專利名稱:膨脹測試儀的制作方法
本實(shí)用新型是一種測量膨脹變化率的儀器，主要應(yīng)用于石油鉆井工程領(lǐng)域，測試評價(jià)泥頁巖的水化膨脹性能，測試評價(jià)泥漿處理劑或鉆井液抑制水化膨脹性能，進(jìn)行泥頁巖的分類研究等。
泥頁巖的水化膨脹是形成卡鉆、井壁坍塌等鉆井事故的重要原因，因此定量地了解泥頁巖的水化膨脹性，選擇有效的抑制性處理劑，對預(yù)防井下事故至關(guān)重要。過去測定泥頁巖的膨脹性，采用懸掛千分表的方法，其精度和應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不能滿足鉆井工程中上述測試項(xiàng)目的要求，目前還沒有適用的儀器。
本實(shí)用新型為解決上述問題設(shè)計(jì)了一套完整套測試儀器，可用于測試評價(jià)泥頁巖的水化膨脹性能，測試評價(jià)泥漿處理劑或鉆井液抑制地層水化膨脹性，優(yōu)選處理劑的種類和選擇適應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)用的處理劑配比濃度，以及進(jìn)行泥頁巖分類研究。本儀器可隨時(shí)用數(shù)字顯示測試結(jié)果，并自動(dòng)描繪出試驗(yàn)全過程膨脹量隨時(shí)間變化的測試曲線。
本實(shí)用新型還可應(yīng)用于地質(zhì)、煤炭、農(nóng)林等部門，測試巖石、土壤的膨脹率。
本實(shí)用新型的技術(shù)特征是1、在樣芯壓制裝置(圖2)上制成樣芯(3)，將樣芯(3)裝入帶有端蓋(1)的測筒(7)內(nèi)，測筒(7)裝到平行連桿(8)、(9)上，傳導(dǎo)桿(6)插入測筒(7)，并與傳感變送器(10)相連，傳感變送器(10)的輸出信號，經(jīng)數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路(13)，由顯示器(14)指示測量結(jié)果，同時(shí)由記錄儀(12)描繪測試曲線。
2、測筒(7)內(nèi)徑為20－80mm，高度為40－100mm，端蓋(1)的端面均布園孔，孔徑為0.5－3mm，數(shù)量為10－100個(gè)，端蓋(1)與測筒(7)用螺紋連接。
3、空心傳導(dǎo)桿(6)下部有一多孔園盤(5)，其直徑為20－80mm，園盤(5)均布園孔，孔徑為0.5－5mm，數(shù)量為10－100個(gè)，以保證試驗(yàn)溶液均布滲透，又保證位移變量的傳導(dǎo)精度。
4、測筒(7)裝在連桿(8)、(9)上，使測試系統(tǒng)相對獨(dú)立，以保證測量精度。
5、位移傳感變送器(10)與傳導(dǎo)桿(6)連接，其輸出信號，經(jīng)過數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路(13)，由數(shù)字表(14)顯示測量數(shù)據(jù)，同時(shí)由自動(dòng)平衡記錄儀(12)描繪測試曲線。
6、為保證測試精度及測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，本測試儀配有樣芯壓制裝置(圖2)。它由模具筒(21)、壓力架(27)、油缸(25)和油泵(26)所組成。
7、樣芯壓制裝置的模具筒(21)，內(nèi)徑為20－80mm，高度100－200mm，其內(nèi)徑與測筒(7)內(nèi)徑相同。
8、在樣芯壓制過程中，有濾液滲出，樣芯壓制裝置中有一個(gè)帶中心孔的濾體(17)，將它裝入模具筒(21)的下端，并由頂塞(16)緊固，濾體(17)上面嵌裝100－320目的不銹鋼絲網(wǎng)(18)，以保證濾液通路。
9、加壓柱塞桿(24)，直徑為20－80mm，高度100－200mm，其環(huán)槽(22)內(nèi)安裝密封圈(23)，以保證加壓密封和導(dǎo)向。
圖1是膨脹測試儀示意圖。
圖2是膨脹測試儀樣芯壓制裝置示意圖。
下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明圖1所示的示意圖中，在端蓋(1)中放入濾紙(2)，旋到測筒(7)上，樣芯(3)放入測筒(7)中，將測筒(7)卡裝在平行連桿(8)、(9)上，將帶園盤(5)的傳導(dǎo)桿(6)插入測筒(7)，上端與傳感變送器(10)相連，傳感變送器(10)固定在橫梁(11)上，位移傳感變送器(10)的輸出線連接到數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路(13)，數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路(13)與數(shù)字顯示表(14)和自動(dòng)平衡記錄儀(12)相連。除自動(dòng)平衡記錄儀(12)外，其余均安裝在儀器外殼(16)中。
圖2所示壓制樣芯裝置中，密封圈(20)放入模具筒(21)內(nèi)的端面環(huán)槽中，再放入濾紙(19)，放入嵌裝有濾網(wǎng)(18)的濾體(17)，用頂塞(16)旋緊在模具筒(21)上。將樣芯材料(3)裝入模具筒(21)，插入在環(huán)槽(22)上裝有密封圈(23)的塞桿(24)，將模具筒整體放在壓力架(27)上，由油泵(26)驅(qū)動(dòng)油缸(25)對柱塞(24)加壓，容器(28)用于收集滲出濾液。
