專利名稱：高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田用試驗室檢測裝置，特別涉及一種檢測混合類堵劑高溫帶壓靜態(tài) 初凝時間裝置。
背景技術：
目前，近年來，人們發(fā)現(xiàn)可固結及可稠化類材料在油田施工過程中具有獨特的優(yōu) 勢，所以在油田的后期施工過程中應用可稠化類材料領域不斷擴大，并已經成功地應用于 油田的堵水、調剖、封層、堵漏等，施工過程中，種類也在不斷增多。如水泥屬于可固結物質， 對不同溫度下的稠化時間有嚴格的檢測方法和標準，但是近年來很多油田用的可固結及可 稠化類材料屬于復配型混合物。在其內部加入了水泥、超細水泥、粉煤灰、石灰、石膏、樹脂、 纖維、聚合物等，在應用時是和水按照一定的比例配制成漿體，然后用泵將其漿體注入到目 的層，在目的層的環(huán)境下經過一定時間后稠化或固化，從而達到封堵目的層的目的。這類物 質在不同時間不同溫度下也會出現(xiàn)稠化或者凝固，但它很難或不能直接用水泥的標準進行 檢測，不同廠家生產的可固結及可稠化類材料產品性能差異較大。不同時間不同溫度下的 稠化程度一“初凝時間”是檢驗該物質施工安全性能的一項關鍵指標，但對這項指標卻沒 有一個統(tǒng)一的檢測方法和裝置。如果在80°C以下可以用常壓的方法進行“初凝時間”的檢 測，但是在高溫(如100°C以上)條件下由于水已經沸騰，現(xiàn)有裝置無法對該項指標進行檢 測。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，在施工以前 對混合類堵劑的初凝時間進行檢測和調節(jié)，在模擬施工井段或地層的溫度條件下，復配添 加劑的種類、加入數(shù)量(濃度)、加水比例，從而滿足現(xiàn)場的施工的要求。本發(fā)明采用的技術方案是高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，主要由包括 扭力表部分、外筒部分和內筒部分。1、扭力表部分扭力表的頂部是圓盤狀的手柄，圓盤狀的手柄的上表面外沿有扭力大小的刻度， 在圓盤狀的手柄的下部有內圓盤，在圓盤狀的手柄與內圓盤之間有一個用螺釘將兩頭固定 的螺旋狀彈簧鋼片，螺旋狀彈簧鋼片的外端固定在圓盤狀的手柄上，螺旋狀彈簧鋼片的內 端固定有扭力指針中心桿，中心桿上端穿過圓盤狀的手柄的中心孔，中心桿的上端固定有 扭力指針。內圓盤與螺旋狀彈簧鋼片的內端固定，內圓盤的下平面中心固定有連接體。用 手轉動圓盤狀的手柄，圓盤狀的手柄使螺旋狀彈簧鋼片受力，螺旋狀彈簧鋼片帶動內端固 定的扭力指針、內圓盤和連接體旋轉，在被測堵劑初凝之前轉動扭力表手柄時，連接體不受 中心軸阻力的情況下，扭力指針、表盤、連接體帶動中心軸隨圓盤狀的手柄同步轉動(如果 不計摩擦阻力)；當被測堵劑趨于稠化或初凝時轉動扭力表手柄，連接體受中心軸的阻力， 指針轉動速度將滯后于手柄和表盤，并且隨著中心軸扭力的增加指針的轉動角度減小，從而使扭力指針顯示出扭力的大小。2、外筒部分包括中心軸密封壓帽、鋼筒密封蓋、中心軸密封膠圈、鋼筒、中心軸和 鋼筒壓蓋。在圓柱形有底的鋼筒頂部外壁有螺紋，鋼筒壓蓋通過螺紋連接在鋼筒的上部，在 鋼筒壓蓋的下部并在鋼筒的上端蓋有鋼筒密封蓋，鋼筒密封蓋的上端面中心有凸起的空心 圓柱體，空心圓柱體與鋼筒密封蓋為一個整體，空心圓柱體向上穿過鋼筒壓蓋中心孔。擰緊 鋼筒壓蓋，將鋼筒密封蓋與鋼筒壓緊，達到密封的效果。鋼筒密封蓋的圓柱體有中心孔，在 鋼筒密封蓋中心孔內有一個中心軸，中心軸與鋼筒密封蓋中心孔內壁之間有中心軸密封膠 圈。