一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置製造方法

2023-12-03 23:56:41

一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，主要由左側板、右側板、前側板和後側板、底板和蓋板組成，左側板和右側板為帶有兩條豎槽，槽的兩側分布有連接孔的平直板，其有效高度的延長部分帶有起吊孔；前側板和後側板為平直板，分別嵌入左側板與右側板的豎槽中，用連接螺釘通過連接孔將右側板與左側板連接，使左側板、右側板、前側板和後側板形成內空為正方形橫截面的立柱體；將底板與立柱體連接，蓋板蓋於立柱體頂部，形成底部和四周密封、內空橫截面為正四邊形的盛裝水泥漿的立柱體。本實用新型原理可靠，操作簡便，適用性強，利用該裝置可提供更合理設計高密度和超高密度水泥漿綜合性能的手段和方法，以滿足高密度條件固井的要求。
【專利說明】一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油勘探開發領域鑽井工程中固井用超高密度水泥漿凝結穩定性指標確定與評價的裝置。

【背景技術】
[0002]油氣井固井水泥漿的穩定性是否良好，會直接影響固井質量。為此，國內外有關公司、研究機構和學者提出了一些測試評價水泥漿沉降穩定性的方法:國外英國BP公司1990年研究出一種單筒式水泥沉降管和試驗方法，測試評價水泥漿的穩定性；美國Halliburton公司用BP沉降法測定水泥漿穩定性，並採用稠化儀的停泵試驗定性測定水泥漿穩定性對施工安全的影響。國內測試評價水泥漿沉降穩定性的裝置有:多筒組合式水泥漿穩定性測試模(CN2116902U)，快拆裝式水泥漿沉降穩定性檢測裝置(CN202854006U)等。評價水泥漿沉降穩定性的方法有:國家標準GB/T19139 - 2012《油井水泥試驗方法》，其「15.6沉降試驗」中規定了水泥漿靜態沉降穩定性的測試評價方法；國內有多位學者也探討了水泥漿穩定性的測試評價方法，如胡澤華，吳忠孚，黃柏宗.油井水泥漿高溫高壓穩定性的測試[J].1992(5);陶世平.固井水泥漿的穩定性探討[J].西部探礦工程，1998 (3)；黃柏宗，李寶貴，李希珍，等.模擬井下溫度壓力條件的水泥漿沉降穩定性研究[J].鑽井液與完井液，2000(2);於永金，靳建洲，齊奉忠，等.高溫深井固井水泥漿穩定性探討[J].西部探礦工程,2012 (5)等。除美國Halliburton公司結合了稠化儀停泵試驗定性測定穩定性對施工安全的影響外，國內外其他裝置和方法均為測試圓筒式沉降管中水泥漿靜置2小時的游離液百分比，或其凝結形成水泥石柱的縱向密度變化百分比。相關標準中，只對水泥漿的自由液規定了具體指標，如行業標準SY/T6544 - 2010《油井水泥漿性能要求》中規定了常規密度水泥漿和密度1.60g/cm3低密度水泥漿游離液百分比的指標；《鑽井手冊》第二版(上冊)中，在描述「水泥漿穩定性」要求時，引述國家標準GB/19139，給出了「要求水泥石柱頂部和底部的密度差不大於0.05g/cm3」的指標，但在該國標中實際並無此值的具體要求。因此，迄今仍沒有具體規定水泥漿凝結形成水泥石柱縱向密度變化的沉降穩定性指標及其確定方法，尤其是高密度和超高密度水泥漿。
[0003]在實際工程中，往往用游離液指標作為水泥漿沉降穩定性設計指標，或參照行業標準SY/T5374.1 - 2008《固井作業規範》中施工作業對密度波動的要求，作為水泥漿沉降穩定性的指標。用停泵試驗定性考察短期靜置的沉降對施工安全的影響，對於工程實際，不同密度水泥漿在達到相同游離液指標的前提下，要實現綜合性能的良好協調，其設計難度是不同的，尤其是高密度和超高密度水泥漿，過分追求沉降穩定性會犧牲水泥漿的配漿性能、流動性和水泥石的封固強度。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，該裝置基於模擬井下溫度條件下，高密度水泥漿凝結形成水泥石柱的頂部段抗壓強度剛好滿足工程要求所對應的水泥石柱縱向密度分布的底部與頂部差值，作為該水泥漿的沉降穩定性密度差的限制指標，更接近工程實際。
[0005]為達到以上技術目的，本實用新型提供以下技術方案。
[0006]—種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，主要由左側板、右側板、前側板和後側板、底板和蓋板組成，所述左側板和右側板為帶有兩條豎槽，槽的兩側分布有連接孔的平直板，其有效高度的延長部分帶有起吊孔，用於起吊裝置。
[0007]所述前側板和後側板為平直板，高度等於左側板和右側板的有效高度，就是盛裝水泥漿的有效高度，前側板和後側板分別嵌入左側板與右側板的豎槽中，用連接螺釘通過連接孔將右側板與左側板連接，使左側板、右側板、前側板和後側板形成內空為正方形橫截面的立柱體。
[0008]所述底板用底板連接螺釘，通過底板螺栓孔與左側板底部螺孔和右側板底部螺孔，將底板與立柱體連接，所述蓋板蓋於立柱體頂部，形成底部和四周密封、內空橫截面為正四邊形的盛裝水泥漿的立柱體。
[0009]該立柱體的有效高度為內空正方形邊長的整倍數，如5?7倍，再加上橫向等分切割該立柱體盛滿水泥漿凝結形成水泥石柱的損耗量。
[0010]由於該裝置密封部位均為平直面，塗抹一薄層密封脂就能有效密封，易拆裝、操作簡單方便。
[0011]該裝置也可單用於測試水泥石柱的縱向密度分布，評價水泥漿的沉降穩定性。
[0012]與現有技術相比，本實用新型原理可靠，操作簡便，適用性強，利用該裝置可提供更合理設計高密度和超高密度水泥漿綜合性能的手段和方法，以滿足高密度條件固井的要求，具有廣闊的市場前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖中:1 一左側板，2—左側板連接孔，3—左側板豎槽，4一左側板底部螺孔，5—底板，6—底板連接螺釘，7—蓋板，8—右側板底部螺孔，9一右側板，10—右側板連接孔，11-連接螺釘，12一起吊孔，13一右側板豎槽，14 一前側板和後側板。

