Устройство для измерения расширения тампонажных материалов

р 1 604966 Со 1 оз Советскнт Социалистических Республик(51) М. Кл. Е 21 В 33/138 присоединением заявки23) Приоритет43) Опубликовано 3 осударственнын комитет овета Министров СССРпо делам изобретении ытий(45) та опубликования описания 25,04,7(72) Авторы изобретен В. Мальцев, В. С. Баженов, Д. Ф. Новохатский, И, С, Разув и М. М. Левкович есоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленностиаявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСШИРЕНИИ ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВав из автоклав Изобретение относится к устройствам для измерения объема твердетощих тампонажных материалов с применснисм термостатированных автоклавов высокого давления.Известно устройство для измерения объема тампонажных цементов, которое состоит из автоклавов высокого давления, гидравлических цилиндров с двухдисковыми дифференциальными поршнями, вмонтированных в верхние крышки автоклавов, измерительных бюреток, соединенных с междисковыми пространствами, заполненными маслом, грузового и воздушных компенсаторов 1.Недостатком известного устройства является то, что оно недостаточно точно ,позволяет измерить объем тампонажных цементов,Известно устройство для измерения объема цементного камня, состоящее из автоклава высокого давления с размещенным в нем стаканом с пробой исследуемого раствора, источников и измерителей давления и температуры, а также измерителя объема жидкости в автоклаве 21,Однако принятый принцип измерения объемных изменений, который основан на изменении объема жидкости в автоклаве неверен, так как установлено, что изменение давления в автоклаве зависит в основном от степени поглощения воды при гидратации вяжущего материала и прямо не связано с изменением объема твердеющего образца. Например, увеличение объема твердеющего образца может происходить с одновременным падением дав ления в автоклаве. Кроме того, образец находится в открытом стакане, что не соответствует истинным условиям в скважине, где цемент при расширении встречает сопротивление глинистой корки, образовавшейся на 10 стенках скважины,Целью изобретения является повышениеточности измерения.Поставленная цель достигается тем, чтоизмеритель расширения снабжен механизмом 15 создания заданной нагрузки на образец, причем механизм создания заданной нагрузки на образец выполнен в виде тарированной пружины с регулируемой степенью сжатия.Устройство позволяет с большим прибли жением имитировать условия изменения объема цементного камня в скважине, что значительно повышает точность измерений.На чертеже схематически изображено устройство для измерения объемных изменений 25 твердеющих тампонажных материалов придавлении до 1000 кГс/сма и температуре до 200 С, включающее в себя группу одинаковых автоклавов.Устройство состоит а 1 с всткой 2, масляной бани 3, источника 4 давления, предохранительного клапана 5, указателя 6 давления, нагревателя 7, блока 8 питания и блока 9 слежения.Автоклав 1 снабжен стаканом 10, измерителем величины объемных изменений, состоящим из лерфорированного поршня 11, связанного штоком с плунжером 12, и катушки 13, пружиной 14, нажимной гайкой 15 с шкалой 16, механизмом 17 создания нагрузки, индикатором 18, вентилем 19 выпуска воздуха. В масляной бане 3 установлен термометр 20.Принцип действия устройства следующий.Измерение объемных изменений тампонажного материала производится по перемещению поршня 11, находящегося в контакте с образцом и связанного с плунжером 12, В зависимости от положения катушки 13 относительно плунжера 12 блок слежения с помощью механизма 17 создания нагрузки регулирует степень сжатия пружины 14, создавая нагрузку на поршень 11. По мере изменения объема образца нагрузка может сохраняться постоянной или изменяться согласно условию опыта.Для проведения опыта тампонажный раствор заливают в стакан 10 и, закрепив его на вставке 2, вместе с поршнем 11 помещают в автоклав 1. После заполнения системы рабочей жидкостью и выпуска воздуха через вентиль 19, создания требуемых давления и температуры дают необходимую выдержку во времени и создают с помощью механизма 17 создания нагрузки нагрузку на образец, заданную условиями опыта, перемещая катушку 13 относительно плунжера 12. Величина нагрузки обуславливается степенью сжатия пружины 14 и определяется по положению нажимной гайки 15 относительно неподвижной шкалы 16. При изменении объема образца тампонажного материала поршень 11 перемещается вверх или вниз, смещая плунжер 12. Блок 9 слежения с помощью катушки 13 и механизма 17 создания нагрузки отслежи вает положение плунжера 12, Величину перемещения катушки 13, а следовательно и величину перемещения поршня 11, измеряют индикатором 18.После окончания лроцесса измерений, про должительность которых доходит до 7 - 8 суток, установку выключают, охлаждают, разбирают и готовят к следующему опыту,Технико-экономическая эффективность устройства обуславливается повышением качест ва разобщения пластов, снижением расходовна повторное цементирование. Формула изобретения20 1. Устройство для измерения расширенийтампонажных материалов, содержащее размещенный в автоклаве стакан для пробы раствора, источники и измерители давления итемпературы и измеритель величины расшире 25 ния, отличающееся тем, что, с цельюповышения точности измерения, измерительрасширения снабжен механизмом созданиязаданной нагрузки на образец,2. Устройство по п. 1, отличающееся30 тем, что механизм создания заданной нагрузки на образец выполнен в виде тарированнойпружины с регулируемой степенью сжатия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Авторское свидетельство СССР 137809,кл. 6 01 В 13/00, 1960.2. Юзабашев Г. С Фаркушин Л. Х. О влиянии объемного изменения цементного камняна передачу давления цементным кольцом.40 Труды ВНИИБТ, вып. 1 Х, М., 1963, с. 52,604966Составитель В. Шестимирова Редактор Т, Морозова Техред Н. Рыбкина Корректоры: Л, Деиискина и Н. федороваПодписное Заказ 509(5 Изд.374 Тираж 734 НГ 10 Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Типография пр, Сапунова, 2