本發(fā)明涉及鉆井液封堵性能測試領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井液封堵性能測試裝置。

背景技術(shù)：

目前，業(yè)界普遍認為，鉆井液的封堵技術(shù)是有效防止泥頁巖地層井壁失穩(wěn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，鉆井液優(yōu)良的封堵能力能顯著降低鉆井液濾液侵入泥頁巖地層的量，避免或減弱鉆井液濾液與泥頁巖地層所含粘土礦物的水化膨脹作用，提高穩(wěn)定井壁的能力。因此，無論是室內(nèi)評價，還是現(xiàn)場應(yīng)用都將鉆井液的封堵性能作為泥頁巖井壁穩(wěn)定與否的重要技術(shù)指標之一，對順利完成泥頁巖井段的鉆井施工具有極其重要的指導(dǎo)意義。

然而，室內(nèi)評價鉆井液的封堵性能的實驗及儀器則非常欠缺，目前僅僅使用無滲透失水儀、高溫高濕失水儀及高溫高壓砂床封堵儀等。其中無滲透失水儀與高溫高壓砂床封堵儀評價的是鉆井液對不同目數(shù)的石英砂床(通常是40-120目范圍)的封堵效果，而高溫高壓失水儀則評價的是鉆井液對濾紙的封堵效果以及泥餅自身的滲透性大小，并不能反映鉆井液對真實地層的封堵效果，只能作為基準參考。這些評價儀器的評價手段較為單一，使用局限性較大，實驗對象普適性不夠，實驗結(jié)果往往不具有參考與指導(dǎo)意義，對鉆井液體系的設(shè)計以及現(xiàn)場的應(yīng)用并無較大幫助。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液封堵性能測試裝置，能夠快捷、準確的測量不同鉆井液體系或配方對不同測量樣品的封堵能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鉆井液封堵性能測試裝置，包括：測量樣品杯，其內(nèi)部具有腔體，腔體內(nèi)設(shè)有彈性筒，彈性筒的外壁與腔體的內(nèi)壁圍成環(huán)形液壓腔體，該環(huán)形液壓腔體與外界液壓泵連通，彈性筒的上端開口與測量樣品杯的頂壁貫通，彈性筒的下端插設(shè)有帶濾液通孔的巖樣固定頂桿，彈性筒的內(nèi)部用來放置巖心樣品；以及鉆井液樣品杯，其底端與測量樣品杯的上端密封連接，鉆井液樣品杯的內(nèi)腔與彈性筒的上端開口連通，鉆井液樣品杯用來盛放測試時的鉆井液樣品，鉆井液樣品能夠通過彈性筒的上端開口滲入巖心樣品并能夠經(jīng)濾液通孔濾出。

優(yōu)選地，鉆井液樣品杯的底端與測量樣品杯的上端通過絲扣連接。

優(yōu)選地，測量樣品杯的頂壁設(shè)有第一通孔，測量樣品杯的底端設(shè)有第二通孔，彈性筒的上端和下端分別與第一通孔和第二通孔密封連接，巖樣固定頂桿穿過第二通孔插設(shè)在彈性筒的下端。

優(yōu)選地，第一通孔的孔壁向下延伸并與彈性筒的上端密封連接。

優(yōu)選地，鉆井液樣品杯包括筒壁部分和上杯蓋，筒壁部分的底端與測量樣品杯的上端密封連接，上杯蓋可拆卸的蓋設(shè)在筒壁部分的上端。

優(yōu)選地，上杯蓋上設(shè)有進壓閥和泄壓閥。

優(yōu)選地，彈性筒為橡膠筒。

優(yōu)選地，濾液通孔的出口處設(shè)有濾液收集閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：該鉆井液封堵性能測試裝置是在可控溫度、可控壓力條件下，測量鉆井液對不同實驗對象的封堵能力，可以快捷、準確的測量鉆井液對不同實驗對象的封堵能力，進一步完善井壁穩(wěn)定實驗評價方法。而且利用該裝置建立的評價方法能快捷、準確、直觀的對鉆井液體系或配方的封堵能力進行對比評價，為鉆井液體系的設(shè)計和現(xiàn)場安全施工 提供指導(dǎo)。該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶，并且操作簡便，不僅能用于室內(nèi)實驗室，而且能在現(xiàn)場進行試驗。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉆井液封堵性能測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

主要附圖標記說明：

1-上杯蓋，2-鉆井液樣品杯，3-測量樣品杯，4-腔體，5-彈性筒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應(yīng)當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的一種鉆井液封堵性能測試裝置，包括測量樣品杯3以及鉆井液樣品杯2，鉆井液樣品杯2的底端與測量樣品杯3的上端密封連接進而形成一個整杯體。其中測量樣品杯3的內(nèi)部具有腔體4，該腔體4內(nèi)設(shè)有彈性筒5，該彈性筒5的外壁與腔體4的內(nèi)壁圍成環(huán)形液壓腔體，該環(huán)形液壓腔體與外界液壓泵連通，彈性筒5的上端開口與測量樣品杯3的頂壁貫通，也即測量樣品杯3的上端開口。另外，彈性筒5的下端插設(shè)有帶濾液通孔的巖樣固定頂桿7(濾液通孔圖中未標記)，該彈性筒5的內(nèi)部為巖樣腔體6，巖樣腔體6用來放置巖心樣品。巖樣腔體6內(nèi)可根據(jù)測試需要選用不同的待測樣品，包括不同目數(shù)的石英砂、模擬砂巖、地層砂巖、經(jīng)過特制的井下巖屑等等。

