RU2720208C1 - Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе - Google Patents
Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2720208C1 RU2720208C1 RU2019122143A RU2019122143A RU2720208C1 RU 2720208 C1 RU2720208 C1 RU 2720208C1 RU 2019122143 A RU2019122143 A RU 2019122143A RU 2019122143 A RU2019122143 A RU 2019122143A RU 2720208 C1 RU2720208 C1 RU 2720208C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- cylindrical
- seal
- core holder
- holder
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 104
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical compound [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 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
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к новому высокотемпературному уплотнению для цилиндрического керна и способу его (уплотнения) сборки в кернодержателе с целью исследования термического воздействия на цилиндрический керн путем парогравитационного дренажа. Уплотнение цилиндрического керна характеризуется тем, что уплотняющий материал, выполненный из терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм, помещен и уплотнен в зазоре между внутренней цилиндрической поверхностью кернодержателя и уплотняемой внешней поверхностью керна с возможностью герметичного заполнения указанного зазора с обеспечением возможности использования при тепловом воздействии на керн путем парогравитационного дренажа при высоких давлениях до 20 МПа и температурах до 400 °С. Технический результат заключается в обеспечении возможности проведения исследований с керном при высоких давлениях и температурах в условиях лаборатории. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к новому высокотемпературному уплотнению для цилиндрического керна и способу его (уплотнения) сборки в кернодержателе с целью исследования термического воздействия на цилиндрический керн путем парогравитационного дренажа. Заявленное уплотнение цилиндрического керна выполнено из терморасширенного графита.
Заявленное техническое решение обеспечивает возможность исследования процессов парогравитационного дренажа и определение коэффициента вытеснения высоковязкой нефти из образцов цилиндрических кернов, извлеченных при бурении из различных нефтяных пластов в условиях высоких температур и давления. При этом возможность проведения исследований при высоких температурах и давлении связано исключительно с физическими характеристиками заявленного уплотнения цилиндрического керна и способа его (уплотнения) сборки.
Парогравитационный дренаж используется при моделировании физико-химических процессов гидрогазомеханического и термохимического воздействий на систему высоковязкая нефть - минеральный материал с целью определения комплекса показателей, таких как макрокинетические характеристики процесса, изменчивость гидромеханических свойств системы высоковязкая нефть - минеральный материал, т.е. таких характеристик керна, по которым возможно моделирование свойств реального пласта, проницаемости, пористости, насыщенности, объемного коэффициента сжимания, коэффициента вытеснения в процессе, каталитических эффектов при термическом воздействии, свойств извлекаемой нефти в процессе эксперимента на насыпных (измельченных) или выбуренных (цельных) кернах, с целью оптимизации условий извлечения нефти. При этом выбуренный (цельный) цилиндрический керн с ненарушенной структурой рассматриваемых пород-коллекторов является более предпочтительным, поскольку при вытеснении нефти основной вклад в фильтрацию осуществляют поры и соединяющие их каналы.
При анализе уровня техники заявителем выявлены аналоги заявленного технического решения по назначению. Аналогов по виду уплотнения и способу его сборки заявителем из уровня техники не выявлено.
На дату подачи заявочных материалов для лабораторного моделирования процессов парогравитационного дренажа широко применяется кернодержатель типа Хасслера с обжимным уплотнением керна, описанный, например, в патенте US №2345935 «Method and apparatus for permeability measurements» «Метод и устройство для измерения проницаемости». Известный стандартный кернодержатель используется в экспериментах по фильтрации флюидов через образец цилиндрического керна. Образец помещается в обжимную манжету, которая устанавливается в кернодержатель. В пространство между манжетой и наружной стенкой кернодержателя подается жидкость или газ для создания обжимного давления на манжету с кернодержателем. После создания необходимого обжимного давления на керн с одной стороны кернодержателя подается пар, а с другой стороны после прохождения через нефтенасыщеный керн фильтруется водо-нефтяная эмульсия.
