蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置。其技術(shù)方案是泡沫發(fā)生器通過管線連接氣體容器和表面活性劑容器，增壓小車產(chǎn)生帶壓氣體，并在壓力作用下進(jìn)入氣體容器，表面活性劑容器中的發(fā)泡劑注入泡沫發(fā)生器，泡沫發(fā)生器中產(chǎn)生帶壓的泡沫或微泡沫進(jìn)入混合器和鉆井液混配之后產(chǎn)生蓄能液氣泡鉆井液；混合器的輸出端連接到管式測(cè)量系統(tǒng)，通過活塞容器輸出端設(shè)置的液體背壓閥控制活塞容器中的水溶液以不同的流速流出，從而使蓄能液氣泡鉆井液以不同的流速通過管式測(cè)量系統(tǒng)。有益效果是：在高壓下產(chǎn)生的泡沫或微泡沫，進(jìn)入到環(huán)空高壓力帶中蓄能液氣泡的抗壓能力強(qiáng)；能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能液氣泡和鉆井液的混配。
【專利說明】蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油開采鉆井輔助裝置，特別涉及一種蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]泡沫及微泡沫鉆井液具有靜液柱壓力低、濾失小、攜巖性好、廣泛用于低壓、漏失及水敏性地層的鉆井，特別是一些老油田的衰竭儲(chǔ)集層以及海洋范圍內(nèi)的低壓易漏地層。
[0003]《鉆井液與完井液》雜志2007年5月第24卷第3期刊登了一篇題為《高性能欠平衡泡沫鉆井液體系的研究》的資料，利用AGS-8、AGS-10與茶皂素復(fù)配得到高性能泡沫鉆井液的起泡劑構(gòu)建了微泡沫鉆井液體系。其配方為:0.5% AGSS (AGS-8:AGS-10:茶皂素=4:6:5)+ 2.0% 黏土 + 0.3% FA367-1 I。
[0004]《長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)理工卷》雜志2007年6月第4卷第2期刊登了一篇題為《飽和鹽水泡沫鉆井液體系研究應(yīng)用》的資料，利用飽和鹽水作為基液構(gòu)建了一種流變性和儲(chǔ)層保護(hù)性較好的泡沫鉆井液體系，其配方為:6%膨潤(rùn)土 +0.05%Na2C03+0.6%HTV_II+0.8%LV-CMC+1%SPNH+2%SMP+1.5%XCS_II+
[0005]36%NaCl+0.2%XC_ZQP+0.2%XC_FQP。
[0006]中國(guó)專利CNlOl 148579A公布了一種抗高溫可循環(huán)微泡沫鉆井液或完井液技術(shù)，其抗溫能力達(dá)到200°C。中國(guó)專利CN101643641B和中國(guó)專利CN101649192A分別公布了一種微泡沫鉆井液配方，并且簡(jiǎn)化了配制工藝，增強(qiáng)了微泡沫的穩(wěn)定性，保護(hù)油氣層效果好。
[0007]上述技術(shù)的缺點(diǎn)是涉及的泡沫及微泡沫鉆井液都是在常壓下發(fā)泡，然后注入到鉆井液中，混配之后的泡沫鉆井液進(jìn)入到環(huán)空鉆井液中，在環(huán)空高壓力帶的作用下，泡沫體積會(huì)被壓縮，導(dǎo)致鉆井液密度增加、靜液柱壓力上升，在鉆遇低壓易漏地層時(shí)很難起到防漏、堵漏的作用。
[0008]此外，常用的泡沫流變性評(píng)價(jià)方法是在常溫、常壓下測(cè)量的，與實(shí)際鉆井液的工作環(huán)境相差較遠(yuǎn)，不符合高壓力場(chǎng)泡沫制取工藝也不能完全反應(yīng)泡沫的基本特性。因此，模擬井下的高溫高壓環(huán)境來測(cè)試泡沫的流變性能對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
[0009]《石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用》雜志2005年12月第13卷第4期刊登了一篇題為《高溫高壓下泡沫鉆井液流變性實(shí)驗(yàn)分析》的資料，設(shè)計(jì)了一套模擬高壓高壓環(huán)境的泡沫流變性測(cè)試裝置。上述技術(shù)的缺點(diǎn)是:1、雖然是在高溫、高壓條件下對(duì)泡沫流變性能展開測(cè)試，但是其發(fā)泡過程卻是在常壓下進(jìn)行的，同樣存在泡沫體積縮小，密度增加的問題；2、該方法只是評(píng)價(jià)了泡沫在高溫高壓下的流變性能，并沒有混配鉆井液，不能反映泡沫或微泡沫鉆井液在高溫高壓下的流變特性。
