專利名稱：鉆井液性能測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆井液性能測(cè)試裝置，具體涉及一種深水鉆井液性能評(píng)價(jià)裝置。
背景技術(shù)：
我國深水區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，亟待開發(fā)利用；而國內(nèi)深水鉆井液技術(shù)的落后已成為深水油氣資源的主要技術(shù)瓶頸之一。與陸地及淺水區(qū)域不同，在深水低溫環(huán)境下，鉆井液粘度升高，循環(huán)壓耗增大，液柱壓力升高，使井控更加困難；在靜置時(shí)易于出現(xiàn)膠凝現(xiàn)象，給深水鉆井帶來極大的困難。為了能夠給深水鉆井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供合理的鉆井液低溫性能，必須研制一種能夠夠模擬海底低溫條件的深水鉆井液性能測(cè)試裝置，滿足使用需求。目前國內(nèi)深水低溫鉆井液性能測(cè)試主要采取兩種方式。一種為直接將鉆井液放入冰箱冷凍降溫，后將六速粘度計(jì)及中壓失水儀放入冰箱中對(duì)鉆井液進(jìn)行測(cè)量，該種方法并未形成各個(gè)測(cè)試裝置的有機(jī)結(jié)合。在使用方面，操作困難，無法在密閉恒定的溫度條件下完成鉆井液性能的測(cè)試。另一種方法為使用FannIX77高溫高壓流變儀進(jìn)行測(cè)量，該設(shè)備最大工作壓力40MPa、最低工作溫度-10°C。該設(shè)備可較好的模擬深水海底低溫高壓的環(huán)境，對(duì)鉆井液流變性能進(jìn)行直接測(cè)定，在國內(nèi)外鉆井液性能測(cè)試方面取得了廣泛的應(yīng)用；其缺點(diǎn)在于購置成本較高，且日常維護(hù)較為困難。中國專利CN101532962報(bào)道了一種鉆井液低溫性能測(cè)試方法及裝置，該裝置由高低溫實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、置于該實(shí)驗(yàn)箱箱體頂部的攝像頭、位于該實(shí)驗(yàn)箱中的測(cè)試儀器及兩個(gè)溫度傳感器組成；兩個(gè)溫度傳感器分別用于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)工作室的溫度及操作平臺(tái)上的鉆井液的溫度；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于該實(shí)驗(yàn)箱箱體的外部，其通過信號(hào)線分別與攝像頭和溫度傳感器連接。該專利是用高低溫實(shí)驗(yàn)箱在其工作室內(nèi)制造出恒定或變化的低溫低濕環(huán)境，再將鉆井液和測(cè)試儀器放入操作平臺(tái)上降溫到設(shè)定值時(shí)后通過溫度傳感器和電腦檢測(cè)鉆井液的各項(xiàng)性能，同時(shí)通過攝像頭觀察測(cè)試儀器的刻度，并且將圖像傳遞到電腦屏幕上顯示。該裝置實(shí)際上只是提供了一個(gè)低溫操作平臺(tái)，并未將攪拌系統(tǒng)、流變性能測(cè)試系統(tǒng)、濾失性能測(cè)試系統(tǒng)等各個(gè)測(cè)試裝置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)；在實(shí)驗(yàn)過程中，需逐次將各個(gè)測(cè)試裝置放入操作平臺(tái)上，造成操作繁瑣、效率低下；且該裝置采用頂蓋設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中需頻繁開啟，操作困難。中國文獻(xiàn)“深水鉆井液研究與評(píng)價(jià)模擬實(shí)驗(yàn)裝置”(2010年03期《海洋石油》)描述了一種深水鉆井液低溫基本性能模擬實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)際上為在冰箱中放入攪拌器、六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)及濾失儀，并未形成各個(gè)測(cè)試裝置的有機(jī)結(jié)合。在使用方面，操作困難，無法在密閉恒定的溫度條件下完成鉆井液性能的測(cè)試。文獻(xiàn)“用于評(píng)價(jià)深水條件下鉆井液流變特性的FannIX77全自動(dòng)流變儀”(2011年01期《石油儀器》)提及了一種可用于用于評(píng)價(jià)深水條件下鉆井液流變特性的FannIX77全自動(dòng)流變儀。工作溫度范圍為-10°C 316°C ;最高工作壓力為30000psi ;粘度測(cè)量范圍O 360cp ;實(shí)驗(yàn)樣品用量約160mL。使用外接冷凝裝置，通過向測(cè)試體和加熱套之間的間隙均勻噴射毛細(xì)管狀的冷凝液，并由加熱套底部返回冷凝裝置。整個(gè)冷凝過程在密閉空間內(nèi)進(jìn)行，確保溫度不隨時(shí)間波動(dòng)或者波動(dòng)小(±0.5°C)。但該裝置成本較高，購置成本在200^250萬人民幣左右；且操作復(fù)雜，一次實(shí)驗(yàn)需耗時(shí)一天以上。綜上所述，目前在深水低溫鉆井液性能測(cè)試方面尚未形成一種操作方便，維護(hù)方便、簡(jiǎn)單易行的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種深水鉆井液性能測(cè)試裝置，該裝置能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬深水海底低溫條件，進(jìn)行深水鉆井液低溫流變性能及濾失性能測(cè)試，進(jìn)而對(duì)深水鉆井液低溫性能的影響因素及其機(jī)理進(jìn)行研究，為我國深水區(qū)域油氣資源的開發(fā)提供一種合理有效的鉆井液性能測(cè)試手段。且本實(shí)用新型的深水鉆井液低溫性能評(píng)價(jià)裝置的制造和運(yùn)行成本低且操作簡(jiǎn)單，可進(jìn)行水下100(Γ10000米的鉆井液低溫性能測(cè)試。本實(shí)用新型提供了一種深水鉆井液性能測(cè)試裝置，該裝置包括:電器控制箱，所述控制箱上設(shè)置有攪拌控制器、流變性能測(cè)試控制器、濾失性能測(cè)試控制器以及溫度控制器。恒溫箱，所述恒溫箱中還設(shè)置有攪拌系統(tǒng)、流變性能測(cè)試系統(tǒng)、濾失性能測(cè)試系統(tǒng)和溫度傳感器；所述攪拌系統(tǒng)與攪拌控制器相連；所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)與所述流變性能測(cè)試控制器連接；所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)與所述濾失性能測(cè)試控制器相連；所述溫度傳感器與所述溫度控制器連接；氣源動(dòng)力溫控箱，所述氣源動(dòng)力溫控箱內(nèi)設(shè)置有冷卻器和氮?dú)馄浚凰隼鋮s器分別連接于恒溫箱和溫度控制器；所述氮?dú)馄窟B接于濾失性能測(cè)試控制器。所述攪拌系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)攪拌機(jī)。所述攪拌系統(tǒng)優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)調(diào)速范圍3000 12000r/min的攪拌機(jī)。所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)粘度計(jì)。所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)粘度測(cè)量范圍為O 300mPa *s六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)包括中壓失水儀。所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)中壓失水儀。所述中壓失水儀為有效濾失面積為45.6cm2的中壓失水儀。所述中壓失水儀為工作壓力為0.69MPa的中壓失水儀。所述冷卻器為能夠?qū)⑺龊銣叵錅囟确秶刂圃?TC 25°C的冷卻器。所述冷卻器的控溫精度為±0.1°C。本實(shí)用新型的有益效果為:利用本實(shí)用新型，可實(shí)現(xiàn)海底低溫條件的模擬，對(duì)深水鉆井液低溫流變性能及濾失性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)深水鉆井液低溫性能的影響因素及其機(jī)理進(jìn)行研究，為我國深水區(qū)域油氣資源的開發(fā)提供一種合理有效的鉆井液性能評(píng)價(jià)手段。

圖1:本實(shí)用新型的深水鉆 井液性能測(cè)試裝置圖附圖標(biāo)記:[0025]1-恒溫箱、2-電器控制箱、3-氣源動(dòng)力溫控箱、11 -流變性能測(cè)試系統(tǒng)、12-攪拌系統(tǒng)、13-濾失性能測(cè)試系統(tǒng)、14_溫度傳感器、21-流變性能測(cè)試控制器、22-攪拌控制器、23-濾失性能測(cè)試控制器、24-溫度控制器、31-氮?dú)馄俊?2-冷卻器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的范圍并不限于以下實(shí)施例。本實(shí)用新型的一種深水鉆井液性能測(cè)試裝置，該裝置包括:電器控制箱2，所述控制箱上設(shè)置有攪拌控制器22、流變性能測(cè)試控制器21、濾失性能測(cè)試控制器23以及溫度控制器24。恒溫箱I，所述恒溫箱中還設(shè)置有攪拌系統(tǒng)12、流變性能測(cè)試系統(tǒng)11、濾失性能測(cè)試系統(tǒng)13和溫度傳感器14 ;所述攪拌系統(tǒng)12分別連接于流變性能測(cè)試系統(tǒng)11和濾失性能測(cè)試系統(tǒng)13 ;所述攪拌系統(tǒng)12與攪拌控制器22相連；所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)11與所述流變性能測(cè)試控制器21連接；所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)13與所述濾失性能測(cè)試控制器23相連；所述溫度傳感器14與所述溫度控制器24連接；氣源動(dòng)力溫控箱3，所述氣源動(dòng)力溫控箱內(nèi)設(shè)置有冷卻器32和氮?dú)馄?1 ;所述冷卻器32分別連接于恒溫箱I和溫度控制器24 ;所述氮?dú)馄?1連接于濾失性能測(cè)試控制器23。所述攪拌系統(tǒng)12由兩臺(tái)調(diào)速范圍4000 11000r/min的攪拌機(jī)組成，攪拌容積500ml，并配有一套定時(shí)系統(tǒng)以滿足不同攪拌時(shí)間的需要。流變性能測(cè)試系統(tǒng)11由一套數(shù)顯式六速粘度計(jì)組成，粘度測(cè)量范圍O 300mPa.So可在不同轉(zhuǎn)速下對(duì)鉆井液粘度進(jìn)行測(cè)定，為評(píng)價(jià)鉆井液低溫流變性能的主要系統(tǒng)。濾失性能測(cè)試系統(tǒng)13由氣源和中壓失水儀構(gòu)成，有效濾失面積45.6cm2,工作壓力0.69MPa，由氣源提供濾失壓差，可根據(jù)濾失量的大小判斷鉆井液濾失性能的好壞。冷卻器32可為鉆井液性能測(cè)試提供一個(gè)恒定的低溫環(huán)境，模擬溫度范圍為0°C 25°C，控溫精度±0.1°C，外形尺寸規(guī)格為1000X500X700mm。控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括恒溫箱I的溫度設(shè)置及控制、六速粘度計(jì)的調(diào)速控制、攪拌機(jī)的調(diào)速控制，控制系統(tǒng)單獨(dú)做為一個(gè)獨(dú)立單元，設(shè)置專門的控制機(jī)柜，其上有控制面板，操作方便。本實(shí)用新型所述的鉆井液性能測(cè)試裝置的使用方法:I)流變性能測(cè)試①首先打開溫度控制器24開關(guān)，設(shè)定溫度為2V ;經(jīng)溫度傳感器14測(cè)定恒溫箱I中溫度達(dá)設(shè)定值且恒定；②配制好的鉆井液放入恒溫箱I中冷卻16h ；③將鉆井液放入攪拌系統(tǒng)12中，在攪拌控制器22中設(shè)定攪拌時(shí)間20min和速度11000m/s,開始攪拌，并持續(xù)用溫度傳感器14對(duì)鉆井液進(jìn)行溫度測(cè)量；④將攪拌好的鉆井液放入流變性能測(cè)試系統(tǒng)11中，依次調(diào)節(jié)流變性能控制器21中的轉(zhuǎn)速，分別測(cè)定不同轉(zhuǎn)速下的粘度；⑤實(shí)驗(yàn)完成后關(guān)閉箱體，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。2)濾失性能測(cè)試[0041]①首先打開溫度控制器24開關(guān)，設(shè)定實(shí)驗(yàn)所需溫度2°C ;經(jīng)溫度傳感器14測(cè)定恒溫箱I中溫度達(dá)設(shè)定值且恒定；②配制好的鉆井液放入恒溫箱I中冷卻16h ；③將鉆井液放入攪拌系統(tǒng)12中，在攪拌控制器22中設(shè)定攪拌時(shí)間20min和速度11000m/S，打開開關(guān)攪拌，并持續(xù)用溫度傳感器14對(duì)鉆井液進(jìn)行溫度測(cè)量；④打開調(diào)節(jié)濾失性能測(cè)試系統(tǒng)23中的壓力閥，設(shè)定壓力為0.69MPa ；⑤將攪拌好的鉆井液放入濾失性能測(cè)試系統(tǒng)13中，測(cè)定7.5min的鉆井液濾失量;⑥實(shí)驗(yàn)完成后關(guān)閉箱體，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種鉆井液性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述裝置包括: 電器控制箱，所述控制箱內(nèi)設(shè)置有攪拌控制器、流變性能測(cè)試控制器、濾失性能測(cè)試控制器以及溫度控制器； 恒溫箱，所述恒溫箱內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)、流變性能測(cè)試系統(tǒng)、濾失性能測(cè)試系統(tǒng)和溫度傳感器；且所述攪拌系統(tǒng)與攪拌控制器相連；所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)與所述流變性能測(cè)試控制器連接；所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)與所述濾失性能測(cè)試控制器相連；所述溫度傳感器與所述溫度控制器連接； 氣源動(dòng)力溫控箱，所述氣源動(dòng)力溫控箱內(nèi)設(shè)置有冷卻器和氮?dú)馄浚凰隼鋮s器分別連接于所述恒溫箱和溫度控制器；所述氮?dú)馄窟B接于所述濾失性能測(cè)試控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述攪拌系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)攪拌機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述攪拌系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)調(diào)速范圍為3000 12000r/min的攪拌機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)粘度計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述流變性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)粘度測(cè)量范圍為O 300mPa.s電顯式六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述濾失性能測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)中壓失水儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述中壓失水儀是有效濾失面積為45.6cm2的中壓失水儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述中壓失水儀是工作壓力為0.69MPa的中壓失水儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述冷卻器為能夠?qū)⑺龊銣叵錅囟确秶刂圃?°C 25°C的冷卻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)試裝置，其特征在于，所述冷卻器的控溫精度為±0.1°C。
專利摘要本實(shí)用新型為一種深水鉆井液性能測(cè)試裝置，該裝置包括電器控制箱、恒溫箱/氣源動(dòng)力溫控箱。所述電器控制箱包括攪拌控制器、流變性能測(cè)試控制器、濾失性能測(cè)試控制器以及溫度控制器；所述恒溫箱內(nèi)設(shè)置有攪拌系統(tǒng)、流變性能測(cè)試系統(tǒng)、濾失性能測(cè)試系統(tǒng)和溫度傳感器；所述氣源動(dòng)力溫控箱內(nèi)設(shè)置有冷卻器和氮?dú)馄?。該裝置能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬深水海底低溫條件，進(jìn)行深水鉆井液低溫流變性能及濾失性能評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)深水鉆井液低溫性能的影響因素及其機(jī)理進(jìn)行研究，為我國深水區(qū)域油氣資源的開發(fā)提供一種合理有效的鉆井液性能評(píng)價(jià)手段。
文檔編號(hào)G01N33/26GK203025064SQ201220704110
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者石秉忠, 高書陽, 林永學(xué) 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院