Устройство для определения сроков схватывания тампонажных растворов Советский патент 1979 года по МПК G01N11/10 

тепени загусгевания раствора, выполенным в виде зубчатой пары, одна из естеренок которой связана с сердечиком катушки, а механизм сброса и подъема иглы Вика снабжен опорным куачком со ступенчатой поверхностью ля опирания выступа иглы Вика.

Введение в установку мешалки позволяет создать условия испытания раствора, приближенные к существующим в процессе цементирования скважины.

Узел замера сртепени загустевания раствора позволяет производить переешивание раствора в пределах времеи его загустевания.

Ступенчатая поверхность кулачка еханизма сброса и подъема иглы Вика обеспечивают вывод иглы Вика за преелы узла замера степени загустевания радтвора на время определения степени эагустевания раствора и вывод иглы Вика на измерительную высоту при опредёлении сроков схватывания тампонажного раствора.

На фиг. 1 изображена предложенная установка, общий вид; на фиг. 2 - раз рез А-А фиг. 1 на фиг. 3 - кулачок в трех.проекциях.

Установка имеет корпус Г автоклава, в резьбу которого ввернут затвор

2,через который пропущен полый вал

3,на внутренний конец которого насажена полумуфта 4, несущая шестерню 5, составляющая зубчатую пару с внутренним зацеплением с зубчатым колесом б, наружная цилиндрическая поверхность которого свободно вращается относительно втулки 7 только в одном направ лении. Вращению зубчатого колеса 6 от носительно втулки 7 в обратном направ лении препятствует защелка 8, взаимодействующая с пружиной 9. К втулке 7 посредством стопоров 10 присоединяется стакан 11 для исследуемого раствора, ребро 12 которого входит в зацепление с кольцами 13 полумуфты 14 вед -дего вала 15. От осевогчэ смещения втулка 7 удерживается стопорным кольцом 16, которое замыкается на верхнюю втулку 17, присоединяемую к аатвору 2. В верхней втулке 17 закреплен кулачок 18, на торцовую поверхность 19 которого опирается выступ 20 иглы.Вика 21. Торцовая поверхность 19 кулачка 18 имеет плсададки: верхнюю 22, среднюю 23/ нижнюю 24. Замыкание выступа 20 на верхнюю площадку 22 соответствует нейтральному положению иглы Вика 21, когда игла Викавыведена за пределы узла замера степени загустевания раствора, заг лкание выступа 20 на среднюю площощку 23 соответствует крайнему верхнему pa«io4eMy положению иглы Вика 21,а зак«кание выступа 20 на нижнюю площадку 24 соответствует крайнем/ нижнеко положению иглы Вика 21.

К полому валику 3 прикреплена вилка 25, входящая в зацепление с иглой Вика 21. Полумуфта 26 связана с полумуфтой 4 посредством ленточной пружины 27. Вал 28 мешалки 29 зафиксирован относительно полумуфты 26 штифтом 30. Фланец 31, насаженный на вал 28, ограничивает высоту образца для определения сроков схватывания исследуемого раствора. Ползун 32 связан с полумуфQ той 26 посредством резьбового соединения, а вращение ползуна 32 относительно полумуфты 4 предотвращается профильной, например, квадратной формой их сопряженных поверхностей. Ползун 32 при помощи стержня 33 соединен с сердечником 34 катушки 35. Игла Вика 21 с сердечником 36 катушки 37 соединена при помощи полого стержня 38. К штуцеру 39 присоединяется вентиль игольчатый (на чертеже не показан) для сброса излишнего давления. Отверстие 40 предназначено для подключения манометра (на чертеже не показан) для контроля величины давления в полости автоклава. Термогилььа 41

5 служит для ввода термопары в полость автоклава.

Установка работает следующим образом.

