На приводной вал 13 устанавливают ведомый шкив 9, который сверху фиксируют с помощью первой пружинной шайбы 8 и накидной гайки 7.
На вал 4 рабочего колеса электродвигателя 2 сверху помещают ведущий шкив 5, который фиксируют на валу 4 штифтом 3. После чего ведущий шкив 5 и ведомый шкив 9 соединяют ременной передачей 6.
Снизу на приводной вал 13 навинчивают цилиндрический прободержатель 14 с глинистым образцом 15.
Глинистый образец 15 формируют из глинистого раствора в установке для формирования фильтрационных корок, которую заполняют термостатирующей жидкостью, заливают в нее глинистый раствор, моделируют условия процесса образования фильтрационной корки на стенках скважины (создают заданное давление, термостатируют и т.д.) и оставляют в покое в течение времени, необходимого для формирования глинистого образца (см. установку для формирования фильтрационных корок по патенту на полезную модель RU 162266, B01J 8/22, опубл. 10.06.2016).
На нижнем кронштейне 18 соосно приводному валу 13 устанавливают прозрачный сосуд 16. С помощью нижнего кронштейна 18 обеспечивается возможность осевого и радиального перемещения прозрачного сосуда 16 и его фиксации вторым крепежным болтом 23 в заданном положении.
Приводной вал 13 и прозрачный сосуд 16 устанавливают таким образом, чтобы цилиндрический прободержатель 14 с глинистым образцом 15 был расположен внутри прозрачного сосуда 16.
Прозрачный сосуд 16 заполняют исследуемым составом буферной жидкости 17 в объеме 500 мл.
После чего установка готова для проведения исследований для оценки смывающей способности буферных жидкостей.
Оценку смывающей способности буферных жидкостей с применением заявленной установки осуществляют следующим образом.
Включают электродвигатель 2, после чего вал 4 рабочего колеса электродвигателя 2, на котором расположен ведущий шкив 5, начинает вращается.
При вращении ведущего шкива 5 крутящий момент через ременную передачу 6 передается на ведомый шкив 9, установленный на приводном вале 13.
Приводной вал 13 вращается вместе с закрепленным на нем цилиндрическим прободержателем 14 с глинистым образцом 15.
Смена числа оборотов электродвигателя и диаметров шкивов позволяет получать частоту вращения цилиндрического прободержателя от 1,5 до 100 с-1 (от 90 до 6000 об/мин).
При вращении цилиндрического прободержателя 14 с глинистым образцом 15 через прозрачные стенки сосуда 16 визуально наблюдают за разрушением глинистого образца и при заданных частотах вращения цилиндрического прободержателя 14.
Определяют потерю массы глинистого образца 15 при заданном времени испытаний.
Далее проводят обработку результатов экспериментов, которая сводится к построению зависимости величины 
, определяемой как доля массы глинистого образца 15, удаленная за одну минуту после воздействия на нее исследуемым составом буферной жидкости 17 от числа Рейнольдса Re при заданных скоростях вращения цилиндрического прободержателя 14.
Чем выше значение 
, тем эффективнее состав буферной жидкости будет удалять глинистую корку со стенок скважин и глинистую пленку с поверхности обсадных труб в процессе цементирования скважин.
Значения величин 
для каждой заданной скорости вращения цилиндрического прободержателя 14 с глинистым образцом 15 рассчитывают по формуле (1)
где 
- доля массы глинистого образца удаленной за 1 мин;
n - число испытаний;
m0 - начальная масса глинистого образца, г;
Δmi - потеря массы глинистого образца между взвешиваниями, г;
ti - время воздействия буферной жидкости на глинистый образец в каждом испытании при заданной частоте вращения цилиндрического прободержателя, мин;
i - порядковый номер взвешивания.
Число Рейнольдса для каждой заданной частоты вращения цилиндрического прободержателя 14 рассчитывается по формуле (2)
где Re - число Рейнольдса;
ω - частота вращения цилиндрического прободержателя с глинистым образцом, с-1;
r - радиус горизонтальной выемки в форме диска, м;
ν - кинематическая вязкость буферной жидкости, м2/с.
Использование заявленного изобретения для оценки смывающей способности буферных жидкостей позволит подобрать для конкретных горногеологических условий эффективный состав буферной жидкости, обеспечивающий более надежный контакт цементного камня со стенкой скважины и поверхностью обсадных труб.