在鋼筒密封蓋的中心孔上部有內螺紋，鋼筒密封蓋上部通過螺紋固定有圓柱體形中心 軸密封壓帽，中心軸密封壓帽有中心孔，中心軸上端穿過中心軸密封壓帽的中心孔，在中心 軸的上端連接有扭力表部分的連接體。中心軸下端穿過鋼筒密封蓋中心孔。3、內筒部分包括漿筒和測試槳。漿筒為圓柱體形有底的圓筒，鋼筒密封蓋下面固 定有漿杯固定夾，漿杯固定夾將下端的漿筒固定；漿筒固定在鋼筒內。在漿筒內有一個測試 槳，測試槳的結構是在圓柱桿的壁上固定有上下兩層槳葉，每層槳葉由兩片槳葉組成，兩片 槳葉相互對稱自圓柱桿向外伸展，兩層槳葉與圓柱桿為一個整體。圓柱桿的上端與中心軸 連接，中心軸下端的螺栓將中心軸和槳葉中心的圓柱桿連接在一起。漿筒內部放置有配制好的被測堵劑，測試槳浸泡在被測堵劑中，測試槳用來傳遞 上部扭力表轉動時的扭力。為了簡化結構，所述的鋼筒密封蓋和鋼筒壓蓋制作為一體。為了方便安裝，所述的扭力表部分的連接體為圓柱體形，在連接體的下端面為圓 錐斜面，圓錐斜面上部中心位置凸起一個長方形舌片，中心軸頂部沿直徑方向有一個橫向 開通的凹形槽，圓錐斜面上部凸起的舌形片直接插入在中心軸頂部有一個凹形槽中。在鋼筒密封蓋上并在與鋼筒接觸部分有一個環(huán)形槽，槽內有一個耐高溫的密封 墊。簡述高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置的工作原理。參閱圖1。首先需要對高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置進行標定，然后才能正式測
試o漿筒7內的混合類被測堵劑10在一定溫度和時間內會出現(xiàn)稠化或凝固現(xiàn)象，隨著 溫度的升高被測堵劑10的初凝時間會縮短，該裝置是靠測扭力的方式來完成檢測的。因為 不同被測堵劑10初凝時間的扭力是不同的。配制好的被測堵劑10裝入漿筒7中，漿筒7的外部為傳熱介質8(水)，整個鋼筒 9為密閉狀態(tài)，當外部環(huán)境溫度升高時，漿筒7內部的被測堵劑10的溫度也隨之緩慢上升， 隨著時間的延長，漿筒7內部的溫度與外部環(huán)境溫度達到平衡狀態(tài)后，開始保持恒溫狀態(tài)。當被測堵劑10進入初凝狀態(tài)之前處于流動狀態(tài)，這時被測堵劑10內摩擦阻力比 較小，轉動上部的扭力表1，扭力表1通過中心軸11帶動浸泡在被測堵劑10中的測試槳6 轉動，這時被測堵劑10對測試槳6的槳葉產生的阻力較小，扭力表1上顯示的扭力值也是 很小的；隨著時間的延長被測堵劑10進入初始稠化狀態(tài)，這時轉動扭力表1時，扭力值相對 較高，即被測堵劑10已經開始進入稠化狀態(tài)，被測堵劑10對測試槳6的槳葉的阻力增加； 當被測堵劑10進入初凝狀態(tài)時，被測堵劑10已經處于半固態(tài)或固態(tài)，這時測試槳6在漿筒 7內部活動十分困難，扭力表1上顯示為很高的扭力值或為無限大，即被測堵劑10已經達到
4了初凝狀態(tài)，從被測堵劑10開始進入保持恒溫時到初凝狀態(tài)的時間為被測堵劑10在該溫 度下的初凝時間。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，能在模擬施 工井段或地層的溫度條件下，進行混合類堵劑初凝時間檢測，更適合于堵劑和添加劑配方 的優(yōu)選。能在100°c 150°c的溫度條件下進行了 “初凝時間”的檢測，該裝置工作狀態(tài)良 好，性能可靠，測試結果數(shù)據(jù)重復性較好，同一樣品重復測試的差值< 5%。在施工以前對混 合類堵劑的初凝時間進行檢測和調節(jié)，在復配添加劑的種類、加入數(shù)量(濃度)、加水比例， 從而滿足現(xiàn)場的施工的要求。結構簡單，操作方便，體積小巧，檢測、實驗成本低。