Вращение вала 15 в направлении часовой стрелки через полу «гуфту 14., пальцы 13, ребро 12 передается стакану 11 для исследуемого раствора через стопоры 10 втулке 7. Зубчатое колесо 6 не вращается, так как защелка

5 8 не препятствует этому. Испытуемый тампонажный раствор, находящийся во вращающемся стакане 11, перемешивается мешалкой 29, которая поворачивается на угол, пропорциональный величид не сопротивления, оказываемого та.мпонажным раствором перемешиванию, на который соответственно поворачивается полумуфта 26 и закручивается ленточная пружина 27. Угол поворота полу5 муфты 26 с помощью ползуна 32 преобразуется в линейное .перемещение сердечника 34 внутри катушки 35, сигнал которой передается на peгиcтpиpyfoщий прибор, например, дифференциальнотрансформаторный самописец. Во время

определения времени загустевания раствора игла Вика 21 находится в нейтральном положении.

Когда загустевание раствора достигает величины, соответствукядей пределу его прокачиваемости, переходят к определению начала и конца схватывания раствора..

Перед начсшом определения сроков схватывания раствора игла Вика находится в нейтральном положении, так как выступ 20 замыкается с площадкой 22 торцовой поверхности 19 кулачка 18. Поворачивая валик 3 против часовой стрелки, переводят выступ 20 на

5 площадку 23, что соответствует крайнему верхнему рабочему положению иглы Вика 21. Дальнейший поворот валика 3 выводит выступ 20 из эа «кания с площадкой 23 и игла 21, увлекаемая СИЛОЙ собственного веса, движется вниз. Если начало схватывания раствора еще не наступило, то движение иглы Вика 21 ограничивается выступом 20, который в крайнем нижнем положении иглы. Вика 21 в.ходит в зацепление с площадкой 24 торцовой поверхности 19. Если же начало схватывания растЬора не наступило, то движение иглы Вика 21 затормаживается в каком-то промежуточном положении. После каждого замера состояния раствора иглу Вика 21 поднимают в верхнее рабочее положение поворотом валика 3 против часовой стрелки, подготавливая ее к очередному замеру. Движение иглы Вика 21 стержнем 38 передается сердечнику 36 катушки 37, сигнал с которой поступает на регистрирующий прибор.

Так как шестерня 5 и колесо зубчатое б составляют зубчатую пару с внуренним зацеплением, что на каждый оброт шестерни колесо отстает на величину, равную

()- t,

где t - шаг зацепления,

Zj- число зубьев шестерни 5, Zj- число зубьев колеса 6.

Зубчатое колесо 6 через защелку 8 проворачивает /втулку 7 и стакан 11с исследуемым раствором, подготавливая тем самым новое место испытуемого раствора для внедрения иглы Вика 21.

Последовательное определение времени загустевания и сроков схватывания тампонажного раствора позволяет повысить достоверность получаемых характеристик раствора, так каксроки схватывания раствора в этом случае

определяются с учетом предшествующего перемещения раствора, и сократить количество лабораторного оборудования.

Определение сроков схватывания Тсчмпонажног.о раствЬра с учётом предшествующего его перемешивания позволяет приблизить лабораторные условия испытания раствора к реально существующим в скважине, что повысит качество разобщения пластов и позволит сократить затраты на вторичное цементирование скважин. - -- ------

Формула изобретения

Устройство для определения сроков схватывания тампонйжных растворов, включающее термостатированный автоклав с расположенным внутри него поворотным стаканом для исследуемого раствора, иглой Вика с выступом и механизмом ее сброса и подъема, и катушку с сердечником, связанную с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что, с целью повышени точности определения за счет моделирования условий перемешивания раствора,автоклав снабжен смонтированной в нем мешалкой с узлом замера степени загустевания раствора, выполненным в виде зубчатой пары, одна из шестеренок которой связана с сердечником катушки, а механизм сброса и подъема иглы Вика снабжен опорным кулачком со ступенчатой поверхностью для опирания выступа иглы Вика,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Данюшевский В. С. Справочное руководство по тампонажным материалам, Недра , М. , 1973, с. 218-222.

2.Авторское свидетельство СССР № 376693, кл. G 01 N 11/10, 1971.