專利名稱：固井水泥漿失重測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種測量裝置，特別涉及一種固井水泥漿失重的測量裝置，屬通過壓力變化測量水泥漿失重的領(lǐng)域。
水泥漿注入環(huán)空以后，在凝結(jié)過程中對地層產(chǎn)生的液柱壓力越來越小的現(xiàn)象稱為“水泥漿的失重”。這種現(xiàn)象最早是前蘇聯(lián)和美國，分別于七十年代和八十年代在固井作業(yè)現(xiàn)場，用壓力傳感器接上電纜下入注水泥后的環(huán)空內(nèi)部測量記錄而發(fā)現(xiàn)的。水泥漿失重是固井后氣竄產(chǎn)生的主要原因，只要知道水泥漿的失重規(guī)律，就可推知固井后井下的壓力變化，為防止油氣水竄，提高固井質(zhì)量，制定預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。目前，國外雖有測量固井水泥漿失重的裝置，但都是對現(xiàn)場固井水泥漿進行測量，并且存在測量操作不方便，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，不能預(yù)先知道水泥漿的失重規(guī)律，且裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高的問題?，F(xiàn)我國雖然有在室內(nèi)進行固井水泥漿失重的研究，但因沒有完整的測量裝置，且研究時與油井環(huán)境不同，使得測量的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場的差異較大。
本實用新型的目的，在于提供一種能模擬油井溫度不高于80℃的現(xiàn)場實際環(huán)境，測量水泥漿柱在凝結(jié)過程中對地層產(chǎn)生的液柱壓力的變化過程，而研究其失重規(guī)律的固井水泥漿失重測量裝置。
本實用新型是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)其上述目的的。
該固井水泥漿失重測量裝置由支架1、短接2、絲堵3、四通4、法蘭5、保溫層6、加熱層7、園柱管8、溫度傳感器9、壓力傳感器10、電纜11、溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12組成，其特征在于支架1的底部上裝有一四通4，四通4的兩側(cè)分別連接有短接2，短接2的另一端裝有絲堵3，在其中一側(cè)的短接2的一端上裝有一壓力傳感器10，壓力傳感器10通過電纜11連接溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12；四通4的頂部通過法蘭5連接一園柱管8，園柱管8的外表面裝有加熱層7及保溫層6；溫度傳感器9的一端連接加熱層7，另一端通過電纜11與溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12連接。園柱管8的上端部裝有一漏斗13。
本實用新型的優(yōu)點是采用園柱形管模擬井眼，用電加熱材料加溫模擬油井溫度不高于80℃的條件，使測得的水泥漿失重結(jié)果與在油井內(nèi)實測結(jié)果基本相同，不僅解決了在現(xiàn)場測試操作不便，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，測量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，而且可預(yù)先推知固井后井下的壓力變化，為防止油氣水竄、提高固井質(zhì)量，制定預(yù)防措施提供科學(xué)的依據(jù)。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進一步的描述如下附圖為固井水泥漿失重測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
該固井水泥漿失重裝置由支架1、短接2、絲堵3、四通4、法蘭5、保溫層6、加熱層7、園柱管8、溫度傳感器9、壓力傳感器10、電纜11、溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12、漏斗13組成。四通4與支架1通過底部法蘭5連接，四通4左右兩側(cè)各裝一短接2，在短接2上裝有絲堵3，四通4的頂部法蘭5與園柱管8的法蘭用四個螺栓緊固，加熱層7和保溫層6包裹在園柱管8外，溫度傳感器9一端與加熱層7接觸，另一端通過電纜11與溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12相連。