本實(shí)用新型涉及油氣井固井技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種測(cè)量固井水泥漿失水量的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

固井水泥漿失水性能是固井水泥漿的重要性能之一。為了使水泥漿保持適當(dāng)?shù)目杀眯裕枰尤氤^(guò)水泥水化所需要的水量。水泥漿失水之后改變了原來(lái)的水固比，使得水泥漿密度增大，稠度上升，稠化時(shí)間變短，還有可能導(dǎo)致頂替泵壓增加，壓漏風(fēng)險(xiǎn)地層。嚴(yán)重時(shí)還有可能導(dǎo)致水泥漿發(fā)生“閃凝”，出現(xiàn)打?qū)嵭奶坠艿奈ｋU(xiǎn)，給固井作業(yè)帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn)。因此，固井作業(yè)前需測(cè)量水泥漿失水量，以確保固井施工過(guò)程的安全。目前，關(guān)于實(shí)驗(yàn)室水泥漿失水量的測(cè)定多是采用API標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量，在7000KPa±345KPa壓差作用下，測(cè)量30min通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)的濾液體積。按照API標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的失水量是靜失水，而水泥漿在井下的實(shí)際失水為動(dòng)失水和靜失水。并且動(dòng)失水過(guò)程中，由于水泥漿不斷對(duì)井壁沖刷，巖心表面附著的水泥漿濾餅厚度也不斷變化，因此水泥漿的失水速度也是不斷變化的。此外API標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量，而井下實(shí)際的濾失介質(zhì)為地層巖石，二者差異較大。由于A(yíng)PI標(biāo)準(zhǔn)未能充分考慮水泥漿動(dòng)失水及標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)與地層巖石之間的差異，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性也必然受到一定影響。因此，迫切需要一種能夠模擬固井時(shí)溫度、壓差、水泥漿流動(dòng)及井壁巖石滲透性的固井水泥漿失水量測(cè)定裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提供一種測(cè)量固井水泥漿失水量的實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型一種測(cè)量固井水泥漿失水量的實(shí)驗(yàn)裝置，主要由釜體、入壓開(kāi)關(guān)、限壓閥、氮?dú)馄俊㈦妱?dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)、攪拌桿、攪拌葉片、進(jìn)液開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)液罐、溫控器、巖心、橡膠套、上密封圈、下密封圈、圍壓表、圍壓開(kāi)關(guān)、手搖泵、堵頭、排液管、排液開(kāi)關(guān)、電子流量計(jì)、廢液缸、支架組成。上述釜體和入壓開(kāi)關(guān)通過(guò)高壓管線(xiàn)與氮?dú)馄亢拖迚洪y相連接，電動(dòng)機(jī)上端連接計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)下端連接在攪拌桿頂端。攪拌桿直徑為2.5cm，在攪拌桿上焊有攪拌葉片，可進(jìn)行水泥漿的攪拌，由于固井水泥漿中含有大量的固相顆粒，因此為了提高攪拌桿和攪拌葉片的耐磨性，二者均采用高強(qiáng)度耐磨鋼制成。釜體上方連接儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐與釜體之間通過(guò)管線(xiàn)連接，管線(xiàn)上安裝有進(jìn)液開(kāi)關(guān)。釜體內(nèi)部高度為35cm，直徑為15cm，溫控器的加熱片安裝在釜體內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)釜體內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)，釜體下部放置巖心，巖心由橡膠套包裹，橡膠套通過(guò)密封圈與釜體封隔。橡膠套外圍通過(guò)管線(xiàn)連接圍壓表、圍壓開(kāi)關(guān)和手搖泵，巖心下端為中空的堵頭，用于固定巖心和調(diào)節(jié)巖心高度。中空部分連接有排液管，排液管上安裝有排液開(kāi)關(guān)和電子流量計(jì)，電子流量計(jì)與計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)時(shí)記錄失水量并計(jì)算得出失水速度，排液管下方放置廢液缸。整個(gè)釜體由支架支撐懸空。