Устройство для определения седиментационной устойчивости высококонцентрированных связнодисперсных суспензий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(51)М. Кл Е 21 В 33/138 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 622. 245.42 088 8) Дата опубликования описания 230980(72) Авторы изобретения А. В. Черненко и А. Е. Горлов Всесоюзный научно-исследовательский институтпо креплению скважин и буровым растворам(71) Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕДИМЕНТАЦИОЙЦОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СВЯЗНОДИСПЕРСНЬХ СУСПЕНЗИЙ ф фф Ди(54) Изобретение относится к области исследования физических свойств высококонцентрированных свяэнодисперсных суспензий, например тампонажных растворов, применяемых для креп ления скважин.Известен прибор для определения способом отстаивания седиментационной устойчивости суспензий, представляющий собой вертикальный стеклянный цилиндр 1На точность определения седиментационной устойчивости в этом приборе оказывают влияние состояние и Форма ограничивающих поверхностей вмещающей 15 среды, т. е. внешние факторы, которые могут фыть расценены как помехи.Известен также прибор, состоящий иэ цилиндра с дном-фильтром, балласта, закрепленного в нижней части, 20 и поплавка, расположенного в средней части прибора 2).В данном приборе седиментация твердой Фазы суспензии осуществляется вместе с вмещающей средой. Иссле дуемый тампонажный раствор заливается в рабочий цилиндр прибора, затем прибор помещается. в сосуд с жидкостью идентичной дисперсионной среде. О седиментационной устойчивости сус пензии судят по высоте слоя жидкости, появившейся над дисперсной Фазой в, рабочем цилиндре через время, достаточное для охарактеризования суспензии.С момента заливки тампонажного раствора в прибор и до погружения и уравновешивания его на плаву в жидкости давление на фильтр со стороны суспенэии превышает давление с противоположной стороны, что приводит к отфильтровыванию дисперсионной среды через Фильтр и образованию на нем корки из частиц дисперсной фазы. Выпадение частиц на дно вмещаемого цилиндра, в данном случае на фильтр (так называемый придонный эффект), который интенсифицируется для седиментационно неустойчивых суспензий по мере ослабления структурных связей между частицами, может привести к образованию зоны уплотнения на фильтре.Проницаемость прифильтровой зоны из-за наличия фильтрационной корки и уплотненного придонного слоя значительно ниже проницаемости порового пространства исследуемой суспензии, что приводит к погрешностям в определении ее седиментационной ус 765498Формула изобретения 1, Устройстно для определения седиментационной устойчивости высококонцентрированных связнодисперсных суспенэий, содержащее измерительный ирабочий цилиндры, балласт, фильтр и 45 поплавок, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения путем устранения влиянияфильтрационной корки и уплотненногопридонного слоя на измерения,.рабочий 50 цилиндр выполнен из днух коаксиаль -но размещенных частей, соединенныхфильтром, причем последний снабженклапаном.2. Устройстно по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что клапан выполнен в виде эластичной шайбы,тойчиности, а именно к завышению ее значений.Целью изобретения является повышение точности измерения путем устранения влияния фильтрационной корки и уплотненного придонного слоя на измерения. 5Это достигается выполнением рабочего цилиндра из двух коаксиально размещенных частей, соединенных Фильтром, причем последний снабжен клапаном, выполненным н виде эластич- О ной шайбы.На Фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на Фиг. 2 клапан-ФильтрПрибор включает нижний 1 и 15 верхний 2 рабочие цилиндры, между которыми помещен клапан-Фильтр 3. Цилиндры 1 и 2 соединяются перевод- ником 4 с отверстиями 5. Снизу нижний рабочий цилиндр закрыт кожухом-балластом б, в котором помещен регулировочный балласт 7. Измерительный цилиндр 8 крепится с помощью разъема 9 к нерхней части цилиндра 2. Поплавок 10 размещен на верхнем рабочем цилиндре 2 и предназначен для удер живания прибора в плавающем состоянии. При тарировке и н рабочем состоянии прибор помещается в жидкость, которая заливается в емкость 11. На фиг. 2 изображена эластичная шай- ЗО ба 12.Перед проведением работ по определению седиментационной устойчивости суспензии прибор тарируется.Исследование седиментационной ус- З 5 тойчивости суспензии производится следующим образом.Снимается измерительный цилиндр 8 и в свободные от жидкости нижний 1 и верхний 2 рабочие цилИндры заливается суспензия. При этом давление у клапана-фильтра 3 со стороны цилиндров 1 и 2 больше атмосферного и клапан-фильтр закрыт. После заливки суспензии крепится измерительный цилиндр 8 и собранный седиментометр помещается в жидкость, идентичную дисперсионной среде, При уравновешивании н плавающем состоянии данление У клапана-Фильтра 3 в полости цилиндров 1,2 и снаружи сравняется. При снижении давления в цилиндрах 1 и 2 в результате зависания твердой Фазы и частичного ее выпадения на дно нижнего рабочего цилиндра 1 клапан 3 откроется и под действующим перепадом давления жилкость будет фильтроваться через структуру суспензии.По истечении времени, достаточного для охарактеризонания суспензии, замеряется высота жидкости .в измерительном цилиндре 8. Эта высота ха- ЬО оактеризует седпментационную устойчивость суспензии.Расположение фильтра на некотором определенном расчетом 1 расстоянии от дна рабочего цилиндра позволяет зна чительно ослабить влияние зоны уплотнения(придонного эффекта)на величину седиментационного водоотделения суспензий.Оснащение Фильтра обратным клапаном предотвращает отфильтровынание дисперсионной среды и образование фильтрационной корки на Фильтре и тем самым позволяет устранить ее влияние на величину седиментационного водоотделения суспензии.Наличие разъема между измерительным и рабочим цилиндрами повышает технологичность загрузки прибора, исключает воэможность попадания суспензии на стенки измерительного цилиндра и, следовательно, создание нескомпенсированного перепада давления на клапане-Фильтре, приводящего к искажению результатов определения седиментационной устойчивости суспензий.Необходимость оценки седиментационной устойчивости тампонажных растворов диктуется требованиями к безаварийности и качеству крепления скважин. Применение седиментационно устойчивых тампонажных растворов является необходимым условием Формирования герметичного затрубного пространства, обеспечивающего отсутствие межпластовых перетоков и флюидопроявлений на всем протяжении срока службы скважины, чтб позволит избежать невосполнимых потерь нефти и газа, загрязнения недр и окружающей среды, уменьшить затраты на аварии и ремонтные работы, связанные с некачественным цементированием. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе 1, 1. Булатов А. И, Технология цементирования нефтяных и газовых скважин - М Недра, 1973, с. 56.2, Авторское свидетельство СССР 9 560970, кл. Б 21 В 33/138, 10.0275 прототипактор Т. Смирн уск аэ 6472 4/5 филиал Патент , г, Уагород, ул. Проектна 3 Тирам б 6 ВНИИПИ Государствен по делам изоб 113035, Москва, ЖПодписи о комитета СССР еннй и открытий Раушская наб., д