Так как исследования парогравитационного дренажа подразумевают закачку пара при высоких давлениях и температурах, обжимная манжета обладает термостойкими характеристиками. Самым распространенным материалом для обжимной манжеты в кернодержателях типа Хасслера при высоких температурах является фторкаучук.
Ниже представлены сведения о работоспособности эластомеров на основе фторкаучука при повышенных температурах:
· 10000 часов при Т=204 °С.
· 3000 часов при Т=232 °С.
· 1000 часов при Т=260 °С.
· 240 часов при Т=288 °С.
· 48 часов при Т=316 °С.
Недостатком известного технического решения является то, что для проведения исследований парогравитационного дренажа при более высоких температурах, а именно температурах в диапазоне от 317 до 400 °С, конструкцию кернодержателя типа Хасслера в принципе не представляется возможным использовать вследствие того, что эластомеры не выдерживают высокую температуру и термически разлагаются.
При этом использовать иную конструкцию кернодержателя, обеспечивающего надежную стыковку отдельных цилиндрических образцов и отсутствие пристеночных эффектов, также не представляется возможным в силу того, что таковых конструкций на дату предоставления заявочных материалов в мире заявителем не выявлено.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлена конфигурация кернодержателя, описанная в ОСТ 39-195-86 «Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях». Сущностью известной конфигурации является кернодержатель с фиксацией и уплотнением цилиндрического керна клеящим составом. Для проведения исследования выбуренный цилиндрический керн помещают в кернодержатель, который представляет собой стальную трубу из легированной стали. Зазор между цилиндрическим керном и стенкой кернодержателя заполняют клеем, например, эпоксидной смолой (эпоксидной шпатлевкой).
Недостатком известного технического решения является то, что эпоксидная смола, используемая в качестве фиксации и уплотнения цилиндрического керна, имеет ограничение в использовании при высоких температурах, и начинает разрушаться при температурах свыше 300 °С, поэтому известная конструкция также не технологична в силу изложенного выше при описании предыдущего аналога.
Следует отметить, что для проведения качественного эксперимента теплового воздействия путем парогравитационного дренажа цилиндрический керн должен быть зафиксирован внутри кернодержателя так, чтобы не было возможности перетоков пара и горячей воды через уплотнительный материал между стальной стенкой кернодержателя и керном. Преодоление температурного барьера Т=400 °С уплотняющего или склеивающего керн материала, хорошая адгезия к керну и стали, отсутствие пристеночного эффекта для корректного определения коэффициента вытеснения нефти является решающим фактором. Использование обжимных фторкаучуковых манжет, как правило, ограничено температурой плюс 320 °С, а эпоксидных смол – плюс 300 °С. Для преодоления температурного барьера возможно использование высокотемпературных конструкционных клеев. Однако при невысокой адгезии к исследуемому керновому материалу, к примеру, в случаях определения коэффициента нефтевытеснения на составных образцах исходного неэкстрагированного керна, невозможно достичь надежной клеевой адгезии отдельных образцов керна в кернодержателе.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено техническое решение, описанное в патенте US 2010O126266A1 «Устройство кернодержателя и методика проведения экспериментов».
Сущностью известного технического решения является кернодержатель типа Хасслера, где в качестве гибкой манжеты используется комбинация сплава на основе никеля (а именно - Хастеллой марки С (Hastelloy C)) и фторопласта (Teflon). С цилиндрическим керном контактирует цилиндрический слой фольги толщиной 0,1 мм из сплава на основе никеля, а именно Хастеллой марки С (Hastelloy C). В известном техническом решении указано, что данная фольга выдерживает температуру до 1000 °С и герметично уплотняет цилиндрический керн, исключая любые перетоки жидкостей и газов через манжету. Для более герметичного уплотнения и исключения перетоков жидкостей и газов вдоль образцов цилиндрического керна используется цилиндрический слой уплотнения из фторопласта (Teflon).
Недостатком известного технического решения является то, что данная конструкция кернодержателя не применима при работе с температурами более 327 °С, так как температура плавления самой термостойкой разновидности фторопласта, а именно фторопласта марки Ф4 составляет 327 °С.
Учитывая то, что при анализе уровня техники заявителем не выявлены технические решения, совпадающие по совокупности существенных признаков с заявленным техническим решением как по отношению к уплотнению, так и по отношению к способу его сборки, а совпадающие только по назначению, формула заявленного изобретения составлена без ограничительной части.
Задачей и техническим результатом заявленного технического решения является возможность проведения исследовании теплового воздействия на керн путем паротеплового дренажа при высоких давлениях до 20 Мпа и температурах до 400 °С путем:
- использования в качестве уплотнения цилиндрического керна терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм;
- установки на торец кернодержателя центрирующего кольца в качестве центрирующего элемента для цилиндрического керна.
Сущностью заявленного технического решения является уплотнение цилиндрического керна, характеризующееся тем, что уплотняющий материал, выполненный из терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм, помещен и уплотнен в зазоре между внутренней цилиндрической поверхностью кернодержателя и уплотняемой внешней поверхностью керна с возможностью герметичного заполнения указанного зазора с обеспечением возможности использования при тепловом воздействии на керн путем парогравитационного дренажа при высоких давлениях до 20 Мпа и температурах до 400 °С. Способ сборки уплотнения цилиндрического керна по п.1, заключающийся в том, что внутрь кернодержателя устанавливают образец цилиндрического керна, на торец кернодержателя устанавливают центрирующее кольцо, зазор между внутренней цилиндрической поверхностью кернодержателя и уплотняемой внешней поверхностью керна заполняют терморасширенным графитом, измельченным до фракции не более 3 мм, терморасширенный графит уплотняют.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1, Фиг.2.
На Фиг.1 приведена схема кернодержателя, где:
1 – терморасширенный графит;
2 – цилиндрический керн;
3 – кернодержатель;
4 – центрирующее кольцо.
На Фиг.2 приведены результаты экспериментов по выявлению герметичности заявленного уплотнения методом компьютерной рентгеновской томографии.
Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.
Заявленное техническое решение обеспечивает возможность исследования процессов парогравитационного воздействия на образцах цилиндрических кернов, извлеченных при бурении из различных нефтяных пластов, путем использования заявленного уплотнения в кернодержателе в условиях лаборатории.
Технический результат достигается путем использования в качестве уплотнения цилиндрического керна терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм. В отличие от природного графита, который не прессуется, терморасширенный графит приобретает способность к прессованию и прокатке, т.е. механическому формованию в сплошной материал/уплотнение, что делает его идеальным герметичным зазорозаполняющим материалом при сопряжении поверхностей керна и кернодержателя.
Терморасширенный графит – полностью графитовый материал, не содержащий смол и неорганических наполнителей. Стандартная чистота содержания графита 98-99,5%.
Заявленное уплотнение изготавливается из стандартного терморасширенного графита, который применяется в изготовлении прокладок по ТУ 5728-006-93978201-2008. Уплотнения из терморасширенного графита устойчивы на воздухе до 500-550 °С, в среде водяного пара – до 650 °С, в инертной атмосфере – до 3000 °С; выдерживают термоудары, а также низкие температуры вплоть до минус 240 °С. Для промышленного использования терморасширенный графит прессуют или прокатывают на валковых машинах, получая листовой материал, пригодный для изготовления уплотнений.
С целью получения заявленного уплотнения листовой материал из терморасширенного графита измельчают механическим способом, например, ножницами или ножом, до фракции не более 3 мм, что делает возможным его засыпку в зазор между цилиндрическим керном и кернодержателем с дальнейшим уплотнением.
Уплотнение проводят с помощью, например, штока, представляющего собой металлическую цилиндрическую втулку, толщина стенок и диаметр которой (втулки) позволяет максимально уплотнить терморасширенный графит в зазоре поверхностей керна и кернодержателя. Кроме штока, для уплотнения терморасширенного графита возможно применение других устройств, например, ручного пресса.