[0010]《石油與天然氣化工》雜志2008年6月第37卷第3期刊登了一篇題為《高溫高壓下DP-4泡沫性能實(shí)驗(yàn)研究》的資料，《科學(xué)技術(shù)與工程》雜志2013年I月第13卷第3期刊登了一篇題為《高壓下泡沫性能參數(shù)的研究》的資料，這兩篇資料介紹了一種在高壓條件下起泡劑性能的評(píng)價(jià)方法。上述技術(shù)的缺陷是:1、該方法能夠滿足高壓下發(fā)泡的條件，但是僅僅評(píng)價(jià)了起泡體積和泡沫半衰期，沒有涉及泡沫流變性能；2、該方法同樣沒有涉及混配鉆井液之后，泡沫或微泡沫鉆井液的性能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，能夠在高壓下發(fā)泡并且在高溫、高壓條件下評(píng)價(jià)蓄能液氣泡鉆井液的流變性能。
[0012]其技術(shù)方案是包括增壓小車(I)、氣體容器(2)、第一平流泵(3)、第二平流泵(4)、表面活性劑容器(5)、泡沫發(fā)生器(6)、第三平流泵(7)、鉆井液巖粉容器(8)、混合器(9)、管式測(cè)量系統(tǒng)(10)、活塞容器(11)、液體背壓閥(12)，所述的泡沫發(fā)生器(6)的輸入端通過管線連接氣體容器(2)和表面活性劑容器(5)，所述的氣體容器(2)的底部設(shè)有第一平流泵
(3)，且氣體容器(2)連接增壓小車(1)，增壓小車(I)產(chǎn)生帶壓氣體，并在壓力作用下進(jìn)入氣體容器(2)，通過第一平流泵(3)進(jìn)入泡沫發(fā)生器(6);所述的表面活性劑容器(5)的底部連接第二平流泵(4)，將表面活性劑容器(5)中的發(fā)泡劑注入泡沫發(fā)生器(6)；
[0013]所述的泡沫發(fā)生器(6)的輸出端連接到混合器(9)的底部，泡沫發(fā)生器中產(chǎn)生帶壓的泡沫或微泡沫進(jìn)入混合器(9);另外，鉆井液巖粉容器(8)的輸出端通過管線連接到混合器(9)的底部，鉆井液巖粉容器(8)的輸入端連接第三平流泵(7);所述的混合器(9)的輸出端連接到管式測(cè)量系統(tǒng)(10)，混合后產(chǎn)生蓄能液氣泡鉆井液；
[0014]所述的管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端連接到活塞容器(11)，并通過活塞容器(11)輸出端設(shè)置的液體背壓閥(12)控制活塞容器中的水溶液以不同的流速流出，從而使蓄能液氣泡鉆井液以不同的流速通過管式測(cè)量系統(tǒng)(10 )。
[0015]上述的管式測(cè)量系統(tǒng)(10)安設(shè)在恒溫箱(16)內(nèi)，且管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端設(shè)有視窗(18)，所述的視窗(18)的外側(cè)設(shè)有圖像采集區(qū)(17)，圖像采集區(qū)(17)通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)通過進(jìn)口壓力泵(19)采集進(jìn)口壓力，通過出口壓力泵(20)采集出口壓力，通過壓力傳感器組21采集管式測(cè)量系統(tǒng)的壓差，所述的進(jìn)口壓力泵(19)、出口壓力泵(20)和壓力傳感器組(21)均由數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。
[0016]上述的液體背壓閥(12)的下部設(shè)有電子天平(13)，所述的電子天平(13)通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)。
[0017]上述的鉆井液巖粉容器(8)的輸出端安裝真空小車(15)，通過真空小車完成系統(tǒng)的清洗。
[0018]上述的鉆井液巖粉容器(8)的輸出端通過管線并聯(lián)到混合器(9)的底部。
[0019]上述的管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端通過管線連接到活塞容器(11)，且管線上設(shè)有閥門。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021]1、本實(shí)用新型所涉及的蓄能液氣泡是在高壓下產(chǎn)生的泡沫或微泡沫，進(jìn)入到環(huán)空高壓力帶中蓄能液氣泡的抗壓能力強(qiáng)；
[0022]2、本實(shí)用新型所涉及的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置能夠?qū)崿F(xiàn)蓄能液氣泡和鉆井液的混配；
