專利名稱：頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置是一種應(yīng)用于石油鉆井、采油技術(shù)領(lǐng)域的專用測(cè)試、評(píng)價(jià)儀器。主要測(cè)試泥頁(yè)巖樣品的水化膨脹規(guī)律；評(píng)價(jià)相關(guān)化學(xué)處理劑抑制泥頁(yè)巖水化膨脹的性能。本儀器在模擬井下地層溫度、壓力條件下，檢測(cè)泥頁(yè)巖膨脹規(guī)律，優(yōu)選降低泥頁(yè)巖膨脹的化學(xué)處理劑及合理配比，以解決石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定井壁問(wèn)題。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在生產(chǎn)的頁(yè)巖膨脹試驗(yàn)儀器有兩種類型。一種是常溫、常壓條件下的試驗(yàn)儀器。它是由樣品杯、感應(yīng)盤(pán)、感應(yīng)元件、感應(yīng)線圈、顯示表等所組成。沒(méi)有加壓裝置，無(wú)加熱機(jī)構(gòu)，不能進(jìn)行高溫(150℃)、高壓(100MPa)條件下測(cè)試。另一種試驗(yàn)儀器有加熱、加壓和密封裝置，能模擬井下高溫、高壓條件，進(jìn)行泥頁(yè)巖水化膨脹試驗(yàn)。是由樣品杯、感應(yīng)盤(pán)、感應(yīng)元件、加熱杯、顯示表等所組成。感應(yīng)元件固定在感應(yīng)盤(pán)上。這種結(jié)構(gòu)，最大缺點(diǎn)是感應(yīng)元件與被測(cè)試的泥頁(yè)巖樣品同時(shí)受溫度影響，使感應(yīng)元件發(fā)生位移，形成測(cè)量誤差，使感應(yīng)信號(hào)不穩(wěn)定；其次，這種試驗(yàn)儀器沒(méi)有調(diào)零點(diǎn)機(jī)構(gòu)。泥頁(yè)巖樣品高度有差異，感應(yīng)盤(pán)接觸泥頁(yè)巖樣品表面，會(huì)使原始零點(diǎn)發(fā)生變化，不能確定初始零點(diǎn)。另外，現(xiàn)有技術(shù)采用壓縮氣體為樣品杯充氣加壓，不能達(dá)到測(cè)試時(shí)要求的模擬井下壓力。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是改變感應(yīng)盤(pán)與感應(yīng)元件的連接方式，增加剛性隔離管和連接桿，使樣品杯與感應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)分開(kāi)并遠(yuǎn)離；增加外置調(diào)零機(jī)構(gòu)，克服不能進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)；解決只能充氣加壓的缺點(diǎn)，設(shè)逐級(jí)增壓機(jī)構(gòu)。提高頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置在高溫、高壓條件下測(cè)試泥頁(yè)巖膨脹數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性。
本申請(qǐng)的頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置有加熱器、感應(yīng)盤(pán)、感應(yīng)元件、樣品杯、顯示器等。樣品杯與杯蓋螺紋連接并密封。剛性隔離管焊接在杯蓋上。剛性隔離管內(nèi)徑為5-20毫米，長(zhǎng)度為20-200毫米。連接桿下端與感應(yīng)盤(pán)固定，連接桿上端連接感應(yīng)元件。連接桿直徑為2-10毫米，長(zhǎng)度為50-400毫米。感應(yīng)盤(pán)直徑為10-50毫米，厚度為0.5-3毫米。感應(yīng)盤(pán)上均勻分布有10-50個(gè)孔，孔的直徑為1-5毫米。樣品杯與剛性隔離管接頭之間有密封圈，樣品杯、杯蓋與剛性隔離管形成密封室。在剛性隔離管外部有感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈的內(nèi)徑為5-20毫米，外徑為10-40毫米，長(zhǎng)度為50-500毫米。用導(dǎo)線將感應(yīng)線圈和顯示器連接，感應(yīng)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線輸送到顯示器。感應(yīng)線圈固定在調(diào)零機(jī)構(gòu)上。調(diào)零機(jī)構(gòu)可以是手動(dòng)的、電動(dòng)的或是液壓驅(qū)動(dòng)的。樣品杯和調(diào)壓機(jī)構(gòu)用高壓管連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，采用剛性隔離管結(jié)構(gòu)，使感應(yīng)元件在剛性隔離管內(nèi)部，感應(yīng)線圈在剛性隔離管外部，高溫、高壓對(duì)感應(yīng)線圈也不產(chǎn)生影響。感應(yīng)元件與感應(yīng)盤(pán)中間有連接桿，使感應(yīng)元件遠(yuǎn)離加熱器，解決了溫度對(duì)感應(yīng)元件的影響問(wèn)題。有外設(shè)調(diào)零機(jī)構(gòu)，使感應(yīng)線圈可以上下調(diào)整。當(dāng)泥頁(yè)巖樣品高度改變時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整感應(yīng)線圈的位置，調(diào)整原始零點(diǎn)。采用調(diào)壓機(jī)構(gòu)，傳壓介質(zhì)為液體，使加壓裝置體積減少，達(dá)到所需的井下高壓。


本申請(qǐng)附圖是頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置剖面示意圖。是一種采用手動(dòng)調(diào)零機(jī)構(gòu)的頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置。
具體實(shí)施方式
樣品杯(2)放在加熱器(1)內(nèi)。剛性隔離管(7)焊接在杯蓋(6)上。樣品杯(2)與杯蓋(6)螺紋連接并密封，其之間有兩道密封圈，剛性隔離管(7)的壁厚為2毫米，內(nèi)部可以承受高溫高壓。感應(yīng)元件(11)通過(guò)連接桿(5)固定在感應(yīng)盤(pán)(4)上。泥頁(yè)巖樣品(3)放入樣品杯(2)內(nèi)。連接桿(5)長(zhǎng)度為180毫米，直徑為4毫米。感應(yīng)盤(pán)(4)直徑為20毫米，厚度為2毫米。感應(yīng)盤(pán)(4)上均勻分布18個(gè)孔，孔的直徑為2毫米。剛性隔離管(7)外部上端有感應(yīng)線圈(10)。剛性隔離管(7)的內(nèi)徑為5毫米，外徑為9毫米，長(zhǎng)度為200毫米。感應(yīng)線圈(10)的內(nèi)徑為10毫米，外徑為20毫米，長(zhǎng)度為150毫米。用螺釘將感應(yīng)線圈(10)固定在安裝套(12)上。調(diào)零機(jī)構(gòu)由調(diào)節(jié)螺桿(13)、固定板(14)、支架導(dǎo)軌(9)組成。支架導(dǎo)軌(9)固定在底板(8)上。調(diào)整螺桿(13)與固定板(14)之間矩型螺紋連接，其下端與安裝套(12)固定。旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿(13)手柄可以上下調(diào)整安裝套(12)，帶動(dòng)感應(yīng)線圈(10)上下運(yùn)動(dòng)達(dá)到調(diào)零目的。加壓缸(15)和加壓活塞(16)提供初級(jí)壓力，驅(qū)動(dòng)增壓活塞(17)，使增壓缸(18)內(nèi)部試驗(yàn)液體經(jīng)高壓管(19)輸送到樣品杯(2)內(nèi)部。樣品杯(2)內(nèi)部能達(dá)到所需要的模擬井下高壓。
權(quán)利要求1.一種頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置是由加熱器(1)、感應(yīng)盤(pán)(4)、樣品杯(2)、顯示器等所組成，其特征在于樣品杯(2)與杯蓋(6)用螺紋連接并密封，剛性隔離管焊接在杯蓋(6)上，剛性隔離管(7)內(nèi)徑為5-20毫米，長(zhǎng)度為20-200毫米，連接桿(5)下端與感應(yīng)盤(pán)(4)固定連接，連接桿(5)上端連接感應(yīng)元件(11)，連接桿(5)直徑為2-10毫米，長(zhǎng)度為50-400毫米，感應(yīng)盤(pán)(4)直徑為10-50毫米，厚度為0.5-3毫米，感應(yīng)盤(pán)(4)上均勻分布有10-50個(gè)孔，孔的直徑為1-5毫米，樣品杯(2)與剛性隔離管(7)組成密封室，在剛性隔離管(7)外部有感應(yīng)線圈(10)，感應(yīng)線圈(10)的內(nèi)徑為5-20毫米，外徑為10-40毫米，長(zhǎng)度為50-500毫米，用導(dǎo)線將感應(yīng)線圈和顯示器連接，感應(yīng)線圈(10)固定在調(diào)零機(jī)構(gòu)上，樣品杯(2)和調(diào)壓機(jī)構(gòu)用高壓管(19)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于調(diào)零機(jī)構(gòu)由調(diào)節(jié)螺桿(13)、安裝套(12)、固定板(14)、支架導(dǎo)軌(9)組成，安裝套(12)內(nèi)固定感應(yīng)線圈(10)，調(diào)節(jié)螺桿(13)與固定板(14)之間用螺紋連接，其下端與安裝套(12)固定。
3.如權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于逐級(jí)升壓機(jī)構(gòu)采用加壓缸(15)、加壓活塞(16)推動(dòng)增壓活塞(17)，使增壓缸(18)內(nèi)溶液達(dá)到所需高壓，通過(guò)高壓管(19)進(jìn)入樣品杯(2)。
專利摘要本申請(qǐng)頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置是一種應(yīng)用于石油鉆井、采油技術(shù)領(lǐng)域測(cè)試、評(píng)價(jià)泥頁(yè)巖水化膨脹性能或有關(guān)處理劑抑制性能的儀器。本儀器模擬井下地層的溫度、壓力進(jìn)行檢測(cè)。采用剛性隔離管(7)與杯蓋(6)焊接，樣品杯(2)與杯蓋(6)螺紋連接，使樣品杯(2)與感應(yīng)元件(11)實(shí)現(xiàn)分開(kāi)并遠(yuǎn)離，克服高溫對(duì)感應(yīng)部件的影響；采用外置調(diào)零機(jī)構(gòu)和逐級(jí)增壓機(jī)構(gòu)。提高頁(yè)巖膨脹模擬試驗(yàn)裝置在高溫、高壓條件下測(cè)試泥頁(yè)巖膨脹數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性。
文檔編號(hào)G01N25/00GK2575664SQ02256990
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月15日
發(fā)明者郭寶利 申請(qǐng)人:華北石油管理局鉆井工藝研究院