圖1是本發(fā)明高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置結構剖面示意圖。圖中，1.扭力表，2.中心軸密封壓帽，3.鋼筒密封蓋，4.中心軸密封膠圈，5.密 封墊，6.測試槳，7.漿筒，8.傳熱介質，9.鋼筒，10.被測堵劑，11.中心軸，12.鋼筒壓蓋， 13.螺栓，14.漿杯固定夾。
具體實施例方式實施例1 以一個高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置為例，對本發(fā)明作進一 步詳細說明。參閱圖1。本發(fā)明高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，包括扭力表部分、外筒 部分和內筒部分。扭力表部分扭力表1的頂部是圓盤狀的手柄，圓盤狀的手柄的上表面外沿有扭 力刻度，在圓盤狀的手柄的下部有內圓盤，在圓盤狀的手柄與內圓盤之間有一個用螺釘將 兩頭固定的螺旋狀彈簧鋼片，螺旋狀彈簧鋼片的外端固定在圓盤狀的手柄上，螺旋狀彈簧 鋼片的內端固定有扭力指針中心桿，中心桿上端穿過圓盤狀的手柄的中心孔，中心桿的上 端固定有扭力指針。內圓盤與螺旋狀彈簧鋼片的內端固定，內圓盤的下平面中心固定有連 接體。扭力表部分的連接體為圓柱體形，在連接體的下端面為圓錐斜面，圓錐斜面上部中心 位置凸起一個長方形舌片，中心軸11頂部沿直徑方向有一個橫向開通的凹形槽，圓錐斜面 上部凸起的舌形片直接插入在中心軸11頂部有一個凹形槽中。外筒部分包括中心軸密封壓帽2、鋼筒密封蓋3、中心軸密封膠圈4、密封墊5、鋼 筒9、中心軸11和鋼筒壓蓋12。鋼筒9采用不銹鋼制成，筒壁與筒底是一個整體，內徑為 63. 5mm，深度157mm，壁厚9. 25mm,內容積為500ml。在圓柱形有底的鋼筒9頂部外壁有螺 紋，鋼筒壓蓋12通過螺紋連接在鋼筒9的上部，在鋼筒壓蓋12的下部并在鋼筒9的上端蓋 有鋼筒密封蓋3，鋼筒密封蓋3的上端面中心有凸起的圓柱體，圓柱體穿過鋼筒壓蓋12中心 孔。鋼筒密封蓋3的圓柱體有中心孔，在鋼筒密封蓋3中心孔內有一個中心軸11，中心軸 11與鋼筒密封蓋3中心孔內壁之間有中心軸密封膠圈4。在鋼筒密封蓋3的中心孔上部有 內螺紋，鋼筒密封蓋3上部通過螺紋固定有圓柱體形中心軸密封壓帽2，中心軸密封壓帽2 有中心孔，中心軸11上端穿過中心軸密封壓帽2的中心孔，在中心軸11的上端有連接扭力 表部分的凹槽。中心軸11下端穿過鋼筒密封蓋3中心孔。在鋼筒密封蓋3上并在與鋼筒 9接觸部分有一個環(huán)形槽，槽內放有一個耐高溫的密封墊5。
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內筒部分包括漿筒7和測試槳6。漿筒7為圓柱體形有底的圓筒，漿筒7內徑為 53mm，長度為132mm，內容積為240ml。鋼筒密封蓋3下面固定有一個漿杯固定夾14，漿杯固 定夾14下端固定漿筒7 ；漿筒7固定在鋼筒9內。在漿筒7有一個測試槳6，測試槳6的結 構是在圓柱桿的壁上固定有上下兩層槳葉，每層槳葉由兩片槳葉組成，兩片槳葉相互對稱 自圓柱桿向外伸展，兩層槳葉與圓柱桿為一個整體。圓柱桿的上端與中心軸11連接，中心 軸下端的螺栓13將中心軸和槳葉中心的圓柱桿連接在一起。漿筒7與鋼筒9之間為導熱介質(水)，測試槳6垂直懸掛在漿筒7內的中間位置。
權利要求