Уплотнение терморасширенного графита проводят до образования твердого слоя. При этом засыпку и, соответственно, уплотнение производят порционно с целью достижения максимально плотной и равномерной набивки уплотнения.
К преимуществам терморасширенного графитового уплотнения относятся:
- возможность использования в температурном диапазоне до плюс 650 °C (пар);
- возможность использования при давлении до 40 Мпа;
- сжимаемость до 40%;
- негорючесть;
- хорошая химическая стойкость;
- низкая газопроницаемость.
Заявленный способ сборки цилиндрического керна характеризуется тем, что при тепловом воздействии на керн путем парогравитационного дренажа при высоких давлениях (до 20 МПа) и температурах (до 400 °С) внутрь кернодержателя устанавливают образец цилиндрического керна, который позиционируют в кернодержателе с помощью центрирующего кольца. Центрирующее кольцо имеет углубление с опорной плоскостью для позиционирования цилиндрического керна. Кольцо может быть выполнено, например, из металла (стали, титана, меди и др.), фторопласта и др.
Расположенный внутри трубы зазор между керном и трубой заполняют и герметично уплотняют заранее измельченным до фракции не более 3 мм терморасширенным графитом. Измельчение производят, например, с помощью ножниц, ножа и др. Для уплотнения используют, например, шток, представляющий собой металлическую цилиндрическую втулку. Засыпку и уплотнение производят порционно с целью достижения максимально плотной и равномерной набивки уплотнения.
После уплотнения терморасширенного графита центрирующее кольцо может быть как оставлено в кернодержателе, так и извлечено, в зависимости от условий эксперимента, а именно – в зависимости от материала кольца и температуры воздействия. То есть центрирующее кольцо извлекают в том случае, если материал, из которого изготовлено кольцо, не выдерживает заданную температуру.
Далее заявителем приведен пример осуществления заявленного технического решения.
Пример. Способ сборки уплотнения цилиндрического керна (см. Фиг.1).
На торец кернодержателя 3 устанавливают центрирующее кольцо 4 в качестве центрирующего элемента для цилиндрического керна 2.
Берут цилиндрический керн 2 в виде цилиндрических образцов из наиболее однородного нефтенасыщенного интервала продуктивного пласта, который (цилиндрический керн 2) устанавливают на опорную поверхность центрирующего кольца.
Берут измельченный до фракции не более 3 мм терморасширенный графит 1, порционно засыпают его в зазор между стенкой кернодержателя 1 и цилиндрическим керном 2 и герметично уплотняют. Для уплотнения - повышения плотности забивки терморасширенного графита – используют, например, шток, представляющий собой металлическую цилиндрическую втулку, толщина стенок и диаметр которой (втулки) позволяет максимально уплотнить терморасширенный графит 1 в зазоре поверхностей керна 2 и кернодержателя 1. Кроме штока, для уплотнения терморасширенного графита возможно применение других устройств, например, ручного пресса.
После уплотнения терморасширенного графита центрирующее кольцо может быть извлечено из кернодержателя, в зависимости от условий эксперимента, а именно – от материала кольца и температуры воздействия. То есть центрирующее кольцо извлекают в том случае, если материал, из которого изготовлено кольцо, не выдерживает заданную температуру.
Далее кернодержатель с заявленным уплотнением используют для исследования теплового воздействия на керн путем парогравитационного дренажа при высоких давлениях до 20 Мпа и температурах до 400 °С.
Заявленное уплотнение было протестировано на устройстве для исследования внутрипластового горения и парогравитационного дренажа по патенту заявителя RU №2655034 «Устройство для исследования внутрипластового горения и парогравитационного дренажа». Проведена серия экспериментов паротеплового воздействия на идентичные образцы цилиндрического керна при различных температурах и давлении с использованием заявленного уплотнения цилиндрического керна из терморасширенного графита и с использованием заявленного метода сборки уплотнения в кернодержателе.
