專利名稱：高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)中，模擬地層高溫高壓狀態(tài)下，測(cè)量鉆井液密度的裝置，屬于鉆井液性能測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)在油氣田鉆井過(guò)程中采用地面測(cè)量的鉆井液密度，作為井下鉆井液的密度來(lái)計(jì)算。它忽視了井底高溫、高壓對(duì)鉆井液密度、性能的影響；從而導(dǎo)致在窄安全密度窗口井段鉆井時(shí)安全密度窗口被突破。造成井下復(fù)雜情況的發(fā)生，引起井噴、井漏、井塌等重大事故，甚至引起重大的人生傷亡事故，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于鉆井液的液柱壓力都是隨著油氣井的深度增加而增加，根據(jù)不同深度帶來(lái)的壓力、溫度對(duì)鉆井液密度的影響顯得尤為重要。建立在高溫高壓條件下鉆井液密度的測(cè)量裝置、評(píng)價(jià)溫度梯度和壓力對(duì)鉆井液密度的影響，以及不同鉆井液體系的高溫高壓性能對(duì)鉆井液密度的影響，作出定量的測(cè)量是目前油氣田深井鉆井作業(yè)中急待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置，它可在不同溫度即常溫至300℃、壓力為零到50MPa的范圍內(nèi)，模擬井下不同地層的鉆井液密度及不同鉆井液體系的高溫高壓性能對(duì)鉆井液密度的影響作出定量的測(cè)量；同時(shí)可評(píng)價(jià)井下不同溫度梯度環(huán)境對(duì)鉆井液密度及液柱壓力對(duì)鉆井液密度產(chǎn)生的影響，從而為鉆井工程設(shè)計(jì)和施工提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置，主要是由高壓釜體、活塞及活塞組件、釜體上、下蓋、油浴溫箱組成，其技術(shù)特征是將活塞及活塞組件5置入高壓釜體1中，裝上高壓釜體上蓋2，在高壓釜體上蓋2中安裝有溢流調(diào)壓閥3及進(jìn)壓閥4，高壓釜體上蓋2與高壓釜體1采用緊固螺栓16聯(lián)結(jié)；釜體上蓋2的中心園環(huán)孔的中間開(kāi)有二道密封園環(huán)凹槽嵌入O型硅橡膠制成的O形密封圈8，在活塞5園環(huán)表面上開(kāi)有凹槽嵌入用硅橡膠制成的O型密封圈12；在活塞桿5頂部安裝有活塞頂帽7，在活塞頂帽7與高壓釜體上蓋2的上端面裝有限位裝置6，在活塞頂帽7的上端面裝有千分表9，活塞組件5能在高壓釜體1中沿軸向運(yùn)移；高壓釜體下蓋10用緊固螺栓16與高壓釜體1的下端聯(lián)接，在高壓釜體下蓋10上裝有排液閥11；在釜體1的周圍為油浴溫箱，溫箱內(nèi)裝有加熱套13，加熱油腔14，隔熱保溫層20，在加熱箱體上蓋15上裝有電加熱器17，控溫傳感器18及溫度控制器19。加熱油腔14內(nèi)裝有HG-72H合成汽缸油為加熱介質(zhì)，隔熱層中加入石棉材料。在釜體上蓋2裝有一個(gè)進(jìn)壓閥4，采用壓力泵通過(guò)進(jìn)壓閥4將液壓油泵入高溫高壓釜體1上部的油腔內(nèi)，對(duì)釜體內(nèi)的活塞施加壓力，同時(shí)在釜體上蓋2頂部裝有0～50MPa的液體壓力表9，測(cè)定釜體1上部油腔內(nèi)的壓力；同時(shí)在釜體上蓋2安裝一個(gè)溢流調(diào)壓閥3，按所設(shè)定的壓力來(lái)控制釜體內(nèi)油腔的壓力，在釜體上蓋2上面安裝的限位裝置6是用來(lái)控制釜體內(nèi)被測(cè)鉆井液體積。
本實(shí)用新型的有益效果是本裝置可模擬在井下高溫高壓狀態(tài)下，測(cè)定各種不同類型鉆井液在不同溫度，不同壓力狀態(tài)下的密度及性能，為防止在井下發(fā)生井噴、井漏、井塌等復(fù)雜情況提供一個(gè)定量的評(píng)價(jià)手段。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖為本實(shí)用新型高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、高壓釜體，2、高壓釜體上蓋，3，溢流調(diào)壓閥，4、進(jìn)壓閥，5、活塞組件，6、限位裝置，7、活塞桿頂帽，8、釜體上蓋密封環(huán)，9、千分表、即液體壓力表，10、高壓釜體下蓋，11、排液閥，12、活塞密封環(huán)，13、加熱套，14、加熱油腔，15、加熱箱體上蓋，16、緊固螺栓，17、電加熱器，18、控溫傳感器，19、溫度控制器，20、隔熱保溫層。
具體實(shí)施方式
