Устройство для определения напряжения сдвига фильтрационной корки Советский патент 1978 года по МПК E21B21/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЯТРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА ФИЛЬТРАЦИОННОЙ КОРКИ

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения качества промывочных жидкостей, применяемый при бурении .нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для определения наг1ряження сдвига глинистой корки, получаемой фильтрованием бурового раствора. Устройство позволяет определять водоотдачу бурового раствора.

Известно устройство для определения напряженнй сдвига глинистой корки, принцип действия которых основан на моделировании явлений возможного прихвата бурильной коЛонны 1J.

Однако в этом устройстве вывод усилия сдвига к измерительному устройству из камеры высокого давления производится через сальниковое устройство, которое вносит погрешность в результаты измерений.

Известен прибор, состоящий из камеры высокого давления, заполненного исследуемой жидкостью, внутри которой помещен фильтровальный материал и индeнtop, соединенный с приводным устройством |2.

Напряжение сдвига глинистой корки опре: деляется измерением усилий сдвига-индонгора по глинистой корке, образованной на поверхности фильтровального материала, за счот

передачи движения Через шток, уплотненный сальниковым устройством, на динамометры.

Недостатком этого прибора является то, что сальниковое устройство вносит большую погрешность в результаты измерения напряжения сдвига за счет сил трения, зависящих от состояния поверхностей, температуры, давления и других факторов.

Цель изобретения - повышение точности

измерения.

Это достигается тем, что устройство снабжено размещенными в камере высокого давления двумя гидравлически разгруженными диафрагмами, между которыми установлен индентор, причем измеритель усилий расположен в замкнутом объеме, сообщенном с камерой высокого давления.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство имеет корпус 1, образующий камеру высокого давления 2, заполненную исследуемой жидкостью, в которой размещены две гидравлическн разгруженные диафрагмы 3 н 4, а между ними установлен индентор 5, опорами которого служит рамка 6, опираюп1аяся на подшипники V и 8, расположенные п противоположных сторонах корпуса 1. Индентор 5 кинематически связан с измерителем усилий щка

лой 9, измерительной пружиной 10 со стрел: кой И, нуль-нидикатором 12, который в свою очередь подсоединен к приводному устройству, в лк чаю1цему двигатель 13 шестернями 14 и 15 и парой винт-гайка 16.

Гидравлически разгруженные диафрагмы 3 и 4 изолируют измеритель усилий .и подшипники 7 и 8 от соприкосновения с буровым раствором.

Измеритель усилий расположен в замкнутом объеме 17, образующая которого выполнена частично из прозрачного материала 18, стыкуемого с корпусом 1, при этом замкнутый объем 17 сообщен с камерой высокого давления 2.

В нижней части камеры 2 установлен фильтр 19 с, возможностью перемещения его в вертикальной плоскости за счет движения рукоятки 20. В корпусе фильтра 19 выполнено отверстие 21 для стока фильтрата в мензурку 22.

В верхней части корпуса 1 установлена пробка 23, через которую пропущен шток 24 с делениями, предназначенный для определения т:оАщины фильтрационной корки 25. Сверху щток 24 закрыт прозрачным колпаком 26. Давление в системе создается баллоном 27 со-сжатым воздухом или газом. Koнtpoлti: 33 давлением осуществляется МамометрОД 28. : : - .

Устройство работает следующим образом.

В камеру высокого давл1еиия 2 между двумя гидравлически разгружёнными диафрагмами 3 и 4 заливают исследуемый буровой раствор (при нахождении фильтра 15 в нижнем положеНИИ) и создают избыточное давление от балло ., на 24 со сжатым газом. При этом на фильтре 15 постепенно формируется фильтрационная корка 22. Отфильтрованная жидкость стекает в мензурку отверстие 18. Объем фильтрата за определенный промежуток времени характеризует водоотдачу бурового раствора.

Затем вращением рукоятки 16 производят подъем фильтра 15 до соприкосновения поверхностей фильтрационной корки 22 с индентором 5.. Задают выдержку времени для тиксотропного упрочнения корки 22. Замер толщины фильтрационной корки 22 производится щтоком 2 с делениями. Затем включением приводного устройства через электродвигатель 13, нестерни 14 и 15, парой вннт-гайка 16, измерительную пружину10 создают усилие сдвига индейтору 5 fio фильтрационной корке 22. Гидрайлическн разгруженные диафрагмы 3 и 4 позволяют без дополнительных усилий передать движение от пары винт-гайка 16 к индентору 5.

Момент отрыва индентора 5 от фильтрационной корки 22 фиксируется нуль-индикатором 12, а напряжение сдвига воспринимается измерительной пружиной 10 и дтсчитывается по щкале 9.

Таким образом устройство позволяет повысить точность измерения напряжения сдвига фильтрационной корки, так как отпадает необ ходимость в сальниковом уплотнении при выводе усилий сдвига к измерительному устройству-

Формула изобретения

Устройство для определения напряжения сдвига фильтрационной корки, содержащее камеру высокого давления, заполненную исследуемой жидкостью, в которой расположен индентор, измеритель усилий и приводное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено размещенными в камере высокого давления двумя гидравлически разгруженными диафрагмами, между которыми установлен индентор, причем измеритель усилий расположен в замкнутом объеме, сообщенном с камерой высокого давления.

Источники информации, принятые ЁО внимание при экспертизе:

I. Авторское сйидетельство СССР № И 94 99. кл. Е 21 В 21/00, 1957.

2. Шищенко Р. М. и др. Практическая гидравлика в бурении. М., «Гостоптехиздат, 1967. с. 142.