Claims (1)
- Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей, содержащая прозрачный сосуд, заполненный исследуемым составом буферной жидкости, цилиндрический прободержатель, в нижней части которого выполнена горизонтальная выемка в форме диска, электродвигатель, ведомый и ведущий шкивы, связанные ременной передачей, а также верхний и нижний кронштейны, зафиксированные на стойке, при этом в горизонтальную выемку цилиндрического прободержателя помещен глинистый образец, имитирующий по толщине и составу глинистую корку, образованную на стенках исследуемой скважины, ведущий шкив расположен на выходном конце вала электродвигателя, ведомый шкив расположен на вертикальном приводном валу, на нижней части которого закреплен упомянутый прободержатель, приводной вал закреплен в верхнем кронштейне и установлен соосно с прозрачным сосудом, закрепленным в нижнем кронштейне, причем приводной вал и прозрачный сосуд установлены таким образом, чтобы цилиндрический прободержатель был расположен внутри прозрачного сосуда.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102671A RU2680274C1 (ru) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018102671A RU2680274C1 (ru) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680274C1 true RU2680274C1 (ru) | 2019-02-19 |
Family
ID=65442662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018102671A RU2680274C1 (ru) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680274C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113252414A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种检测油漆洗涤液洗涤能力的方法及膜厚试验装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU945380A1 (ru) * | 1980-10-02 | 1982-07-23 | Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Саратовнефтегаз" Министерства Нефтяной Промышленности Ссср | Буферна жидкость |
| SU989046A1 (ru) * | 1981-08-27 | 1983-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Установка дл исследовани буферных жидкостей |
| RU2044301C1 (ru) * | 1991-07-22 | 1995-09-20 | Томский политехнический университет | Устройство для определения смазочной способности промывочной жидкости |
-
2018
- 2018-01-23 RU RU2018102671A patent/RU2680274C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU945380A1 (ru) * | 1980-10-02 | 1982-07-23 | Конструкторское Бюро Производственного Объединения "Саратовнефтегаз" Министерства Нефтяной Промышленности Ссср | Буферна жидкость |
| SU989046A1 (ru) * | 1981-08-27 | 1983-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Установка дл исследовани буферных жидкостей |
| RU2044301C1 (ru) * | 1991-07-22 | 1995-09-20 | Томский политехнический университет | Устройство для определения смазочной способности промывочной жидкости |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СЕЙЕД ШАХАБ ТАБАТАБАИ МОРАДИ и др. Буферная жидкость для цементирования обсадных колонн в условиях высоких давлений и температур. Материалы презентации на Российской технической нефтегазовой конференции и выставке SPE по разведке и добыче. SPE-171282-RU. Москва,14-16.10.2014, 9 с. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113252414A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-13 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种检测油漆洗涤液洗涤能力的方法及膜厚试验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4557142A (en) | Apparatus and method for real-time measurement of drilling fluid properties | |
| WO2016090566A1 (zh) | 石油钻井实时监测控制系统 | |
| CN104101563A (zh) | 一种便携式自发渗吸测量装置 | |
| CN102828747B (zh) | 石油钻井实时监测系统 | |
| US9726589B2 (en) | Apparatus and method to measure a property of wellbore fluid | |
| CN103161455B (zh) | 高温高压泥页岩井壁稳定性评价装置 | |
| CN203097874U (zh) | 一种固井水泥环性能模拟实验装置 | |
| RU2680274C1 (ru) | Установка для оценки смывающей способности буферных жидкостей | |
| CN108240185B (zh) | 固井冲洗效率的评价装置和方法 | |
| US10684269B1 (en) | Cement analyzer | |
| CN104849404A (zh) | 基于形成动态泥饼的固井冲洗液评价装置及其实验方法 | |
| CN104990776A (zh) | 一种模拟井下钻井液泥饼形成及冲洗液冲洗的装置 | |
| CN202381087U (zh) | 高温高压泥页岩井壁稳定性评价装置 | |
| CN104563924A (zh) | 一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法 | |
| US9804051B2 (en) | Erosion detection of rotating equipment with harmonic frequencies | |
| RU129220U1 (ru) | Счетчик жидкости | |
| CN101975727B (zh) | 高温静态混合类堵剂初凝时间检测装置 | |
| CN104316434B (zh) | 地层水气体溶解度测定装置 | |
| EP0211112A1 (en) | Apparatus and method for real-time measurement of drilling fluid properties | |
| CN204703802U (zh) | 一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置 | |
| CN103630489B (zh) | 自循环固液相冲刷腐蚀实验装置 | |
| CN212031218U (zh) | 一种高温高压沉降稳定分析仪 | |
| CN209727906U (zh) | 一种高温钻井液沉降稳定性测试装置 | |
| Vlachou et al. | A new tool for the rheometric study of oil well cement slurries and other settling suspensions | |
| RU46034U1 (ru) | Стенд для исследования радиуса эффективного действия амплитудно-частотных составляющих кавитационных колебаний жидкости |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211129 |