При этом кернодержатель устройства по патенту RU2655034 выполнен из легированной стали и имеет толщину стенки, позволяющую производить компьютерную рентгеновскую томографию содержимого внутренней полости кернодержателя.
Результаты компьютерной рентгеновской томографии кернодержателя в сборе с цилиндрическим керном и заявленным уплотнением приведены в Таблице на Фиг.2. Из данных, представленных в Таблице, видно, что при температурах от 100 до 400 °С и давлении от 0.1 до 20 Мпа заявленное уплотнение остается герметичным, что является доказательством достижения заявленного технического результата.
При этом заявитель поясняет, что устройство для исследования внутрипластового горения и парогравитационного дренажа по патенту RU №2655034 использовано лишь в качестве иллюстрации осуществления заявленного технического решения и доказательства условия патентоспособности «промышленная применимость». Заявленное уплотнение может быть использовано в любом аналогичном устройстве, содержащем кернодержатель, при этом вид самого устройства для парогравитационного дренажа, как такового, не влияет на достижение заявленного технического результата.
Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнуты поставленные цели и заявленный технический результат, а именно - обеспечена возможность проведения исследовании теплового воздействия на керн путем паротеплового дренажа при высоких давлениях до 20 Мпа и температурах до 400 °С путем:
- использования в качестве уплотнения цилиндрического керна терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм;
- установки на торец кернодержателя центрирующего кольца в качестве центрирующего элемента для цилиндрического керна.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, т.к. из исследованного уровня техники заявителем не выявлено технических решений, имеющих заявленную совокупность признаков.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в анализируемой области техники.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. может быть реализовано на любом специализированном предприятии с использованием стандартного оборудования, известных отечественных материалов и технологий.
Claims (2)
1. Уплотнение цилиндрического керна, характеризующееся тем, что уплотняющий материал, выполненный из терморасширенного графита, измельченного до фракции не более 3 мм, помещен и уплотнен в зазоре между внутренней цилиндрической поверхностью кернодержателя и уплотняемой внешней поверхностью керна с возможностью герметичного заполнения указанного зазора с обеспечением возможности использования при тепловом воздействии на керн путем парогравитационного дренажа при высоких давлениях до 20 МПа и температурах до 400 °С.
2. Способ сборки уплотнения цилиндрического керна по п.1, заключающийся в том, что внутрь кернодержателя устанавливают образец цилиндрического керна, на торец кернодержателя устанавливают центрирующее кольцо, зазор между внутренней цилиндрической поверхностью кернодержателя и уплотняемой внешней поверхностью керна заполняют терморасширенным графитом, измельченным до фракции не более 3 мм, терморасширенный графит уплотняют.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122143A RU2720208C1 (ru) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122143A RU2720208C1 (ru) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2720208C1 true RU2720208C1 (ru) | 2020-04-28 |
Family
ID=70552992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122143A RU2720208C1 (ru) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2720208C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778624C1 (ru) * | 2021-11-25 | 2022-08-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Кернодержатель для физического моделирования массообменных процессов при исследовании вытеснения нефти газом |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2345935A (en) * | 1942-04-06 | 1944-04-04 | Shell Dev | Method and apparatus for permeability measurements |
