×
29.12.2017
217.015.f2b9

Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002637228
Дата охранного документа
01.12.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройству для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200°C и давлению до 100 МПа, для последующих прочностных испытаний образцов на сжатие и может быть использовано на скважинах, в лабораториях тампонажных контор, управлений буровых работ и нефтедобывающих объединений, в лабораториях научно-исследовательских организаций. Устройство содержит автоклав с полостью для размещения приспособления для размещения образцов, крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления. Система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава. Нагреватели установлены в полостях, радиально выполненных в стенке автоклава. Приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки, трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможности центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы. Днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высоте контейнера. Наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом. Крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера. Обеспечивается возможность выдержки образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению, для силовых испытаний на прочность при сжатии. 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к устройству, предназначенному для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200°С и давлению до 100 МПа, для последующих прочностных испытаний образцов на сжатие и может быть использовано как непосредственно на скважинах, так и в лабораториях тампонажных контор, управлений буровых работ и нефтедобывающих объединений, а также в лабораториях научно-исследовательских организаций, занимающихся разработкой рецептур и исследованием тампонажных цементов, смесей и растворов для цементирования скважин.

Для проведения прочностных испытаний на сжатие согласно ГОСТу 26798.2-96 и стандарта ISO 10426-2-2003 образцы должны иметь определенную форму, а именно быть выполнены размером 50×50×50 мм, подвержены выдержке для формирования цементного камня, после чего их испытывают на прочность при сжатии. Согласно ГОСТу 26798.2-96 выдержку образцов производят водном термостате при атмосферном давлении и температуре 38 (60)°C. Образование цементного камня в таких условиях не всегда соответствует цементному камню, образующемуся в скважинах при их цементировании.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее автоклав с полостью для размещения приспособления с испытываемыми образцами, крышку, накидную гайку с рукоятками для удерживания крышки, нагреватели для подогрева автоклава, систему охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления (в виде масляного насоса) (см. Консистометр высокого давления ZM-1003, выпускаемого ООО НПК «ЗИП - Магнитоника» zmag.ru).

Известное устройство предназначено для определения времени загустевания тампонажных растворов, применяемых для цементирования нефтяных и газовых скважин. Внутри автоклава установлено устройство для измерения, выполненное в виде стакана для размещения измерительной рамки имеющей возможность вращения. В основу принципа действия известного устройства положено измерение крутящего момента, создаваемого на лопастном устройстве.

В известном устройстве нагреватели установлены под кожухом с внешней стороны корпуса автоклава и не обеспечивают достаточного прогрева камеры автоклава.

Конструктивное исполнение системы охлаждения не обеспечивает эффективнее охлаждение камеры автоклава.

Известное устройство не обеспечивает возможность выдержки образцов для набора прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению.

Техническая задача предлагаемого устройства заключается в обеспечении возможности выдержки образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях, соответствующих скважинным условиям по температуре и давлению для дальнейших силовых испытаний их на прочность при сжатии.

Техническая задача решается тем, что устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие содержит автоклав с полостью для размещения приспособления для размещения образцов, а также с крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями для подогрева автоклава и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления (насос масляный) имеет отличия, а именно система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава, а нагреватели установлены; в полостях, расположенных радиально в стенке автоклава, а приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки и трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможность центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим по для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы, днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высотке контейнера, наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом, причем крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера.

Предлагаемое устройство отличается простотой в эксплуатации, позволяет обеспечить выдержку образцов с целью набора ими прочности в необходимых условиях и доводить давление и температуру до значении соответствующих условиям конкретной испытуемой скважины.

Предлагаемое устройство иллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства с продольным сечением автоклава; на фиг. 2 - общий вид контейнера с образцами; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - вид В на фиг 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг 2.

Предлагаемое устройство содержит автоклав 1 с полостью для установки приспособления для размещения образцов, выполненного в виде контейнера 2, а также с крышкой 3, удерживаемой на автоклаве 1 накидной гайкой 4 с рукоятками 5 для обеспечения возможности снятия и установки крышки 3 на автоклав 1. Между крышкой 3 и корпусом автоклава 1 установлены фторопластовые уплотнительные кольца 6 для герметизации.

В стенке автоклава 1 радиально выполнены цилиндрические полости 7 для размещения теновых нагревателей мощностью, например 0,5 кВт (теновые нагреватели на чертеже не показаны).

По наружной стенке соосно автоклаву 1 установлена система охлаждения в виде цилиндрического корпуса 8 (металлической рубашки) с полостью для размещения воды и патрубками для подачи и отвода воды (патрубки для подачи и отвода воды на чертеже не показаны). Внутренняя поверхность цилиндрического корпуса 8 выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами 9, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава 1.

Для подачи масла, обеспечивающего давление внутри автоклава 1, в днище автоклава 1 выполнено отверстие 10. Для стравливания (сбрасывания) давления и выхода воздуха из автоклава при настройке устройства перед эксплуатацией в крышке 3 выполнено отверстие 11 для установки перепускного штуцера (штуцер на чертеже не показан).

Контейнер 2 выполнен разборным и состоит из трех разъемных форм для размещения образцов.

Формы выполнены квадратного сечения. Противоположные стенки имеют направляющие 12 и 13 в виде штифт-паз для центрирования форм относительно друг друга. Стенки форм выполнены с отверстиями под винты 14 для соединения (отверстия на чертеже не показаны).

Днища 15 форм и крышка 16 выполнены в виде круга с отверстиями 17 для установки шпилек 18 для фиксации форм относительно друг друга по высоте контейнера 2.