按照附圖所示進(jìn)行安裝后，先將高壓釜體下蓋10打開(kāi)，把被測(cè)量的鉆井液放入高壓釜體1的下部，再將高壓釜體下蓋10與高壓釜體1用緊固螺栓16聯(lián)接。將高壓釜體下蓋10上的排液閥11旋開(kāi)，再旋開(kāi)活塞桿頂帽7，裝上限位裝置6，然后將活塞桿頂帽7旋緊。將進(jìn)壓閥4打開(kāi)施加一定預(yù)壓力；將泵入液壓油注入高壓釜體1的上部?jī)?chǔ)油腔中，在一定壓力條件下驅(qū)動(dòng)活塞組件5向下運(yùn)移，當(dāng)運(yùn)移到與限位裝置6接觸時(shí)即可停止泵入；然后旋緊高壓釜體下蓋10上的排液閥11，此時(shí)被測(cè)鉆井液的容量與常溫常壓密度計(jì)測(cè)量時(shí)的容量保持完全一致，讀取常溫常壓時(shí)鉆井液的密度，為該裝置的密度。隨后將活塞頂帽7旋開(kāi)，取出限位裝置6后再旋緊活塞頂帽7。將高壓釜體1放入加熱箱體的加熱套13中，再在加熱套外壁的加熱油腔14中加入適量的合成汽缸油(HG-72H)；在加熱油腔14外壁與加熱箱體的外殼之間的隔熱保溫層20，填充石棉材料隔熱保溫。接通電源，按測(cè)量所需溫度調(diào)整溫度控制器19，此時(shí)開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到所設(shè)置的溫度時(shí)即自動(dòng)恒溫。將千分表9的觸頭與活塞桿頂帽7的上平面接觸，并調(diào)整到中間位置為零點(diǎn)。將溢流調(diào)壓閥3調(diào)整到測(cè)量所需的壓力；打開(kāi)進(jìn)壓閥4，泵入液壓油至高壓釜體1的上部，對(duì)活塞施加壓力；壓力大小由裝在液壓泵上的液壓表監(jiān)測(cè)，當(dāng)達(dá)到所需壓力時(shí)即停止。這樣被測(cè)量的鉆井液在模擬一定的溫度、壓力狀態(tài)下的體積膨脹或壓縮的活塞的運(yùn)移量通過(guò)千分表9來(lái)讀取。根據(jù)單位體積物質(zhì)的質(zhì)量為密度的原理，通過(guò)在一定溫度和壓力變化條件下的體積變化計(jì)算處理就能知道該鉆井液在所設(shè)定的高溫高壓狀態(tài)下的密度。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置，主要是由高壓釜體、活塞及活塞組件，釜體上、下蓋、油浴溫箱組成，其特征是活塞及活塞組件(5)置入高壓釜體(1)中，裝入高壓釜體上蓋(2)，在高壓釜體上蓋(2)上安裝有溢流調(diào)壓閥(3)及進(jìn)壓閥(4)，高壓釜體上蓋(2)與高壓釜體(1)采用緊固螺栓(16)聯(lián)接；釜體上蓋(2)的中心園環(huán)孔的中間開(kāi)有二道密封園環(huán)凹槽嵌入O型硅橡膠制成的O型密封環(huán)(8)，在活塞桿(5)聯(lián)接的活塞園環(huán)表面上開(kāi)有凹槽嵌入用硅橡膠制成的O型密封環(huán)(12)；在活塞桿(5)頂部安裝有活塞頂帽(7)，在活塞頂帽(7)與高壓釜體上蓋(2)的上端面裝有限位裝置(6)，在活塞頂帽(7)的上端面裝有千分表(9)，活塞組件(5)能在高壓釜體(1)中沿軸向運(yùn)移；高壓釜體下蓋(10)用緊固螺栓(16)與高壓釜體(1)的下端聯(lián)接，在高壓釜體下蓋(10)上裝有排液閥(11)；在釜體(1)的周圍為油浴溫箱，溫箱內(nèi)裝有加熱套(13)、加熱油腔(14)、隔熱保溫層(20)，在加熱箱體上蓋(15)上裝有電加熱器(17)、控溫傳感器(18)及溫度控制器(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置，其特征是加熱油腔內(nèi)裝有HG-72H合成汽缸油為加熱介質(zhì)，隔熱保溫層中加入石棉材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置，其特征是采用壓力泵通過(guò)進(jìn)壓閥將液壓油泵入高壓釜體上部的油腔內(nèi)，對(duì)釜體內(nèi)的活塞施加壓力。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于油氣田鉆井作業(yè)中，高溫高壓鉆井液密度測(cè)量裝置。它可評(píng)價(jià)井下不同溫度和液柱壓力對(duì)鉆井液密度產(chǎn)生的影響，為鉆井設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。其特征是活塞組件置入釜體中，釜體上蓋裝有溢流調(diào)壓閥及進(jìn)壓閥；釜體上蓋的中心圓環(huán)孔的中間開(kāi)有二道O型密封環(huán)，在活塞圓環(huán)表面上嵌有O型密封環(huán)；在活塞桿頂部安裝有活塞頂帽、限位裝置及千分表；在釜體下蓋上裝有排液閥，下蓋用螺栓與釜體下端聯(lián)接；釜體置入油浴溫箱中，溫箱內(nèi)裝有加熱套、加熱油腔、隔熱保溫層，箱體上蓋裝有電加熱器、控溫傳感器及溫度控制器。本裝置可模擬井下高溫高壓狀態(tài)下，測(cè)量各種鉆井液在不同溫度、壓力狀態(tài)下的密度及性能。
文檔編號(hào)G01N9/00GK2884196SQ200520036228
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者侯勤笠, 蒲曉林 申請(qǐng)人:西南石油學(xué)院