具體實(shí)施過程如圖2所示，在模具筒(21)內(nèi)，先裝入密封圈(20)，再放入濾紙(19)，放入嵌裝了濾網(wǎng)(18)的濾體(17)，然后用頂塞(16)旋緊在模具筒(21)上。裝入定量樣芯材料(3)，插入在環(huán)槽(22)上裝有密封圈(23)的塞桿(24)，將上述整體放在壓力架(27)上，通過油泵(26)、驅(qū)動(dòng)油缸(25)，施加試驗(yàn)要求的壓力，由容器(28)收集濾液，維持一定的時(shí)間，即可制備樣芯(3)。如制泥頁巖樣芯，在模具筒內(nèi)徑25mm時(shí)，施加40Kg／cm2壓力，維持5分鐘時(shí)間，能獲得較好的樣芯，樣芯(3)按條件壓制成型后，旋下頂塞(16)，取出濾體(17)和濾紙(19)，將測筒(7)旋到模具筒(21)上，再加上所述加壓，可將樣芯(3)壓入測筒(7)。
圖1所示，將裝樣芯的測筒(7)，卡裝到平行連桿(8)、(9)上，插入帶園盤(5)的傳導(dǎo)桿(6)，上端與位移傳感變送器(10)連接。將位移傳感變送器(10)，數(shù)－－模轉(zhuǎn)換電路(13)，數(shù)字顯示表(14)和自動(dòng)平衡記錄儀(12)。按要求連通。在測筒(7)內(nèi)注入試驗(yàn)溶液(4)，樣芯(3)在溶液(4)浸泡狀態(tài)下，由各自特性決定，樣芯(3)會(huì)發(fā)生膨脹或收縮變形，其變形量隨時(shí)間不斷改變。任一時(shí)刻的變形量大小，徑傳導(dǎo)桿(6)感應(yīng)并傳導(dǎo)到位移傳感變送器(10)。再經(jīng)數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路(8)，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。由數(shù)字顯示表(14)隨時(shí)顯示出來，同時(shí)自動(dòng)平衡記錄儀(12)描繪出整個(gè)試驗(yàn)過程中變形量隨時(shí)間變化的規(guī)律曲線。依據(jù)測試結(jié)果，即可了解樣芯的水化膨脹性和溶液的抑制水化膨脹性能，對樣芯或溶液的性能做出分析判斷，并以此對泥漿處理劑，鉆井液，泥頁巖進(jìn)行正確的評價(jià)、選擇或分類。
權(quán)利要求
1.一種膨脹測試儀，其特征是具有至少一個(gè)園柱體測筒(7)和端蓋(1)，測筒(7)中裝有一個(gè)傳導(dǎo)桿(6)，傳導(dǎo)桿(6)與位移傳感變送器(10)相連，測筒(7)安裝在平行連桿(8)和(9)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的膨脹測試儀，其特征是測筒(7)的內(nèi)徑為20－80mm，高度為40－100mm，端蓋(1)的端面均布園孔，孔徑為0.5－3mm，數(shù)量為10－100個(gè)，端蓋(1)與測筒(7)螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的膨脹測試儀，其特征是傳導(dǎo)桿(6)為空心結(jié)構(gòu)，下部其有一個(gè)多孔園盤(5)，園盤(5)直徑為20－80mm，上面均布園孔，孔徑為0.5－5mm，數(shù)量為10－100個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的膨脹測試儀，其特征是具有連桿(8)、(9)、裝在橫梁(11)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的膨脹測試儀，其特征是位移傳感變送器(10)的靈敏度為200－300mv／mm。
6.權(quán)利要求
1所述的膨脹測試儀的樣芯壓制裝置，其特征在于它由模具筒(21)、壓力架(27)、油缸(25)和油泵(26)組成。油缸固定在壓力架上部，油泵通過耐壓管與油缸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的樣芯壓制裝置，其特征是模具筒(21)工作內(nèi)徑為20－80mm，高度為100－200mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征是具有一個(gè)帶中心孔的濾體(17)，濾體的一端面嵌裝不銹鋼絲濾網(wǎng)，篩目為100－320目。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征是具有一個(gè)帶至少一條環(huán)槽(22)的柱塞桿(24)，環(huán)槽(22)上裝有密封圈(23)，柱塞桿(24)直徑為20－80mm，長度為100－200mm。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種測量膨脹變化率的儀器。通過樣芯制備裝置、測筒、傳導(dǎo)桿、數(shù)——模轉(zhuǎn)換電路，配有數(shù)字表、記錄儀，完成整套儀器。主要用于鉆井工程領(lǐng)域，測試評價(jià)泥頁巖的膨脹性，處理劑或鉆井液抑制地層膨脹的性能，優(yōu)選適于現(xiàn)場應(yīng)用的處理劑種類和配比濃度，以及進(jìn)行泥頁巖分類研究。本儀器隨時(shí)以數(shù)字顯示測試結(jié)果，并自動(dòng)描繪試驗(yàn)過程中膨脹量隨時(shí)間變化的測試曲線。本實(shí)用新型為上述試驗(yàn)研究提供了一種測試儀器。
文檔編號G01B5/30GK87205997SQ87205997
公開日1988年3月23日 申請日期1987年4月6日
發(fā)明者郭寶利 申請人:華北石油管理局鉆井工藝研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan