Изобретение относится к нефтяной промышленности, в чаетности к области контроля процессов загустевания и схватывания тамионажных растворов в условиях высоких температур и давлений при разработке рецептур для цементирования глубоких нефтяных и газовых скважин.
Известно устройство, состоящее из автоклава с механизмом поворота кольца Вика, электромагнитного узла, иглы Вика и электромагннтной схемы для многократного иодъема-ногруження иглы Вика 1.
Недостатками этого устройства являются ие только еложиость электронно-коммутационной схемы, но и то, что оно не обеспечнвает надежного фиксирования величииы иогружения пглы в образец.
Известно устройство для определения ероков схватывания, включающее нглу и кольцо Вика, узлы подъема, еброса и фиксации иглы, узел изменения положения кольца, выполненный в виде поворотной клетн, и ирнводной вал, размещенные в автоклаве 2. В этом устройетве механизм подъема нглы не обеепечивает доведение иглы до соприкосновения с поверхностью цементного теста, следовательно, не нроизводптся свободное погружение иглы Вика с новерхности образца, что сппжает точность определения сроков схватывания тамионажных растворов. К недостаткам известного Аттроиства относится и то, что образец цементного раетвора открыт для доступа среды, находящейся в автоклаве. Таким образом затрудняетея проведение псследований специально приготовленной рецептуры образца, помещенного в актпвную среду в условиях высоких температур н давлений, что вносит искажения в результаты исследований. Г1редло хеппое устройство снабжено ползуиом, кииематически связанным с ириводным валом и вало.м поворота клети, причем узлы еброса и фиксации ;глы размещены иа иолз}не. Снабжение устройства нолзуном позволяет повысить точность определенпя сроков
схвгггывания и качества исследований тамнонажиого раствора. иомен;енного в автоклавную
среду npii высоких температуре и давленпп,
в соответетвип с требозанпямп стапдартов.
На фиг. 1 дано нредложеипое устройство в
разрезе; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3-вид по стрелке Б па фиг. 1; иа фиг. 4 - разрез по В - В иа фиг. 2; на фнг. 5-разрез по Г-Г на фнг. 2; на фнг. 6- разрез но Д-Д на фнг. 2; на фнг. 7 - датчик
фиксации иглы (узел I).
Ьстройство состоит из корпуса 1 автоклава, крыщки 2. стойки 3, в которой смонтирован редуктор из конических щестерен 4 и 5. К валу 6 шестерни 5 к)еинтся кр|ИВО1ииино-щатуиный механизм 7. соединенный е
3
8, который свободно пере; ещается вверх и niiibi 1о двум 11а11|1авляю1цим, одной из которых является ци.шпдрическаи часть стойки 3, другой -- Ц11.ч1111дрнчсскнй стсржень 9. Ма валу 10 поворота кле1Т1 закреплены шеетерпя 4 II муфта 11, соединяющая вал 10 с приводным палом 12, который уплотнен сальником 13 и связан редуктором 14 с маховиком 15. На приводном валу 10 шестернн 4 закреплены -;улачкн 16-19: ногружения иглы, подъема 111лы, поворота клети, узла очистки иглы. К uiii-ixHiiM торцам направляющих 3 и 9 ползуна 8 подвн/кно подвешена клеть 20 иа опоре клетн 2. Клеть 20 имеет зубчатый венец 22, вхо;1яио1Й в заценлеиие с кулачком 18 повор.ота клетп. Па дие клети 20 устаиовлеио кольцо 1ика 23, закрытое крьилкой 24 с отверстием О (фпг. 6).
На ползуне 8 смо1ггировап зах15ат 25 узлов сброса II подъема нглы (фиг. 4), удерживаюИ1НЙ стержень 20 иг.ты Вика 27 н датч:;-1к 28 ф|;ксапнн (фиг. 7), соединенный с индикаторной лампой 29.
На поверхности цплиидрического стержня
26иглы Вика 27 пмеется выступ Е, образованный двумя цилиБдричеекими поверхностями разного диаметра.
На крышке 24 кольца 23 смонтирован узел очистки иглы Вика, состоящий из рычагов 30 и 31, связанных пружиной 32 и взаимодействующих с кулачком 19 управления узла очистки.
Устройство работает следующим образом.
Кольцо Вика 23 заполняется исследуемым тамиоиал ным раствором и закрывается крышкой 24. При этом устройство приводится в положение, когда ползун 8 с захватом 25 удерживают иглу Вика 27 иод выступ Е стержня 26 вверху. Кольцо Вика 23 помещается на дио клети 20 так, чтобы рычаги узла очистки иглы обхватили кулачок 19.
Собранный таким образом узел помещают в корнус автоклава, где создается давление и температура, соответствующие условиям опыта, и иристуиают к исследованию.
Маховиком 15 редуктора 14 вручную сообщают вращение валу 10 поворота клети щестерии 4, который выводит кривошиино-щагунный механизм 7 из мертвой точки. Одиовремеиио кулачок 19 раздвигает рычаги узла очистки и открывает отверстие О в крышке 24 кольца Вика 23. Крнвошнино-шатуииый мехаиизм 7 опускает иглу Вика 27 в отверстие крыщки до иоверхности образца. В этот момент кулачок 16 погружения выводит захват 25 из-иод выступа Е стержня 26 и игла Вика
27свободно на;1,ает в образец, а электроконтакт датчика 28 размыкает цеиь, о чем свидетельствзет иотухшая индикаторная ламиа.
Носле погружения нглы Вика 27 кулачок 19 освоболодает рычаги 30 и 31 узла очистки, и
ипп иод дсиспзлем пру;кины 32 ииА атываюг нглу liuisu 27. В нп/кней мертвой точке захват 25 выдвш ас1с/1 1чулачкол 17 .ма под выступ Е и производится подъем иглы 27, которая собственным весом замыкает элсктроконтакты датчика 28 фиксации и индикаторная ламиа сигнализирует о моменте начала подъема нглы Вика 27. Моменту иодъема иглы Вика и загоранию
ламиы соответствует оиределеииый угол поворота кривошиино-ш ату иного механизма, связаниого с врац;ен11ем маховика 15 передаточным отношением 1:1. Связь между величинами угла поворота кривошипно-шатунного
механизма и неремещеиия захвата конструктивно известиа и поэтому шкала (фиг. 3) отградуирована в еднннцах погружения нглы Вика в мм. При подъеме рычаги 30 и 31 очип1,ают новерхность иглы Вика 27. После иодъема иглы Вика они смыкаются над отверстием О в крыщке 24, перекрывая его до следуюи1,его погружения. После того, как игла Вика 27 выйдет из узла очистки, кулачок 18 входит is
зацепление с зубьями веица 22 клетн 20 и поворачивает ее, изменяя положение образца для следзющего иогружения иглы Вика в место, иаходящееся на значительном )асстояцин от предыдущего иогружения.
Таким образом устройство для оиределеиия сроков схватывания тамионажных растворов позволит сократить время ироведения оиытов н их количество за счет получения необходимых достоверных результатов в процессе исследований, что ликвидирует случаи аварии ири цемецтировании скважин и простой бурового оборудования.
Ф о ) м у л а и 3 о б р е т е н и я
Устройство для оиределения сроков схватывания тампонажных растворов, включаюндее иглу и кольцо Вика, узлы подъема, сброса и
фиксации иглы, узел из.менения положения кольца, вьпюлиеиный в виде поворотной клети, и ириводиой вал. размещенные в автоклаве, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оиределеиия сроков схватывания, оно снабжено ползуном, кинематически связанным с приводным валом н валом поворота клетн, причем узлы сброса и фиксации иглы размещены на ползуне.
Источники информации, принятые по внимание нрп экспертизе:
1.Авторское свидетельство Л 122059, М. Кл.2 Е 21В 33/138, 1959 г.
2.Калентьев В. А. и др. «Буренне глубоких нефтяных и газовых скважин, Недра, Москва, 1970 г., стр. 212-218 (прототип).
