除无机复合垢模拟装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种除无机复合垢模拟装置，包括罐体，罐体顶部设置有固体进料口和液体进料口、底部设置有出液口；罐体为由外壳体和内壳体构成的双层结构，通过固定在罐体内壁上的第一过滤网和第二过滤网将罐体内部自上而下划分为微波加热区、烘干区和液体收集区，依次对无机复合垢样进行混合反应溶解、一次过滤、二次烘干过滤和溶液收集；该除无机复合垢模拟装置设计构造简单、实用，可重复利用率高；通过模拟井下的温度和介质环境，并通过加入除垢剂溶液与垢样混合搅拌、反应溶解除垢、烘干等步骤对垢样在井下进行模拟溶解前后的垢样质量进行分析，模拟出井下除垢效率。
【专利说明】
除无机复合垢模拟装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及实验室油田钻井模拟作业装置技术领域，特别涉及一种除无机复合垢模拟装置。
【背景技术】
[0002]在油田钻井过程中由于一些外加剂容易导致在近井地带形成或其它区域形成一些很难用常规方法除去的无机复合垢，这些无机复合垢的存在非常容易堵塞地层，甚至对油气储层造成损害。
[0003]如在近井地带形成的硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙无机复合垢，据最近在几个油田的摸底，大约在70-80%的油井钻完井过程中，面临压力大，需要用重晶石粉提高密度，而重晶石粉中，硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙是常规酸洗方法无法去除的；另外，本身一些油藏自身也含有硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙成分，这些形成的难溶的硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等无机复合垢，使油气储层受到损害，造成地层堵塞，注水压力升高，油气井产量下降，甚至停产，给生成带来极大危害。硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙垢稳定性强，很难用传统的方法去除，现用非酸解堵的方式能够有效地去除该类无机复合垢，但是到底去除效果如何，还没有更准确的评价。
[0004]因此目前非常有必要设计一种除复合无机垢样的模拟装置，通过模拟井下的温度和介质环境，来计算该类垢样的去除效率。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种能够模拟井下的温度和介质环境以模拟井下除垢率的除无机复合垢模拟装置。
[0006]为此，本实用新型技术方案如下:
[0007]—种除无机复合垢模拟装置，包括罐体，罐体顶部设置有固体进料口和液体进料口、底部设置有出液口 ；罐体为由外壳体和内壳体构成的双层结构，通过固定在罐体内壁上的第一过滤网和第二过滤网将罐体内部自上而下划分为微波加热区、烘干区和液体收集区;其中:
[0008]微波加热区包括设置在罐体顶部中央的搅拌机构、沿罐体圆周方向设置的多根微波管和安装在第一过滤网上方的第一推料机;多根微波管均布在罐体的外壳体和内壳体之间；
[0009]烘干区包括沿罐体圆周方向设置的多根加热电阻丝、设置罐体侧壁且位于第一过滤网下方的出气口和安装在第二过滤网上的第二推料机，多根加热电阻丝均布在罐体的外壳体和内壳体之间。
[0010]进一步地，多根微波管的工作功率为300?500W;第一过滤网和第二过滤网选用30?50目的过滤网，且第一过滤网的目数大于第二过滤网的目数。
[0011]搅拌机构包括设置在罐体顶面上方的电机和变速器，以及设置在罐体顶面内侧的带有搅拌桨的搅拌轴;搅拌轴通过变速器连接至电机。
[0012]进一步地，第一推料机和第二推料机均包括推板、电动推杆和电机，推板通过电动推杆连接至电机，推板与过滤网尺寸相适应且设置在过滤网上，电动推杆和电机设置在罐体外部;在第一过滤网和第二过滤网上方的对侧壁面上均分别开设有一个与推板尺寸相适应的条形孔道和一个与电动推杆尺寸相适应的通孔，使电动推杆通过通孔与连接，使推板在电动推杆的作用下往复运动并能够通过条形孔道伸出至罐体外部。更进一步地，第一推料机和第二推料机的各部件的设置方向相反。
[0013]进一步地，在微波加热区和烘干区分别在罐体的内壁上设置有第一温度传感器和第二温度传感器，在罐体的外壁上设置有温度显示屏，温度显示屏与温度传感器和第二温度传感器连接，显示罐体内微波加热区和烘干区的实时温度。
[0014]进一步地，在罐体外部且位于条形孔道出口下方自上而下分别设置有第一固料池和第二固料池，罐体底部设置有与出液口连通的储液罐;在罐体底部设置有多个支撑腿。
[0015]进一步地，在罐体的内壳体和外壳体之间设置有保温层。