[0023]3、本實(shí)用新型所涉及的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置在不同壓力下(5?20MPa)下產(chǎn)生的蓄能液氣泡鉆井液，并模擬井下高溫(100°C)、高壓(20MPa)條件，來測(cè)試蓄能液氣泡鉆井液的流變性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]上圖中:增壓小車1、氣體容器2、第一平流泵3、第二平流泵4、表面活性劑容器5、泡沫發(fā)生器6、第三平流泵7、鉆井液巖粉容器8、混合器9、管式測(cè)量系統(tǒng)10、活塞容器11、液體背壓閥12、電子天平13、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、真空小車15、恒溫箱16、圖像采集區(qū)17、視窗
18、進(jìn)口壓力泵19、出口壓力泵20，壓力傳感器組21。

【具體實(shí)施方式】
[0026]結(jié)合附圖1，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0027]本實(shí)用新型包括增壓小車1、氣體容器2、第一平流泵3、第二平流泵4、表面活性劑容器5、泡沫發(fā)生器6、第三平流泵7、鉆井液巖粉容器8、混合器9、管式測(cè)量系統(tǒng)10、活塞容器11、液體背壓閥12，所述的泡沫發(fā)生器6的輸入端通過管線連接氣體容器2和表面活性劑容器5，所述的氣體容器2的底部設(shè)有第一平流泵3，且氣體容器2連接增壓小車1，增壓小車I產(chǎn)生帶壓氣體，并在壓力作用下進(jìn)入氣體容器2，通過第一平流泵3進(jìn)入泡沫發(fā)生器6 ;所述的表面活性劑容器5的底部連接第二平流泵4，將表面活性劑容器5中的發(fā)泡劑注入泡沫發(fā)生器6 ；
[0028]所述的泡沫發(fā)生器6的輸出端連接到混合器9的底部，泡沫發(fā)生器中產(chǎn)生帶壓的泡沫或微泡沫進(jìn)入混合器9 ;另外，鉆井液巖粉容器8的輸出端通過管線并聯(lián)到混合器9的底部，鉆井液巖粉容器8的輸入端連接第三平流泵7 ;所述的混合器9的輸出端連接到管式測(cè)量系統(tǒng)10，混合后產(chǎn)生蓄能液氣泡鉆井液；
[0029]所述的管式測(cè)量系統(tǒng)10的輸出端連接到活塞容器11，并通過活塞容器11輸出端設(shè)置的液體背壓閥12控制活塞容器中的水溶液以不同的流速流出，從而使蓄能液氣泡鉆井液以不同的流速通過管式測(cè)量系統(tǒng)10 ；
[0030]上述的管式測(cè)量系統(tǒng)10安設(shè)在恒溫箱16內(nèi)，且管式測(cè)量系統(tǒng)10的輸出端設(shè)有視窗18，所述的視窗18的外側(cè)設(shè)有圖像采集區(qū)17，圖像采集區(qū)17通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14 ;通過進(jìn)口壓力泵19調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的壓力，通過出口壓力泵20進(jìn)行泄壓；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14通過進(jìn)口壓力泵19采集進(jìn)口壓力，通過出口壓力泵20采集出口壓力，通過壓力傳感器組21采集管式測(cè)量系統(tǒng)的壓差，所述的進(jìn)口壓力泵19、出口壓力泵20和壓力傳感器組21均由數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。
[0031]上述的液體背壓閥12的下部設(shè)有電子天平13，所述的電子天平13通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14。
[0032]上述的鉆井液巖粉容器8的輸出端安裝真空小車15，通過真空小車完成系統(tǒng)的清洗。
[0033]本實(shí)用新型提到的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置的使用方法，包括以下步驟:
[0034]一是制備蓄能液氣泡鉆井液:通過增壓小車I產(chǎn)生帶壓氣體并在壓力作用下進(jìn)入氣體容器2，通過第一平流泵3進(jìn)入泡沫發(fā)生器6，同時(shí)通過第二平流泵4將表面活性劑容器5中的發(fā)泡劑注入泡沫發(fā)生器6，在攪拌電機(jī)的作用下，泡沫發(fā)生器6中產(chǎn)生帶壓的泡沫或微泡沫，并進(jìn)入混合器9，之后通過第三平流泵7將鉆井液巖粉容器8中的鉆井液注入混合器9，混合后產(chǎn)生蓄能液氣泡鉆井液；
[0035]二是鉆井液的流變性能測(cè)試:調(diào)節(jié)液體背壓閥12使活塞容器11中的水溶液以不同的流速流出，從而使蓄能液氣泡鉆井液以不同的流速通過管式測(cè)量系統(tǒng)10，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14采集數(shù)據(jù)，通過真空小車15完成系統(tǒng)的清洗，通過恒溫箱16控制測(cè)試溫度，通過圖像采集區(qū)17完成蓄能液氣泡鉆井液的圖像采集。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:包括增壓小車(I)、氣體容器(2)、第一平流泵(3)、第二平流泵(4)、表面活性劑容器(5)、泡沫發(fā)生器(6)、第三平流泵(7)、鉆井液巖粉容器(8)、混合器(9)、管式測(cè)量系統(tǒng)(10)、活塞容器(11)、液體背壓閥(12)，所述的泡沫發(fā)生器(6)的輸入端通過管線連接氣體容器(2)和表面活性劑容器(5)，所述的氣體容器(2)的底部設(shè)有第一平流泵(3)，且氣體容器(2)連接增壓小車(1)，增壓小車(I)產(chǎn)生帶壓氣體，并在壓力作用下進(jìn)入氣體容器(2)，通過第一平流泵(3)進(jìn)入泡沫發(fā)生器(6);所述的表面活性劑容器(5)的底部連接第二平流泵(4)，將表面活性劑容器(5)中的發(fā)泡劑注入泡沫發(fā)生器(6)； 所述的泡沫發(fā)生器(6)的輸出端連接到混合器(9)的底部，泡沫發(fā)生器中產(chǎn)生帶壓的泡沫或微泡沫進(jìn)入混合器(9);另外，鉆井液巖粉容器(8)的輸出端通過管線連接混合器(9)的底部，鉆井液巖粉容器(8)的輸入端連接第三平流泵(7);所述的混合器(9)的輸出端連接到管式測(cè)量系統(tǒng)(10)，混合后產(chǎn)生蓄能液氣泡鉆井液； 所述的管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端連接到活塞容器(11)，并通過活塞容器(11)輸出端設(shè)置的液體背壓閥(12)控制活塞容器中的水溶液以不同的流速流出，從而使蓄能液氣泡鉆井液以不同的流速通過管式測(cè)量系統(tǒng)(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:所述的管式測(cè)量系統(tǒng)(10)安設(shè)在恒溫箱(16)內(nèi)，且管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端設(shè)有視窗(18)，所述的視窗(18)的外側(cè)設(shè)有圖像采集區(qū)(17)，圖像采集區(qū)(17)通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)通過進(jìn)口壓力泵(19)采集進(jìn)口壓力，通過出口壓力泵(20)采集出口壓力，通過壓力傳感器組(21)采集管式測(cè)量系統(tǒng)的壓差；進(jìn)口壓力泵(19)、出口壓力泵(20)和壓力傳感器組(21)均由數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:所述的液體背壓閥(12)的下部設(shè)有電子天平(13)，所述的電子天平(13)通過數(shù)據(jù)線連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:所述的鉆井液巖粉容器(8)的輸出端安裝真空小車(15)，通過真空小車完成系統(tǒng)的清洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:鉆井液巖粉容器(8)的輸出端通過管線并聯(lián)到混合器(9)的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄能液氣泡鉆井液發(fā)生裝置及流變性能測(cè)試裝置，其特征是:管式測(cè)量系統(tǒng)(10)的輸出端通過管線連接到活塞容器(11)，且管線上設(shè)有閥門。
【文檔編號(hào)】G01N11/04GK204228569SQ201420630037
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】都振川, 王群力, 郭保雨, 王旭東, 施進(jìn), 邱維清, 蔣莉, 嚴(yán)波, 王寶田, 何興華, 王俊, 蔡勇 申請(qǐng)人:中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司