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：原理可靠，操作簡(jiǎn)單；本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)動(dòng)失水和靜失水的連續(xù)測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種測(cè)量固井水泥漿失水量的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.釜體，2.入壓開(kāi)關(guān)，3.限壓閥，4.氮?dú)馄浚?.電動(dòng)機(jī)，6.計(jì)算機(jī)，7.攪拌桿，8.攪拌葉片，9.進(jìn)液開(kāi)關(guān)，10.儲(chǔ)液罐，11.溫控器，12.巖心，13.橡膠套，14.上密封圈，15.下密封圈，16.圍壓表，17.圍壓開(kāi)關(guān)，18.手搖泵，19.堵頭，20.排液管，21.排液開(kāi)關(guān)，22.電子流量計(jì)，23.廢液缸，24.支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型一種測(cè)量固井水泥漿失水量的實(shí)驗(yàn)裝置。主要由釜體1、入壓開(kāi)關(guān)2、限壓閥3、氮?dú)馄?、電動(dòng)機(jī)5、計(jì)算機(jī)6、攪拌桿7、攪拌葉片8、進(jìn)液開(kāi)關(guān)9、儲(chǔ)液罐10、溫控器11、巖心12、橡膠套13、上密封圈14、下密封圈15、圍壓表16、圍壓開(kāi)關(guān)17、手搖泵18、堵頭19、排液管20、排液開(kāi)關(guān)21、電子流量計(jì)22、廢液缸23、支架24組成。釜體1和入壓開(kāi)關(guān)2通過(guò)高壓管線(xiàn)與限壓閥3和氮?dú)馄?相連接，電動(dòng)機(jī)5上端連接計(jì)算機(jī)6，通過(guò)計(jì)算機(jī)6可顯示并調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)5下端連接攪拌桿7的頂端。攪拌桿7直徑為2.5cm，攪拌桿上焊有攪拌葉片8，為提高攪拌桿7和攪拌葉片8的耐磨性，二者均采用高強(qiáng)度耐磨鋼制成。釜體1上方通過(guò)管線(xiàn)連接進(jìn)液開(kāi)關(guān)9和儲(chǔ)液罐10。釜體1內(nèi)部高度為35cm，直徑為15cm，溫控器11的加熱片安裝在釜體1內(nèi)部，可以實(shí)現(xiàn)釜體1內(nèi)部溫度的調(diào)節(jié)，釜體1下部放置巖心12，巖心12周?chē)上鹉z套13包裹，橡膠套13上下分別通過(guò)上密封圈14和下密封圈15進(jìn)行密封，橡膠套13外圍通過(guò)管線(xiàn)連接圍壓表16、圍壓開(kāi)關(guān)17、手搖泵18，巖心下端安放中空的堵頭19。中空部分連接排液管20，排液管20上安裝有排液開(kāi)關(guān)21和電子流量計(jì)22，電子流量計(jì)22連接在計(jì)算機(jī)6上，可連續(xù)記錄濾液量，并計(jì)算得出失水速度。排液管20下面放置廢液缸23，釜體1由支架24支撐懸空。

工作方式：配制好水泥漿放置于儲(chǔ)液罐10內(nèi)，將巖心12放置在橡膠套13內(nèi)部，安裝堵頭19，調(diào)節(jié)堵頭19，使得巖心12上端與釜體1內(nèi)部齊平。打開(kāi)圍壓開(kāi)關(guān)17，通過(guò)手搖泵18為巖心12施加圍壓。當(dāng)圍壓表16示數(shù)到達(dá)設(shè)定值后關(guān)閉圍壓開(kāi)關(guān)17，打開(kāi)進(jìn)液開(kāi)關(guān)9，將儲(chǔ)液罐10中的水泥漿加入釜體1，加完后關(guān)閉進(jìn)液開(kāi)關(guān)9，操作計(jì)算機(jī)6打開(kāi)電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)攪拌桿7和攪拌葉片8轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌釜體1內(nèi)的水泥漿，模擬水泥漿的注替過(guò)程。打開(kāi)氮?dú)馄?和入壓開(kāi)關(guān)2，根據(jù)注替時(shí)的壓差調(diào)節(jié)限壓閥3，保持釜體1內(nèi)部的壓力為注替時(shí)環(huán)空與地層之間的壓差。通過(guò)溫控器11調(diào)節(jié)釜體1內(nèi)部的溫度，使其保持為地層溫度。打開(kāi)電子流量計(jì)22和排液開(kāi)關(guān)21，通過(guò)計(jì)算機(jī)6實(shí)時(shí)記錄流經(jīng)電子流量計(jì)22的濾液量，并通過(guò)計(jì)算機(jī)6計(jì)算得出水泥漿失水速度。一定時(shí)間后，操作計(jì)算機(jī)6關(guān)閉電動(dòng)機(jī)5停止攪拌，模擬水泥漿靜失水過(guò)程。測(cè)量結(jié)束后，關(guān)閉溫控器11、入壓開(kāi)關(guān)2和氮?dú)馄?，使釜體1內(nèi)溫度和壓力慢慢降低，打開(kāi)圍壓開(kāi)關(guān)17，操作手搖泵18卸載巖心12圍壓。待釜體1內(nèi)部溫度和壓力下降至常溫常壓后，取下堵頭19和巖心12，將釜體1內(nèi)部水泥漿排放到廢液缸23，完成實(shí)驗(yàn)。