Устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к строительству газовых и нефтяных скважин и , предназначается дпя использования при цементировании обсадных колонн глубоких и сверхглубоких скважин, а имен но при затворении и закачке тампонйжного раствора. Известно устройство для контроля процесса приготовления цементного раствора в котором регулированием скоростей вращения шнеков, подающих сухой цемент, и водяного насоса поддерживается заданное водоцементное отношение 1 . Недостатком этого устройства является невозможность получения однородного цементного раствора, заданного водоцементного отношения и поддержания его с требуемой точностью в процессе закачки в скважину. Этот недостаток обусловлен тем, что периодический контроль бурового раствора,осуществляемый лаборантом с помощью ареометра, производится с интервалом времени не менее двух минут. В течение этих двух минут раствор не контролируется, и водоцементное отношение может меняться в широких пределах из-за неоднородности состояния цемента по объему бункера смесителя (слежавшиеся или увлажненные участки) и создать некачественное цементное кольцо до 5070 м высотой. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора на цементносмесительной машине с выходным патрубком и диффузоромсмесителем, включающее датчик плот-. ности и индикатор 2. Однако известное устройство не обеспечивает надежного контроля из-за большого запаздывания показаний, вызванного наличием большой емкости от узла затворения до места установки плотномера (приемный бачок, цементировочный насос и трубопровод) и большой погрешности радиоизотопного плотномера, вызванной разнообразием составов тампонажного раствора (цемент, химические реагенты, утяжели тели, наполнители). Цель изобретения- повышение точности контроля за счет обеспечения выбора уставки контроля с помощью эталонного образца в рабочих условия перед затворением тампонажного раствора. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено установленны между выходным патрубком, и выходным трубопроводом диффузора-смесителя ко ническим патрубком для размещения в нем эталонного образца при этом датчик плотности установлен на коническом патрубке. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - конический патрубок с датчиком плотности.. На задней стенке бункера 1 цемент носмесительной машины закреплен приемный бачок 2 с отводами 3 и поплавковым датчиком уровня 4. Диффузор-смеситель 5 имеет ввод 6 для соединения с водяным насосом, находящимся на насосном цементировочном агрегате, и выходной трубопро вод 7. . В трубопровод 7 вмонтирован конический патрубок 8, на котором зак-реплены контейнер с источником 9 У излучений и приемник 10, связанный кабелем с электронным блоком 11 и ин дикатором 12, установленным в кабине цементносмесительной машины. Выходной патрубок 13 закреплен на патру&ке 8 быстросъемным соединением 14. Устройство работает следзгющим образом. Цементносмесительная машина вместе с цементировочными агрегатами при бывают на буровую не позже чем за час до начала работы - затворения и закачки цементного раствора. За это время водяной насос соединяют с диффузором 5 вводом 6, отвода: 3 бачка 2 соединяют с приемами цементировочных агрегатов. Затем разъединяют быстросъемное соединение 14 и снимают верх ний выходной патрубок 13. В конический патрубок опускают приготовленный в лаборатории цементн образец заданной плотности. После эт го индикатор плотности устанавливает ся либо поворотом стрелки указывающе го прибора 12, либо сдвигающим напря 4 жением так, чтобы прибор (стрелка его) показывала плотность,указанную на цементном образце,после чего образец извлекают из патрубка 8 и подсоединяют патрубок 13. Затем начинают прокачивать через ввод 6 и диффузор 5 в бачок 2 буферную жидкость, обычно воду, после чего цемент из бункера . 1 начинает ссыпаться в диффузор 5, где происходит смешивание его с водой. Цементировочный агрегат откачивает из бачка раствор и закачивает его в скважину. Оператор следит за показаниями прибора 12, и регулируя число оборотов шнеков, т.е. подачу цемента,поддерживает стрелку прибора на значении плотности цементного образца. Конический патрубок 8 обеспечивает беэзазорную посадку на рабочем участке выполненного в виде усеченного конуса цементного образца, что особенно важно в условиях возможно неточного изготовления образца или изменения геометрических размеров из-за усадки или расширения его твердения (изменение зазора на 1 мм при диаметре рабочей трубы 70 мм дает погрешность измерения (Л ). Таким образом,настройка индикатора плотности осуществляется при существующих в данный момент условиях: температуре и влажности окружающего воздуха, химическом составе тампонажной смеси, характеристиках источника и приемника -излучений, А так как процесс затворения цемента на цементносмесительной машине длится 20-30 мин, существует гарантия, что за время, работы все условия не изменяется. Главное преимущество устройства получение высокой степени однородности тампонажного раствора, что обеспечивает получение плотного цементного кольца в скважине, отсутствие в нем микротрещин и, следовательно, резко 5гменьшит прорыв газа из затрубного пространства, аварии и пожары, ведущие к выгоранию большого количества газа и в конечном счете к ликвидации скважин. Формула изобретения .Устройство для контроля процесса приготовления тампонажного раствора выходным патрубком и диффузором-смесителем, включающее датчик плотности

и индикатор, отличающееся теи, что, с целью повышения точности контроля за счет обеспечения выбора уставки контроля, с помощью эталонного образца в рабочих условиях перед затворением тампонажного раствора оно снабжено установленным между выходным патрубком и выходным трубопроводом диффузора-смесителя коническим патрубком для размещения в нем

эталонного образца, при датчик плотности установлен на крническом патрубке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 153464, кл. Е 21 В 21/00, 1961.

2.Абдрахманов Т. С. Контроль технологических процессов в буреиии. Недра, 1974, с. 249-250 (прототип)

/5

/

К