高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置的製作方法
2023-09-18 14:00:10 1
專利名稱：高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油與天然氣鑽井工程領域，特別涉及一種高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置。
背景技術：
隨著控制壓力鑽井和深井、超深井鑽井技術的發展，井筒內溫度、壓力變化對鑽井液性能以及井控帶來的影響越來越受重視。由於鑽井所遇情況以及鑽井液種類的複雜多變性，高溫高壓條件下預測鑽井液物性參數的經驗模型精度和適用範圍有限，需要一種高溫高壓下鑽井液物性參數測量裝置，用實測方法找出鑽井液參數隨溫度壓力的變化規律，建立在高溫高壓條件下鑽井液的密度、導熱係數和比熱的測量裝置，對預測鑽井井筒溫度場、壓力場進而對井控有著重要的意義。現有儀器普遍存在著很大不足，如精度不夠，加壓加溫能力不足，測量參數單一，費時費力等。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置。該裝置可在溫度300°C、壓力150MPa以內對鑽井液的密度、導熱係數和比熱同時進行測量，得到不同溫度、壓力條件下鑽井液物性參數值，為井筒溫度場、壓力場預測提供重要依據。並且具有精度高，加壓加溫能力足，測量參數多，使用方便的優點。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案高溫高壓鑽井液物性參數測量裝置，包括手柄、螺旋副、液壓缸和壓力筒；所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端與手柄固定連接，另一端與螺母螺紋連接；所述液壓缸包括相互連通的液壓細徑管和液壓寬徑缸，所述螺旋副的螺母設置在液壓細徑管內，所述液壓寬徑缸上設有壓力表，該液壓寬徑缸內設有液壓缸活塞；所述壓力筒分為相互連通的壓力細徑管和壓力寬徑缸，所述壓力細徑管內設有壓力筒活塞；所述液壓缸活塞和壓力筒活塞之間通過一活塞杆固定連接，該活塞杆上設有遊標；所述壓力筒的缸體從內到外依次包括內膽、纏繞在陶瓷內膽上的電阻絲、保溫材料層和金屬外殼；該壓力筒的寬口端設有可拆卸的固定金屬底座。優選地，所述的保溫材料採用蛭石粉。優選地，所述的內膽採用陶瓷材質。優選地，所述的金屬底座上接入鑽井液熱物性參數測量部件，例如鉬絲、熱電偶和
/導線等。本實用新型的有益效果如下本裝置可在溫度300°C、壓力150MPa範圍內同時測量鑽井液密度、導熱係數和比熱三種物性參數，測量精度高，便於裝配拆卸，由計算機實現對系統溫度的控制，有利於精確控制井筒溫度場和壓力場，對控壓鑽井及深井超深井等安全鑽進有著重要意義。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1參見圖1所示，高溫高壓鑽井液物性參數測量裝置，包括手柄1、螺旋副2、液壓缸3和壓力筒13 ；所述螺旋副2包括螺杆21和螺母22，所述螺杆21 —端與手柄I固定連接，另一端與螺母22螺紋連接；螺旋副2運動形式為螺母22不轉動，螺杆21轉動並實現螺母22按軸線方向的直線運動，螺杆21和螺母22主要承受轉矩和軸向載荷(拉力或壓力)的作用，同時在螺杆21和螺母22的旋合螺紋間有較大的相對滑動。 所述液壓缸3包括相互連通的液壓細徑管31和液壓寬徑缸32，所述螺旋副2的螺母22設置在液壓細徑管31內，所述液壓寬徑缸32上設有壓力表4，該液壓寬徑缸32內設有液壓缸活塞5 ；所述壓力筒13分為相互連通的壓力細徑管和壓力寬徑缸，所述壓力細徑管內設有壓力筒活塞7 ；所述液壓缸活塞5和壓力筒活塞7之間通過一活塞杆6固定連接，該活塞杆6上設有遊標10 ;活塞杆6是傳遞壓力和運動的零件，承受軸向壓力，在活塞杆6上固定遊標10，通過遊標10在測量尺上的位移變化，測量出活塞在圓管中的位移；所述壓力筒13的缸體從內到外依次包括陶瓷內膽9、纏繞在陶瓷內膽9上的電阻絲8、蛭石粉層12和金屬外殼11 ;該壓力筒13的寬口端設有可拆卸的固定金屬底座14。