壓力傳感器10一端裝在左側(cè)短接2上、另一端通過電纜11與記錄儀12相連。漏斗13用于灌注水泥漿進入園柱管8內(nèi)。其工作原理為壓力傳遞是由于圓柱管8、四通4、短接2、壓力傳感器11互相連通，所以水泥漿柱的壓力可直接作用于壓力傳感器10上，故壓力可由記錄儀12記錄下來。加熱和恒溫過程為加熱層7由柔性電加熱材料制成，接通單相交流電就可發(fā)熱。溫度是由溫度傳感器9采集信號傳給溫度調(diào)節(jié)器12，溫度調(diào)節(jié)器12內(nèi)裝有智能芯片可控制溫度，使圓柱管內(nèi)水泥漿保持恒溫。該測量裝置是利用園柱形管子模擬井眼，在管外采用電加熱材料加溫，用溫控器控溫，在加熱材料的外面用非金屬材料作保溫層，用以模擬油井溫度不高于80℃的條件。水泥漿柱產(chǎn)生的壓力由位于短接2上的壓力傳感器10轉(zhuǎn)換成電信號，再用記錄儀記錄電信號，從而得知水泥漿在一定條件下的壓力變化，測得水泥漿失重變化的情況。采用智能溫度調(diào)節(jié)器控制溫度，保證溫度的精度；采用記錄儀記錄壓力的變化，保證壓力的精度，從而使得出的水泥漿失重結(jié)果更接近于油井的實際情況。據(jù)此結(jié)果推知固井后井下的壓力變化，為防止油氣水竄、提高固井質(zhì)量，制定預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。
該測量裝置的使用和操作過程接入220V、50Hz電源；打開溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12的電源，使其充分預(yù)熱(一般30分鐘以上)；通過溫度調(diào)節(jié)器12設(shè)定試驗溫度，并使園柱管8恒溫在設(shè)定試驗溫度上；配制水泥漿，并通過漏斗13，將水泥漿注入園柱管8的內(nèi)部，當(dāng)水泥漿灌注完成后，用攪拌棒輕輕攪動以排除園柱管8內(nèi)的空氣；打開記錄儀12，記錄水泥漿柱的壓力；當(dāng)水泥漿柱的壓力降到與其等高水柱壓力時，終止試驗。關(guān)閉所有電源開關(guān)、卸開右邊的絲堵3排出水泥漿、用清水洗凈園柱管8內(nèi)壁。試驗結(jié)果記錄在記錄儀12里，測試工作即告完成。本裝置可用于石油工程專業(yè)實驗教學(xué)和與之相關(guān)的科學(xué)研究。
權(quán)利要求1.一種固井水泥漿失重測量裝置，它由支架1、短接2、絲堵3、四通4、法蘭5、保溫層6、加熱層7、園柱管8、溫度傳感器9、壓力傳感器10、電纜11、溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12組成，其特征在于支架1的底部上裝有一四通4，四通4的兩側(cè)分別連接有短接2，短接2的另一端裝有絲堵3，在其中一側(cè)的短接2的一端上裝有一壓力傳感器10，壓力傳感器10通過電纜11連接溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12；四通4的頂部通過法蘭5連接一園柱管8，園柱管8的外表面裝有加熱層7及保溫層6；溫度傳感器9的一端連接加熱層7，另一端通過電纜11與溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀12連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井水泥漿失重測量裝置，其特征在于園柱管8的上端部裝有一漏斗13。
專利摘要一種固井水泥漿失重測量裝置,屬通過壓力變化測量水泥漿失重的領(lǐng)域。它由支架、短接、絲堵、四通、法蘭、保溫層、加熱層、圓柱管、溫度傳感器、壓力傳感器、電纜、溫度調(diào)節(jié)器和記錄儀、漏斗組成。本裝置是利用圓柱形管子模擬井眼,在管外采用電加熱材料加溫,用以模擬油井溫度不高于80℃的條件。水泥漿柱產(chǎn)生的壓力由位于短接上的壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號,再用記錄儀記錄電信號,從而得知水泥漿在一定條件下的壓力變化,測得水泥漿失重變化的情況。解決了在現(xiàn)場測試操作不便,數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,不能提前預(yù)測和制定預(yù)防措施的問題。本裝置可用于石油工程專業(yè)實驗教學(xué)和與之相關(guān)的科學(xué)研究。
文檔編號G01D21/02GK2495990SQ0125186
公開日2002年6月19日 申請日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月12日
發(fā)明者謝齊平 申請人:謝齊平