Наружная поверхность днища 15 каждой формы выполнена с пазом 19 прямоугольного сечения в средней части для поступления масла внутрь форм при создании давления внутри автоклава 1.

Крышка 16 имеет петлю 20 для съема крышки, установки контейнера 2 и его извлечения из автоклава 1 и паз 19 на внутренней поверхности для поступления масла внутрь верхней формы.

На основании 21 посредством кронштейнов закреплены блок 22 управления, насос 23 для подачи масла в автоклав 1 и установленный на насосе 23 преобразователь давления (датчик давления) (преобразователь давления на чертеже не показан).

Предлагаемое устройство для изготовления образцов работает следующим образом.

Предварительно приготовленный тампонажный раствор помещают в формы, которые устанавливают друг на друга в виде штабеля, фиксируя их в штабеле направляющими 12 и 13 по горизонтали, затем устанавливают крышку 16 и фиксируют штабель из форм винтами 18 по вертикали, образуя контейнер 2.

Затем в полость автоклава 1 заливают масло на 1/3 объема полости, после чего устанавливают контейнер 2 и доливают масло до уровня фторопластовых уплотнительных колец 6. Закрывают автоклав 1 крышкой 3 и фиксируют ее с помощью накидной гайки 4 посредством рукояток 5. Затем насосом 23 подают масло внутрь автоклава 1, стравливая воздух через перепускной штуцер, установленный в отверстие 11, и обеспечивая заполнение маслом форм через пазы 19.

Затем производят нагрев автоклава 1 тенами до требуемой температуры. При нагреве давление в автоклаве 1 повышается. Повышение давления до необходимого значения, соответствующего условиям испытуемой скважины, обеспечивают с помощью насоса 23, подавая масло внутрь автоклава 1. Полость автоклава 1 используют в качестве камеры для выдержки образцов в течение требуемого времени для образования тампонажного камня.

Показания температуры и давления при автоматическом режиме работы устройства отображаются на мониторе блока 22 системы управления (компьютера).

При ручной режиме работы температуру регулируют с помощью терморегулятора (температуру устанавливают и, если это необходимо, меняют через компьютер), а давление при необходимости регулируют с помощью масляного насоса.

Масло с помощью насоса поступает внутрь автоклава 1, занимая пространство вокруг контейнера 2 и проникая по пазам 19 на крышке 16 и днищах 15 внутрь форм, создавая давление внутри форм.

После набора камнем прочности автоклав охлаждают до температуры 27°C с помощью воды системы охлаждения, остаточное давление уменьшают до атмосферного с помощью открытия перепускного штуцера и после этого снимают крышку 16 и достают контейнер 2 с образцами.

Последующие испытания по определению предела прочности цементного образца производят с помощью тестера прочности на сжатие.

Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие, содержащее автоклав с полостью для установки приспособления для размещения образцов, крышкой, накидной гайкой с рукоятками для удерживания крышки, нагревателями для подогрева автоклава и системой охлаждения, блок управления, преобразователь давления и устройство для обеспечения подъема давления - насос масляный, отличающеесятем, что система охлаждения выполнена в виде соосно установленного на автоклаве корпуса с полостью и патрубками для подачи и отвода воды, внутренняя поверхность которого выполнена волнистой, взаимодействующей волнами с пазами, радиально размещенными с равным шагом по наружной поверхности автоклава, нагреватели установлены в полостях, радиально выполненных в стенке автоклава, а приспособление для размещения образцов выполнено в виде сборного контейнера, состоящего из крышки и трех разъемных форм квадратного сечения и с днищем в виде круга, имеющих возможность центрирования в горизонтальной плоскости по направляющим для взаимодействия по типу штифт-паз, выполненных на двух противоположных стенках каждой формы, днища форм и крышка выполнены с отверстиями под шпильки для фиксации форм по высоте контейнера, наружная поверхность каждого днища и внутренняя поверхность крышки выполнены с пазом, причем крышка снабжена ручкой для установки/извлечения контейнера.
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Устройство для формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний на сжатие
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-4 из 4.
22.08.2018
№218.016.7e4e

Лаборатория мобильная для испытания цементных растворов

Изобретение относится к мобильным передвижным лабораториям и может быть использовано для проведения испытаний тампонажного раствора в полевых условиях в процессе строительства, эксплуатации, капитальном ремонте и ликвидации скважин. Мобильная лаборатория обеспечивает высокие оперативные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664509
Дата охранного документа: 20.08.2018
23.02.2019
№219.016.c5f6

Разборный контейнер для устройства формирования образцов из тампонажных растворов для прочностных испытаний

Изобретение относится к контейнеру устройства, предназначенного для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре и давлению, для последующих прочностных испытаний образцов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680495
Дата охранного документа: 21.02.2019
19.04.2019
№219.017.1d32

Установка для определения характеристик тампонажных цементов, смесей и растворов

Предлагаемое изобретение относится к устройству для определения характеристик тампонажных цементов, смесей и растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре до 200ºС и давлению до  100 МПа. Установка для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685092
Дата охранного документа: 16.04.2019
24.07.2020
№220.018.3630

Разборный контейнер для устройства формования образцов из тампонажных растворов

Изобретение относится к устройству формования образцов из тампонажного раствора, применяемого при цементировании нефтяных и газовых скважин. Разборный контейнер состоит из днища, крышки, стенок и ручки, закрепленной на крышке. Стенки выполнены двойными – наружными и внутренними - в виде полых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727371
Дата охранного документа: 21.07.2020
+ добавить свой РИД