Устройство для определения предела прочности тампонажных материалов на сжатие Советский патент 1980 года по МПК E21B33/138 G01N3/20 

свобождения образцов, гидроцилиндра 3, зключающего в себя поршень 4 со штоком .5 малого диаметра, штоком 6 большого диаметра, и уплотнений 7. В гидравлической линии, соед иняюшей полость автоклава / с полостью 8, размеш,ен регулятор давления 9, состояш,ий из шарика 10 с пружиной 11, усилие которой регулируется штоком 12 с уплотнением 13. Для создания и измерения давления в системе и работы гидрощилиндров устройство снабжено прессом 14, манометрами 15 и 16 и вентилями /7-23.

Принцип действия устройства основан на измерении с большой точностью прочности на сжатие образцов тампонажного материала. Измерение прочности отдельных образцов прошзводится через заданные промежутки (Времени. Высокая точность измерений малых (усилий разрушения достигается путемсоздааия на штоке усилия, компенсируюш,его силу трения в уплотнениях, и поддержания этого усилия во время иереМеш,ения поршня.

Устройство работает следуюш,им образом.

Давление в автоклаве 1 создают прессом 14 через открытый вентиль 17 и контролируют по манометру 15, при этом вентили 20, 21 и 23 открыты, а вентили 18, 19, 22 закрыты, поршень 4 находится в верхнем положении, пружина /./ сжата, шарик 10 полиостью перекрывает канал. Перед началом измерений закрывают вентили 17, 21 и 23, открывают вентили .18, 19 и вращением штока 12 уменьшают силу сжатия пружины // до тех пор, пока давление из автоклава, поступая в камеру СО штоком 6 большего диаметра, не сдвинет шток, преодолев силу трения в уплотнениях. Затем прессом 14 перемещают поршень 4 вниз до разрушения образца. Усилие разрушения контролируют по манометру 16. По мере движения поршня 4 со штоками 5, 6 жидкость из автокла;за / перетекает в полость со штоком 6 через регулятор давления 9. При этом сохраняется перепад давления, необходимый для компенсации силы трения в уплотнениях.

Вентили 21-23 служат для возврата поршня 4 в верхнее положение. Затем, переместив приспособление 2 для формования и высвобождения образцов, совмещают следующий образец с осью гидроцилиндра 3, и через заданное время повторяют цикл измерения. Сопоставляя прочность последовательно разрушаемых образцов, получают характеристику динамики процесса затвердевания тампонажного материала.

Использование устройства позволяет устанавливать оптимальное время простоя скважины на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента). При этом время простоя скважины

;на ОЗЦ может сократиться в -среднем на 30%, а также исключается возможность аварий из-за преждевременного возобновления работ в скважине после цементирования.

Фо1рмула изобретения

Уст|ройство для определения предела прочности тампонажных материалов на

сжатие, содержащее соединенный с источником давления автоклав, приспособление для формования и высвобождение образцов, механизм создания нагрузки, выполненный в виде гидроцилиндра с поршнем, снабженным штоками, и смонтированный в корпусе автоклава, связанные с автоклавом из.мерители и регистраторы температуры давления и нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определений для

ранних сроков пзердения, штоки имеют разный диаметр, меньший из которых расположен в подпоршневой полости, а больший - 3 надпоршневой полости, сообщающейся с автоклавом через регулятор давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Данюшевский В. С. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементоп. М., «Недра, 1978, с. 37.

2.Авторское свидетельство СССР NS 316965, кл. G 01 N 3/20,1970.

-

bl77