[0016]与现有技术相比，该除无机复合垢模拟装置设计构造简单、实用，可重复利用率高;通过模拟井下的温度和介质环境，并通过加入除垢剂溶液与垢样混合搅拌、反应溶解除垢、烘干等步骤对垢样在井下进行模拟溶解前后的垢样质量进行分析，模拟出井下除垢效率。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的除无机复合垢模拟装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
[0019]如图1所示，该除无机复合垢模拟装置包括罐体14，罐体14为由外壳体和内壳体构成的双层结构，在罐体14的内壳体和外壳体之间设置有保温层;罐体14为长X宽X高为1.5X 1.5 X 3米的方形罐;并通过固定在罐体14内壁上的第一过滤网16和第二过滤网17将罐体14内部自上而下划分为腔体体积比为3:2:1的微波加热区、烘干区和液体收集区；第一过滤网16的选用30目滤网，第二过滤网17选用50目滤网；其中:
[0020]微波加热区包括设置在罐体14顶部中央的搅拌机构、六根微波管4、安装在第一过滤网16上方的第一推料机6和设置在微波加热区内壁上的第一温度传感器13;具体地，
[0021]在罐体14顶面上且位于中央搅拌机构两侧分别设置有固体进料口I和液体进料口3；
[0022]搅拌机构包括设置在罐体14顶面上方的电机和变速器，以及设置在罐体顶面内侧的带有搅拌桨的搅拌轴5，搅拌轴5通过变速器连接至电机2，变速器用于调节搅拌轴5的转动速度，搅拌桨设置在搅拌轴5底端，搅拌桨包括四片桨叶，沿搅拌轴5圆周方向均匀分布；
[0023]六根微波管4在罐体14的外壳体和内壳体之间沿圆周方向均布，其中，微波管4的工作功率为300?500W;
[0024]第一推料机6包括推板、电动推杆和电机;推板通过电动推杆连接至电机，推板与过滤网尺寸一致且设置在第一过滤网16上，电动推杆和电机设置在罐体14外部，电机固定在罐体14的外壁上;在第一过滤网16上方的对侧壁面上分别开设有一个与推板尺寸相适应的条形孔道和一个与电动推杆尺寸相适应的通孔，电动推杆穿过通孔与推板一端连接，使推板在电动推杆的作用下往复运动并能够通过条形孔道伸出至罐体外部;在罐体14外部且位于该条形孔道出口下方设置有第一固料池12，用于盛装通过推板往复运动推出不能被除垢剂反应、溶解的固体垢样；
[0025]烘干区包括沿罐体14圆周方向设置的八根加热电阻丝11、设置罐体14侧壁且位于第一过滤网16下方的出气口 10、安装在第二过滤网17上的第二推料机6和设置在烘干区内壁上的第二温度传感器18，八根加热电阻丝11在罐体14的外壳体和内壳体之间沿圆周方向均布；出气口 10处设有可开闭阀门；
[0026]液体收集区包括设置在罐体14底部的出液口和设置在罐体14外部的与出液口连通的储液罐9;
[0027]第二推料机7与第一推料机6结构相同，但第二推料机7的各部件的设置方向与第一推料机6和相反，即推板推料方向相反；同样，在第二过滤网17上方的对侧壁面上分别开设有一个与推板尺寸相适应的条形孔道和一个与电动推杆尺寸相适应的通孔，使电动推杆通过通孔与连接，使推板在电动推杆的作用下往复运动并能够通过条形孔道伸出至罐体外部;将烘干后留在第二过滤网17上的为溶解垢样通过推板推出至罐体14外部;在罐体14外部且位于条形孔道出口下方设置有盛装固体垢样的第二固料池8;
[0028]在罐体14的外壁上设置有温度显示屏，温度显示屏与温度传感器13和第二温度传感器18连接，用于显示罐体14内微波加热区和烘干区的实时温度;微波加热区的微波管和烘干区的电阻丝电连接至罐体14外部的外接电源；
[0029]在微波加热区和烘干区的开设的条形孔道和通孔处，罐体14的内壳体和外壳体封闭连接，并且在条形孔道和通孔处设置有密封胶圈，使当微波加热区和烘干区的推板伸展并伸出罐体14外部时，整个罐体内腔形成密封的三部分，即微波加热区、烘干区和液体收集区；
[0030]在罐体14底部设置有四个支撑腿15，用于支撑整个罐体14。
[0031 ]该除无机复合垢模拟装置的使用方法:
[0032]实验前:保证第一推料机6和第二推料机7的推料板均伸展并伸出罐体14外部，此时，通过设置在罐体14的条形孔道和通孔处设置有密封胶圈将整个罐体内腔形成密封的三部分，即微波加热区、烘干区和液体收集区；