鉆井液樣品杯2的底端與測量樣品杯3的上端密封連接，該鉆井液樣品杯2用來盛放測試時的鉆井液樣品，其中鉆井液樣品能夠通過彈性筒5的上端開口 滲入巖心樣品并能夠經(jīng)巖樣固定頂桿7內(nèi)的濾液通孔濾出。

作為一種優(yōu)選實施例，鉆井液樣品杯2的底端與測量樣品杯3的上端通過絲扣連接。連接方便，密封效果良好。

作為一種優(yōu)選實施例，測量樣品杯3的頂壁設(shè)有第一通孔(圖中未標記)，測量樣品杯3的底端設(shè)有第二通孔(圖中未標記)，彈性筒5的上端和下端分別與第一通孔和第二通孔密封連接，巖樣固定頂桿7穿過第二通孔插設(shè)在彈性筒5的下端。

作為一種優(yōu)選實施例，第一通孔的孔壁向下延伸并與彈性筒5的上端密封連接。

作為一種優(yōu)選實施例，鉆井液樣品杯2包括筒壁部分和上杯蓋1，筒壁部分的底端與測量樣品杯3的上端密封連接，上杯蓋1可拆卸的蓋設(shè)在筒壁部分的上端。

作為一種優(yōu)選實施例，上杯蓋1上設(shè)有進壓閥8和泄壓閥9。通過進壓閥8和泄壓閥9給鉆井液樣品杯2內(nèi)加壓至測試要求的壓力值。

作為一種優(yōu)選實施例，測量樣品杯3的側(cè)壁上設(shè)有液壓控壓閥10，該液壓控壓閥10用來控制環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力。通過液壓控壓閥10外接手動液壓泵，可以將環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力調(diào)整至測試值，確保給彈性筒5內(nèi)的巖心樣品施加測試要求的圍壓。

作為一種優(yōu)實施例，彈性筒5為橡膠筒。優(yōu)選為硬橡膠套。

作為一種優(yōu)選實施例，濾液通孔的出口處設(shè)有濾液收集閥11。測試時，將量筒放在濾液收集閥11下面收集濾液。

本實施例中，以一種優(yōu)選的實施例為例說明具體測試步驟：將按照規(guī)格制作的待測樣品放入測量樣品杯3的彈性筒5內(nèi)部，也即巖樣腔體6，并用巖樣固定頂桿7將待測樣品固定在彈性筒5的內(nèi)腔。通過液壓控壓閥10接通外界手動液壓泵，將環(huán)形液壓腔體內(nèi)的壓力調(diào)整至測試值，確保給待測樣品施加測試要求的圍壓。然后，將鉆井液樣品杯2與測量樣品杯3通過絲扣擰緊，確保密封， 將定量的鉆井液樣品倒入鉆井液樣品杯2內(nèi)，將上杯蓋1固定在鉆井液樣品杯2上。測試時，將整個封堵測試裝置放入加溫套內(nèi)卡緊，并將溫度升高至要求的測試溫度，同時通過進壓閥8給鉆井液樣品杯2內(nèi)加壓至測試要求的壓力值，并將量筒放在濾液收集閥11下面開始收集濾液。

上述步驟中，當測試巖樣為石英砂時，需使用專用硬橡膠套，將不同目數(shù)的石英砂裝入硬橡膠套內(nèi)并壓實，并在硬橡膠套頂放置一帶有10-20目孔眼的鋼片；當測試巖樣為井下巖屑時，因其形狀不規(guī)整，所以需先制備特定的巖樣。具體為，在內(nèi)徑1寸的鋼筒內(nèi)倒入環(huán)氧樹脂，然后放入巖屑，再將其加溫，待其固化后作為巖樣測量。

具體封堵評價方法：通過對濾液的收集，對比濾液量的大小對鉆井液的封堵性能進行直觀、快速、準確的評價。對滲透性低的測試對象，可在實驗結(jié)束后將其劈開，測量其侵入深度對鉆井液的封堵能力進行評價。

綜上，本實施例的鉆井液封堵性能測試裝置是在可控溫度、可控壓力條件下，測量鉆井液對不同實驗對象的封堵能力，包括對不同目數(shù)的石英砂床、不同孔隙度與滲透率的模擬巖心、真實地層巖心以及現(xiàn)場所獲的地層巖屑或掉塊的測量。該測試裝置可以快捷、準確的測量鉆井液對不同實驗對象的封堵能力，進一步完善井壁穩(wěn)定實驗評價方法。利用該裝置建立的評價方法能快捷、準確、直觀的對鉆井液體系或配方的封堵能力進行對比評價，為鉆井液體系的設(shè)計和現(xiàn)場安全施工提供指導(dǎo)。該發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶，并且操作簡便，不僅能用于室內(nèi)實驗室，而且能在現(xiàn)場進行試驗。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。