专利名称：循环式钻井液动滤失仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在可调压力、温度、流速条件下，测定循环钻井液动滤失的仪器。
钻井液是钻井的血液。在一定压力、温度和流速下的钻井液，在钻柱和井眼壁的环空中流动时向地层径向渗滤的滤失量，是衡量钻井液的重要指标之一。目前，有模拟钻井泥浆动失水仪，专利号85202805.9，它是以内筒在固定外筒里转动带动内、外筒之间的钻井液的旋转，模拟钻井液在环空的上返运动状态，通过装在外筒上的过滤纸、岩心来测定动滤失量，这套装置难以反映钻井液在环空的实际流动状态；另外该仪器是把截面为常数的柱形岩心嵌入外筒壁上，其渗滤规律与钻井液向地层渗滤的实际情况有差距，不符合平面径向稳定渗流规律。另外，目前有无锡石油仪器设备厂出厂的“泥浆三轴应力防塌仪，如图8所示，岩芯31经过一段时间冲蚀后，中心孔扩大，用其扩大量来评价各类钻井液的防塌能力。这种仪器只能在常温、低循环压力条件下工作，不能测定滤失量。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种较真实的模拟钻井液的流动状态的循环钻井液动滤失仪。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来达到由加热的电动搅拌器、阀门、由调速电机带动的螺杆泵、加热器组成的供液循环系统上并联动滤失仪9，防塌仪10及控制阀门，在阀门(12、14)间接有增压器和与阀2，螺杆泵4间又接有管道28。动滤失仪，它是在管里固定中心杆18形成环空通道，管壁轴向上开条形孔镶入测试弧形板25，板上有通孔30，里壁上粘有过滤网、纸(24、23)；其中通孔30上有控制阀门8。防塌仪10是在图8表示的三轴应力防塌仪的胶环32之上、下有环形盖(35、34)，与岩芯柱31间有环形槽镶入过滤网37，胶环32上有通孔33通过下环形盖34上孔道与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套36上有径向孔道通过外壳体上孔与体外连通。
上述固定中心杆的管可为一内径管，管壁轴向上可开有条形孔，其上镶入弧形板25后与该处中心筒为同径体；在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网，纸的轴向燕尾槽29；在防塌仪上盖上可装有加压螺栓38。
本实用新型相比上述现有技术有如下效果动滤失仪的体较长，其壁上粘的过滤网、纸也较长，可比较真实的模拟井筒里动失水情况；防塌仪不但能测出防塌数据，还兼有测定动滤失的功能；上述测得的数据反映的规律和钻井液动滤失的理论相符，数据可靠，重现性好；还可和有关测试器配套使用，进行保护油气层试验研究和岩石力学试验研究。
图1是图2循环系统上动滤失仪9的全剖结构图；图2是本动滤失仪的循环系统；图3是图2上测试弧形板25轴向剖面图；图4是图3的A——A剖面A向图；图5是
图1上弧形端板22示图6是图5上B——B剖面图；图7是图2上本防塌仪10全剖结构图；图8是现有三轴应力防塌仪全剖结构图。
以下结合附图将对本实用新型作进一步说明由图2所示，由可加热的电动搅拌器1用管道连接阀门(2、6、7、12、13、14)，螺杆泵4、管道加热器5和并联的动滤失仪9，防塌仪10及控制阀门(8、11)，其中由调速电机3带动耐高压的螺杆泵4，在阀门(12、14)间接有增压器15，阀门(12、14)与阀门2、螺杆泵4间又接有管道28构成本实用新型用于测试的循环系统。其中动滤失仪9，它是在由工作筒20、连接管19、接头16螺纹连成较长管道里固定中心杆18，杆与管壁间形成环形通道，工作筒20管壁轴向上开有条形孔，孔里可镶入测试弧板25(如
图1示)；板上有通孔30，为径向孔；弧形板25里壁上粘有过滤网、纸(24、23)；其中通孔30上有控制阀门8；管道两端通过连接头(17、27)与系统管道接通。防塌仪10，它是在三轴应力防塌仪(图8示)的胶环32之上、下套有环形盖(35、34)；胶环32与岩芯柱31间有环形凹槽，槽里粘接镶入多层过滤网37；胶环32体里有通孔33通过下环形盖34上孔与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套上有径向孔通过外壳上孔与体外连通。