[0033]实验开始:首先是将钡锶钙无机复合垢样经固体进料口I倒入罐体中，将除垢液经液体进料口 3倒入罐体中；然后缓慢开动电机，搅拌器开始缓慢的搅拌，同时开启微波加热装置，通过第一温度传感器13监测微波加热区上升温度，当罐体升温到适当反应温度以后，关闭微波加热，保持罐体温度并搅拌一定时间充分反应，而后停止搅拌并冷却到室温以，此时潮湿的未溶解于除垢液的垢样会沉淀于第一推料板上，开启第一推料机6，将板上的固体经第一推料出口推出到第一固料池12中，自然晾干称取其质量;与此同时，部分小粒径垢样或被粘稠溶液包裹的垢样随溶液通过第一过滤网16流进烘干区并沉淀于第二推料机7的推料板上，启动第二推料机7使推板收缩，大量溶剂通过第二过滤网17流入液体收集区并通过出液口存入储液罐9内另行处理;剩下的小粒径垢样或被粘稠溶液包裹的垢样留在了第二过滤网17上，此时烘干区电阻丝11通电加热，打开侧壁上的出气口充分挥发溶剂，将潮湿的固体烘干后开启第二推料板，将剩余部分固体经第二推料出口推入第二固料池8中；计算两个固料池中收集的固体总质量并与初始加入的垢样总质量进行分析，通过公式计算去除钡锶钙无机复合垢的效率。
【主权项】
1.一种除无机复合垢模拟装置，包括罐体(14)，罐体(14)顶部设置有固体进料口(I)和液体进料口(3)、底部设置有出液口，其特征在于，罐体(I4)为由外壳体和内壳体构成的双层结构，通过固定在罐体(14)内壁上的第一过滤网(16)和第二过滤网(17)将罐体(14)内部自上而下划分为微波加热区、烘干区和液体收集区；其中: 微波加热区包括设置在罐体(14)顶部中央的搅拌机构、沿罐体(14)圆周方向设置的多根微波管(4)和安装在第一过滤网(16)上方的第一推料机(6)；多根微波管(4)均布在罐体(14)的外壳体和内壳体之间； 烘干区包括沿罐体(14)圆周方向设置的多根加热电阻丝(11)、设置罐体(14)侧壁且位于第一过滤网(16)下方的出气口(10)和安装在第二过滤网(17)上的第二推料机(6)，多根加热电阻丝(11)均布在罐体(14)的外壳体和内壳体之间。2.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，搅拌机构包括设置在罐体(14)顶面上方的电机和变速器，以及设置在罐体顶面内侧的带有搅拌桨的搅拌轴(5);搅拌轴(5)通过变速器连接至电机。3.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，第一推料机(6)和第二推料机(7)均包括推板、电动推杆和电机，推板通过电动推杆连接至电机，推板与过滤网尺寸相适应且设置在过滤网上，电动推杆和电机设置在罐体(14)外部;在第一过滤网(16)和第二过滤网(17)上方的对侧壁面上均分别开设有一个与推板尺寸相适应的条形孔道和一个与电动推杆尺寸相适应的通孔，使电动推杆通过通孔与连接，使推板在电动推杆的作用下往复运动并能够通过条形孔道伸出至罐体外部。4.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，多根微波管(4)的工作功率为300?500W。5.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，第一过滤网(16)和第二过滤网(17)选用30?50目的过滤网，且第一过滤网(16)的目数大于第二过滤网(17)的目数。6.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，在微波加热区和烘干区分别在罐体(14)的内壁上设置有第一温度传感器(13)和第二温度传感器(18)，在罐体(14)的外壁上设置有温度显示屏，温度显示屏与温度传感器(13)和第二温度传感器(18)连接，显示罐体(14)内微波加热区和烘干区的实时温度。7.根据权利要求3所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，第一推料机(6)和第二推料机(7)的各部件的设置方向相反。8.根据权利要求3所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，在罐体(14)外部且位于条形孔道出口下方自上而下分别设置有第一固料池(12)和第二固料池(8)，罐体(14)底部设置有与出液口连通的储液罐(9)。9.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，在罐体(14)底部设置有多个支撑腿(15)。10.根据权利要求1所述的除无机复合垢模拟装置，其特征在于，罐体(14)的内壳体和外壳体之间设置有保温层。
【文档编号】E21B37/00GK205689175SQ201620563145
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月8日 公开号201620563145.7, CN 201620563145, CN 205689175 U, CN 205689175U, CN-U-205689175, CN201620563145, CN201620563145.7, CN205689175 U, CN205689175U
【发明人】刘音, 牛增前, 贾红战, 王红科, 常青, 张雅静, 高岑
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司