Устройство для измерения водоотдачи бурового раствора Советский патент 1980 года по МПК E21B47/00 E21B21/08 

действием электрического тока жидкость в герметичном сильфоне 4 нагревается. При достижении определенного давления паров, задаваемого пружиной 9, жесткость которого устанавливается гайкой 10, верхнее донышко сильфона поднимает прерыватель 8 и размыкает контакты 7.

Давление паров жидкости в сильфоне давит на его нижнее донышко и передает это давление на исследуемый раствор. По мере фильтрации бурового раствора через фильтр количество его в стакане 2 уменьшается. При этом нижняя часть сильфона под действием давления паров жидкости растягивается, занимая объем отфильтрованного бурового раствора. Давление в сильфоне падает, что вызывает сжатие его верхней части под действием пружины 9 и замыкания контактов 7 прерывателем 8. Жидкость в сильфоне дополнительно нагревается и восстанавливает заданное давление.

Таким образом, на исследуемый буровой раствор действует за все время эксперимента постоянное давление независимо от количества отфильтрованной жидкости. Количество отфильтрованной жидкости измеряется отдельно, например, при помош,и мензурки.

Жидкость для заливки в сильфон выбирается в зависимости от заданного давления, при котором необходимо прове.сти измерение фильтрации. Например, в качестве таких жидкостей может служить бензол, ацетон, бензин, керосин, вода и т.д. Вследствие плохой теплопроводности бурового раствора и отсутствия конвективных потоков (буровой раствор обогревается через нижнюю часть сильфона сверху) нагрев нижних слоев исследуемой жидкости за непродолжительное время измерения (15-30 мин практически не происходит. В этом случае процесс фильтрации осуществляется при комнатной температуре. Мощность нагрева спирали и количество жидкости с определенными теплофизическими свойствами подбирается так, чтобы инерционность прибора (время за которое давление паров жидкости в сильфоне станет равным 1 атм) в момент его включения не происходила 10-15 с. При этом дополнительно погрешность измерения составит не более 0,5%.

Для измерения величины водоотдачи при высоких температурах (80-120°С) нагревательный элемент выбирается большей мощности и монтируется на стенках стакана 2, которые затем изолируются. В сильфон 4 заливается жидкость, упругость паров которой равна заданной при выбранной температуре измерения. В этом случае сильфон играет роль не только передатчика давления, но и регулятора температуры. Например, если в сильфоне залита вода, то давление насыщенных паров равна одной избыточной атмосфере, а температура кипения жидкости равна 110°С. Следовательно, процесс измерения водоотдачи происходит при температуре бурового раствора 110°С и давлении в 1 атм. При заливке в сильфон ацетона можно производить измерение водоотдачи при давлении 1-20 атм и температуре бурового раствора 79-181°С.

Технико-экономический эффект данного предложения определяется тем, что прибор позволяет проводить измерения с большей точностью, чем существующие приборы, причем при высоких температурах и в полевых условиях. Это позволяет более обоснованно подбирать рецептуры буровых растворов в зависимости от конкретных геолого-технических условий строительства скважин. Изготовление и опробование устройства предполагается осуществить в мастерских института в HI квартале 1978 г.

Формула изобретения

Устройство для измерения водоотдачи бурового раствора, содержащее корпус, узел, создающий давление, и фильтрующий элемент, отличающееся те.м, что, с целью повышения точности измерения, узел, создающий даВоТение, выполнен в виде двойного сильфона, заполненного жидкостью, внутри которого установлен нагревательный элемент, при этом верхняя часть сильфона подпружинена, а нижняя его часть контактирует с исследуемым раствором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Колесников Т. И., Агеев Ю. М. Буровые растворы и крепления скважин. М., Недра , 1975, с. 15-16, с. 13.

11