一種高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，包括扭力表部分、外筒部分和內筒部分，其特征在于扭力表部分扭力表(1)的頂部是圓盤狀的手柄，圓盤狀的手柄的上表面外沿有扭力刻度，在圓盤狀的手柄的下部有內圓盤，在圓盤狀的手柄與內圓盤之間有一個用螺釘將兩頭固定的螺旋狀彈簧鋼片，螺旋狀彈簧鋼片的外端固定在圓盤狀的手柄上，螺旋狀彈簧鋼片的內端固定有扭力指針中心桿，中心桿上端穿過圓盤狀的手柄的中心孔，中心桿的上端固定有扭力指針；內圓盤與螺旋狀彈簧鋼片的內端固定，內圓盤的下平面中心固定有連接體；外筒部分包括中心軸密封壓帽(2)、鋼筒密封蓋(3)、中心軸密封膠圈(4)、鋼筒(9)、中心軸(11)和鋼筒壓蓋(12)，在圓柱形有底的鋼筒(9)頂部外壁有螺紋，鋼筒壓蓋(12)通過螺紋連接在鋼筒(9)的上部，在鋼筒壓蓋(12)的下部并在鋼筒(9)的上端蓋有鋼筒密封蓋(3)，鋼筒密封蓋(3)的上端面中心有凸起的空心圓柱體，空心圓柱體與鋼筒密封蓋為一個整體，空心圓柱體向上穿過鋼筒壓蓋(12)中心孔；鋼筒密封蓋(3)的空心圓柱體有中心孔，在鋼筒密封蓋(3)的中心孔內有一個中心軸(11)，中心軸(11)與鋼筒密封蓋(3)中心孔內壁之間有中心軸密封膠圈(4)，在鋼筒密封蓋(3)的中心孔上部有內螺紋，鋼筒密封蓋(3)上部通過螺紋固定有圓柱體形中心軸密封壓帽(2)，中心軸密封壓帽(2)有中心孔，中心軸(11)上端穿過中心軸密封壓帽(2)的中心孔，在中心軸(11)的上端連接有扭力表部分的連接體，中心軸(11)下端穿過鋼筒密封蓋(3)中心孔；內筒部分包括漿筒(7)和測試槳(6)，漿筒7為圓柱體形有底的圓筒，鋼筒密封蓋(3)下面固定有漿杯固定夾(14)，漿杯固定夾(14)將下端的漿筒(7)固定；漿筒(7)固定在鋼筒(9)內，在漿筒(7)內有一個測試槳(6)，測試槳(6)的結構是在圓柱桿的壁上固定有上下兩層槳葉，每層槳葉由兩片槳葉組成，兩片槳葉相互對稱，圓柱桿的上端與中心軸(11)連接，中心軸下端的螺栓(13)將中心軸和槳葉中心的圓柱桿連接在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，其特征是所述的 鋼筒密封蓋⑶和鋼筒壓蓋(12)為一體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，其特征是所 述的扭力表部分的連接體為圓柱體形，在連接體的下端面為圓錐斜面，圓錐斜面上部中心 位置凸起一個長方形舌片，中心軸(11)頂部沿直徑方向有一個橫向開通的凹形槽，圓錐斜 面上部凸起的舌形片直接插入在中心軸(11)頂部有一個凹形槽中。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，其特征是在 鋼筒密封蓋(3)上并在與鋼筒(9)接觸部分有一個環(huán)形槽，槽內有一個密封墊(5)。
全文摘要
高溫靜態(tài)混合類堵劑初凝時間檢測裝置，應用于油田用檢測混合類堵劑高溫靜態(tài)初凝時間。包括扭力表部分、外筒部分和內筒部分。扭力表部分扭力表的頂部是圓盤狀的手柄，手柄的上表面有扭力刻度，螺旋狀彈簧鋼片的外端固定在手柄上，螺旋狀彈簧鋼片的內端固定有扭力指針中心桿，內圓盤的下平面中心固定有連接體。外筒部分鋼筒壓蓋鋼筒密封蓋連接在鋼筒的上部，在筒密封蓋中心孔內有中心軸，在中心軸的上端連接扭力表部分的連接體。內筒部分包括漿筒和測試槳。圓柱桿的上端與中心軸的下端連接。效果是能在模擬施工井段或地層的溫度條件下，進行混合類堵劑初凝時間檢測，更適合于堵劑和添加劑配方的優(yōu)選。
文檔編號G01N11/14GK101975727SQ20101029148
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者劉希君, 李瑩, 楊衛(wèi)華, 王心剛, 葛紅江, 袁潤成, 雷齊玲, 魏玉蓮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司