【具體實施方式】
[0015]下面根據附圖和實施例進一步說明本實用新型。
[0016]見圖1。
[0017]一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，主要由左側板1、右側板9、前側板和後側板14、底板5和蓋板7組成,所述左側板I和右側板9為平直板,左側板I帶有兩條左側板豎槽3，槽的兩側分布有左側板連接孔2，右側板9帶有兩條右側板豎槽13，槽的兩側分布有右側板連接孔10，左側板I和右側板9有效高度的延長部分帶有起吊孔12，用於起吊裝置。
[0018]所述前側板和後側板14為平直板，高度等於左側板和右側板的有效高度，就是盛裝水泥漿的有效高度，前側板和後側板分別嵌入左側板豎槽3與右側板豎槽13中，用連接螺釘11通過右側板連接孔10和左側板連接孔2將右側板與左側板連接，使左側板、右側板、前側板和後側板形成內空為正方形橫截面的立柱體。
[0019]所述底板5用底板連接螺釘6，通過底板螺栓孔與左側板底部螺孔4和右側板底部螺孔8，將底板與立柱體連接，所述蓋板7蓋於立柱體頂部，形成底部和四周密封、內空橫截面為正四邊形的盛裝水泥漿的立柱體。
[0020]該立柱體的有效高度為內空正方形邊長的整倍數(5?7倍)，再加上橫向等分切割該立柱體盛滿水泥漿凝結形成水泥石柱的損耗量。
[0021]本實用新型所述裝置盛裝水泥漿內空正方形的邊長，以國家標準GB10238《油井水泥》和美國API標準中規定測試水泥石抗壓強度時，試模應為50.8mmX 50.8mmX 50.8mm立方體，據此確定邊長為50.8mm,高度為邊長50.8mm的整倍數η再加上(η_1)個切割水泥石的損耗量(一個切割損耗量一般為2mm)。這樣，利用本實用新型測定的抗壓強度的方法，與國家標準和美國API標準一致，這更據說服力。
[0022]本實用新型中，根據水泥漿養護釜的釜體空間，一般取η = 5?7，常取η = 6，則裝置盛裝水泥漿的總有效高度為6X50.8mm+(6 — I) X2mm = 314.8mm，試驗可得到6塊50.8mmX 50.8mmX 50.8mm正方體水泥石試件,用於測試抗壓強度和密度分布。
[0023]該裝置在裝配前，參照GB/T10139 — 2012《油井水泥試驗方法》的「7.5.1試模準備」的方法，將該裝置的密封面塗抹一薄層密封脂和裝置內部盛裝水泥漿的表面塗抹一薄層脫模劑後，連接各組成部分。注意各連接螺釘逐步緊固，使各密封面受力均勻確保密封。使用的密封脂和脫模劑，按參照GB/T10139 - 2012《油井水泥試驗方法》的「7.4.7試模密封脂」和「7.4.8脫模劑」的要求選用。
【權利要求】
1.一種確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，主要由左側板(I)、右側板(9)、前側板和後側板(14)、底板(5)和蓋板(7)組成，其特徵在於，所述左側板⑴和右側板(9)為平直板，左側板(I)帶有兩條左側板豎槽(3)，槽的兩側分布有左側板連接孔(2)，右側板(9)帶有兩條右側板豎槽(13)，槽的兩側分布有右側板連接孔(10)，左側板(I)和右側板(9)帶有起吊孔(12);所述前側板和後側板(14)為平直板，高度等於左側板和右側板的有效高度，前側板和後側板分別嵌入左側板豎槽(3)與右側板豎槽(13)中，用連接螺釘(11)通過右側板連接孔(10)和左側板連接孔(2)將右側板與左側板連接，使左側板、右側板、前側板和後側板形成內空為正方形橫截面的立柱體；所述底板(5)用底板連接螺釘￠)，通過底板螺栓孔與左側板底部螺孔(4)和右側板底部螺孔(8)，將底板與立柱體連接，所述蓋板(7)蓋於立柱體頂部，形成底部和四周密封、內空橫截面為正四邊形的盛裝水泥漿的立柱體。
2.如權利要求1所述的確定高密度水泥漿沉降穩定性指標的裝置，其特徵在於，所述立柱體的有效高度為內空正方形邊長的5?7倍，再加上橫向等分切割該立柱體盛滿水泥漿凝結形成水泥石柱的損耗量。
【文檔編號】G01N15/04GK204101409SQ201420591023
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】張玉平, 楊遠光, 宋元洪, 楊海濤, 和建勇, 宋劍鳴, 陳 光, 朱澤鑫 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司, 西南石油大學