RU2343112C1 (ru) * | 2007-05-17 | 2009-01-10 | Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК") | Способ получения электроконтактной прокладки (варианты) |
US20100126266A1 (en) * | 2007-04-26 | 2010-05-27 | Joseph Guillaume Christoffel Coenen | Formation core sample holder assembly and testing method |
RU2469859C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Устройство для прессования полых изделий |
CN207798567U (zh) * | 2018-01-16 | 2018-08-31 | 华东理工大学 | 一种密封填料压缩回弹性能试验装置 |
-
2019
- 2019-07-15 RU RU2019122143A patent/RU2720208C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2345935A (en) * | 1942-04-06 | 1944-04-04 | Shell Dev | Method and apparatus for permeability measurements |
US20100126266A1 (en) * | 2007-04-26 | 2010-05-27 | Joseph Guillaume Christoffel Coenen | Formation core sample holder assembly and testing method |
RU2343112C1 (ru) * | 2007-05-17 | 2009-01-10 | Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК") | Способ получения электроконтактной прокладки (варианты) |
RU2469859C1 (ru) * | 2011-06-20 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Устройство для прессования полых изделий |
CN207798567U (zh) * | 2018-01-16 | 2018-08-31 | 华东理工大学 | 一种密封填料压缩回弹性能试验装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ЗАЙЦЕВ А.В. и др. Уплотнительные элементы из терморасширенного графита и композитов на его основе для трубопроводной арматуры. Сборник материалов "Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций", * |
ЗАЙЦЕВ А.В. и др. Уплотнительные элементы из терморасширенного графита и композитов на его основе для трубопроводной арматуры. Сборник материалов "Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций", ИМАШ УрО РАН, 2016, всего 384 с., с.298. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778624C1 (ru) * | 2021-11-25 | 2022-08-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Кернодержатель для физического моделирования массообменных процессов при исследовании вытеснения нефти газом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2008244375B2 (en) | Formation core sample holder assembly and testing method | |
Sergeev et al. | Experimental research of the colloidal systems with nanoparticles influence on filtration characteristics of hydraulic fractures | |
EP2113082A1 (en) | Method and apparatus for obtaining heavy oil samples from a reservoir sample | |
CN108709843A (zh) | 一种测量岩石裂隙多相渗流特性的试验系统及试验方法 | |
Baled et al. | Viscosity of n-hexadecane, n-octadecane and n-eicosane at pressures up to 243 MPa and temperatures up to 534 K | |
CN103527182B (zh) | 稠油重力泄水辅助蒸汽驱垂向分异实验装置 | |
CN102608011A (zh) | 裂缝—孔隙(孔洞)型储层岩心束缚水的确定与建立方法 | |
RU2720208C1 (ru) | Уплотнение цилиндрического керна и способ сборки уплотнения в кернодержателе | |
CN103091234B (zh) | 一种评价酸性气藏气井固井水泥环腐蚀状况的方法 | |
CN105319113A (zh) | 裂缝渗水自愈能力测评用混凝土试件、装置及测评方法 | |
CN104422648B (zh) | 一种油井管材料沉积硫腐蚀试验方法及其试验用夹具 | |
CN104777071A (zh) | 一种含水稠油pvt实验方法 | |
CN102619502A (zh) | 裂缝--孔隙型渗流实验模型裂缝渗透率确定方法 | |
Pusch et al. | Final report of the Buffer Mass Test. Volume II: test results | |
Yang et al. | Quantifying the impact of 2D and 3D fractures on permeability in wellbore cement after uniaxial compressive loading | |
NO318497B1 (no) | Anordninger beregnet for malinger pa en poros prove i naervaer av fluider, under anvendelse av temperaturbestandige, halvgjennomtrengelige membraner | |
Satik et al. | A measurement of steam-water relative permeability | |
CN110424947B (zh) | 一种测量固井第一界面微环隙大小的方法 | |
CN205280704U (zh) | 三孔岩心釜及超低渗储层液体伤害评价实验装置 | |
CN113944462B (zh) | 一种弱胶结水合物层固化改造模拟实验系统及方法 | |
Opedal et al. | Filter cake behavior during leakage at the cement-rock interface in wellbores | |
RU2748021C1 (ru) | Способ создания остаточной водонасыщенности на слабосцементированном керне для проведения потоковых исследований | |
CN109142137B (zh) | 一种超高压高温生排烃釜体及其应用 | |
CN209167071U (zh) | 一种岩石渗透试验装置 | |
RU2810640C1 (ru) | Способ оценки изменения характеристик пустотного пространства керновой или насыпной модели пласта при проведении физико-химического моделирования паротепловой обработки |