本實用新型的工作原理如下人工轉動手柄1，帶動螺杆21 (絲槓)和螺母22組成的螺旋副2進行傳動對液壓缸3加壓，液壓缸3將壓力傳給液壓缸活塞5，再放大進一步傳給活塞杆6，從而通過壓力筒活塞7對壓力筒13加壓。液壓缸3上裝有壓力表4，根據傳遞關係可通過壓力表讀數計算出壓力筒內壓強大小。活塞杆6是傳遞壓力和運動的零件，承受軸向壓力，在活塞杆靠近液壓缸3處固定一個遊標4 (受溫度影響小)，通過遊標4在測量尺上的位移變化，測量出活塞在圓管中的位移；壓力筒13通過圓管中壓力筒活塞7位移的變化，測定鑽井液密度在不同溫度和壓力下的變化值；金屬底座14可進行拆卸，並通過螺栓連接固定在缸體上，將測熱導率和比熱容裝置退火鉬絲裝入腔體並把數據傳輸線路引至腔外，同時，測量時鑽井液從金屬底座進出；測定時，常溫常壓下將鑽井液放入壓力筒13內，由電源加熱到指定溫度，由手柄、螺旋副和液壓缸等將壓力加壓到指定壓力值；採用瞬態熱線法測量鑽井液導熱係數，根據系統的熱平衡測量比熱，當測量鑽井液熱物性參數時，鉬絲會有瞬態電流通過，熱電偶將試樣溫度信號轉化為電信號傳給數據採集系統，用計算機實現對整個測量過程的控制。顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬於本實用新型的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之列。
權利要求1.高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置，其特徵在於包括手柄、螺旋副、液壓缸和壓力筒； 所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端與手柄固定連接，另一端與螺母螺紋連接； 所述液壓缸包括相互連通的液壓細徑管和液壓寬徑缸，所述螺旋副的螺母設置在液壓細徑管內，所述液壓寬徑缸上設有壓力表，該液壓寬徑缸內設有液壓缸活塞； 所述壓力筒分為相互連通的壓力細徑管和壓力寬徑缸，所述壓力細徑管內設有壓力筒活塞; 所述液壓缸活塞和壓力筒活塞之間通過一活塞杆固定連接，該活塞杆上設有遊標；所述壓力筒的缸體從內到外依次包括內膽、纏繞在內膽上的電阻絲、保溫材料層和金屬外殼；該壓力筒的寬口端設有可拆卸的固定金屬底座。
2.根據權利要求1所述的高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置，其特徵在於所述的保溫材料層採用蛭石粉。
3.根據權利要求1所述的高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置，其特徵在於所述的內膽採用陶瓷材質。
4.根據權利要求1所述的高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置，其特徵在於所述的金屬底座上接入鑽井液熱物性參數測量部件。
專利摘要高溫高壓條件下鑽井液物性參數的測量裝置，包括手柄、螺旋副、液壓缸和壓力筒；所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端與手柄固定連接，另一端與螺母螺紋連接；所述液壓缸包括液壓細徑管和液壓寬徑缸，所述螺旋副的螺母設置在液壓細徑管內，所述液壓寬徑缸上設有壓力表，該液壓寬徑缸內設有液壓缸活塞；所述壓力筒分為相互連通的壓力細徑管和壓力寬徑缸，所述壓力細徑管內設有壓力筒活塞；所述液壓缸活塞和壓力筒活塞之間通過一活塞杆固定連接；所述壓力筒的缸體從內到外依次包括內膽、纏繞在內膽上的電阻絲、保溫材料層和金屬外殼。本裝置可在溫度300℃、壓力150MPa範圍內同時測量鑽井液密度、導熱係數和比熱三種物性參數，測量精度高，便於裝配拆卸。
文檔編號G01N25/20GK202854000SQ20122053816
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者王廷春, 李千登, 賀輝宗, 商翼, 梁海明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院