上述固定中心杆18的管道可为一内径管，工作筒20管壁上可有条形孔，以便镶入弧形板25，镶入后与工作筒20管体为同径体；在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网、纸(24、23)的轴向燕尾槽29，如图4示；弧形板的两端用沉头螺钉固定弧形端板(22、26)，图5示，并套有密封圈21。在防塌仪的上盖上安装有加压螺栓38。动滤失仪上可用卡具卡住弧形板25使其密封。
使用测试时，关闭循环系统上全部阀门，将待测钻井液灌入搅拌器1里，边搅拌边予热。如果用动滤失器9测定动滤失量，则打开阀门(6、12)(若用本防塌仪10测定动滤失量，则打开阀门(7、13))，再打开阀门(2、14)，启动调速电动机3，由它拖动耐高压的螺杆泵4输送钻井液，钻井液按箭头指向循环，边排除循环管路内的气体，同时由管道加热器5升温。排完气后，使增压器15的活塞下行，吸入钻井液，吸满后关闭阀门(14、2)，钻井液按实线箭头所指方向密闭循环并继续加热，当温度达到试验要求值时，停止加热。此时使增压器15的活塞上行，把吸入的钻井液注入密闭循环系统内，压力逐渐上升，达到试验要求值时，停止增压。循环系统的温度、压力由自动控制系统控制(略)，循环系统的作用是使循环的钻井液具有可调的、稳定的压力、温度和流速流过动滤失仪9或防塌仪10。
由图4所示，弧形板(25)两端用沉头螺钉联接弧形端板(22、26)后，形成高度为(φ2－φ1)1／2的燕尾槽；在弧形板25的内表面形成了直径为φ2、园心角为α、长度为H的凹形弧面。当具有一定的温度、压力的钻井液由进口接头17流入环形空间，从出口接头27流出，打开阀门8，动滤失仪内外形成压差，在压差的作用下，钻井液在滤纸处产生径向渗滤，滤液经过过滤网汇集到弧形板25上小孔处，经孔流入电子天平上的容器里，即可称出钻井液的动滤失量，每隔一定时间，由自动记录系统打印、记录压力、温度、时间、动滤失量四个参数。
如用防塌仪测定动滤失量，把具有渗透率的岩芯31放置在胶环32内，胶环上孔33与阀门11连通。使防塌仪活塞上行，对岩芯31加轴向压力；同时经防塌仪外壳和环套36上的孔向胶环内腔注高压油，向岩芯加围压，待二种压力达到试验要求值时，停止加压，压力由自动控制系统控制(略)，具有一定压力、温度、流速的钻井液经防塌仪中心孔循环时，打开阀11，防塌仪内、外间形成压差，钻井液通过岩芯向径向渗滤，滤液由阀11排出，经电子天平称量，并通过自动记录系统打印、记录有关参数。
权利要求1.一种模拟测定钻井液滤失量的循环式钻井液动滤失仪，它由循环系统和动滤失仪构成，其特征a、循环系统上有加热的电动搅拌器1、阀门(2、6、7、12、13、14)、由调速电机3带动的螺杆泵4、加热器5和并联的动滤失仪9、防塌仪10及控制阀门(8、11)，在阀门(12、14)间接有增压器15、阀门(12、14)与阀2、螺杆泵4间又接有管道28；b、动滤失仪9，它是在管道里固定中心杆18形成环形通道，管壁轴向上开有条形孔，孔里镶入测试弧形板25，板上有通孔30，里壁上粘有过滤网、纸(24、23)；其中通孔30上有控制阀门8；c、防塌仪，它是在三轴应力防塌仪的胶环32之上、下有环形盖(35、34)；胶环32与岩芯柱31间有环形凹槽，槽里镶入过滤网37；胶环体有通孔33通过下环形盖34上孔与体外连通；胶环32与外壳体间镶入环套36，环套上有径向孔通过外壳体上孔与体外连通。
2.如权利要求1所述的动滤失仪，其特征固定中心杆18的管可为一内径管。
3.如权利要求1所述的动滤失仪，其特征在弧形板25内壁两侧有夹持过滤网，纸(24，23)的轴向燕尾槽29，弧形板的两端可固定有弧形端板22和套有密封圈21。
4.如权利要求1所述的动滤失仪，其特征在防塌仪上盖上可装有加压螺栓38。
专利摘要一种模拟钻井液在井筒内流动情况的循环式钻井液动滤失仪，由加热搅拌器、阀门、输送螺杆泵、管道加热器和增压器组成循环系统，输出可调且有稳定压力、温度和流速的钻井液，循环系统上并联动滤失仪9、防塌仪10；动滤失仪上有较长的环形流道，流道管壁上布有过滤纸、网(23，24)，滤液经孔30流出经计量得出滤失量；防塌仪还具有测定动滤失量的功能。经本仪器测得的数据反映的规律和钻井液动滤失的理论相符，数据可靠，重现性好。
文档编号E21B21/00GK2119496SQ92203250
公开日1992年10月21日 申请日期1992年2月25日 优先权日1992年2月25日
发明者孔庆祥, 郑祥玉, 钟鑫, 张玉岩 申请人:大庆石油管理局钻井研究所, 大庆石油学院