Устройство для исследования контактных зон цементного камня
Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для лабораторных исследований герметичности контактных зон цементного камня. Цель изобретения - повышение достоверности исследований. Устройство для исследования контактных зон цементного камня содержит корпус 1, состоящий из отдельных соединенных между собой секций 2, 3, 4, верхнюю крышку 5 и нижнюю крышку 6 с каналами 7, 8, 9. В стыках секций 2, 3, 4 установлены непроницаемые кольцевые перегородки (НКП) 10, 11. В каждой секции 2, 3, 4 выполнен свой подводящий гидравлический канал (ПГК) 12, 13, 14. Корпус 1 имеет теплоизолирующий кожух (ТК) 15 с нагревателями 16 и терморегулятором. Под верхней крышкой 5 имеется фильтр 17. В корпусе 1 коаксиально установлен металлический цилиндр 20, а также с зазором относительно него между НКП 10, 11 и крышками 5, 6 образцы 21, 22, 23 горных пород. Полость устройства для образования глинистой корки на заданное время заполняют буровым раствором, затем цементным раствором, который выдерживают под давлением через каналы 7, 8 до затвердевания при температуре, обеспечиваемой ТК 15 и нагревателями 16. Испытывают контактные зоны цементного камня с породой. Для этого канал 8 открывают, канал 9 закрывают. Через канал 7 и ПГК 12, 13 подают давление формирования цементного камня, а через ПГК 14 высокое давление до гидропрорыва контактной зоны с образцом 23. ПГК 14 перекрывают и испытания повторяют для образцов 22 и 21. Давление гидропрорыва регистрируют. Испытывают контактные зоны с металлом. Канал 8 закрывают, канал 9 открывают, через ПГК 12, 13, 14 подают давление разнонапорных пластов, температуру пластов между НКП 10, 11 поддерживают нагревателем 16 и ТК 15. Высокое давление подают через канал 7 до гидропрорыва. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВ ЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
lб
15 (21) 4735126/03 (22) 05.09.89 (46) 23.08.91. Бюл, М 31 (71) Тата рский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.А.Голышкина, И.С,Катеев, Ш.К.Шаяхметов и И.И.Андреев (53) 622.245.42(088.8)
56) Авторское свидетельство СССР
М 154512, кл. Е 21 В 33/14, 1962, Повышение герметичности контактных эон цементного кольца, Обзорная информация, сер, Бурение, — М., ВНИИОЭНГ, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОНТАКТНЫХ 30Н ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
„„Я2„, 1671845 А1 (5!)э Е 21 В 47/00 // Е 21 В 33/14 (57) Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для лабораторных исследований герметичности контактных эон цементного камня, Цель изобретения — повышение достоверности исследовании. Устройство для исследования контактных зон цементного камня содержит корпус 1, состоящий из отдельных соединенных между собой секций 2, 3, 4, верхнюю крышку 5 и нижнюю крышку 6 с каналами 7, 8, 9. В стыках секций 2, 3, 4 установлены непроницаемые кольцевые перегородки (НКП) 10, 11. В каждой секции 2, 3, 4 выполнен свой подводящий гидравлический канал (Г1ГК)
12, 13, 14. Корпус 1 имеет теплоизолирующий кожух (TK) 15 с нагревателями 16 и
1671845
35 сиально установлен металлический 40 цилиндр 20, моделирующий обсадную котерморегулятором. Под верхней крышкой 5 имеется фильтр 17. В корпусе 1 коаксиально установлен металлический цилиндр 20, а также с зазором относительно него между
НКП 10, 11 и крышками 5, 6 образцы 21, 22, 23 горных пород. Полость устройства для образования глинистой корки на заданное время заполняют буровым раствором, за° тем цементным раствором, который выдерживают под давлением через каналы 7, 8 до затвердевания при температуре, обеспечиваемой ТК 15 и нагревателями 16. Испытывают контактные эоны цементного камня с породой. Для этого канал 8 открывают, каИзобретение относится к бурению скважин и предназначено для лабораторных исследований, герметичности контактных зон цементного камня с породой и обсадной колонной при различных условиях затвердевания.
Целью изобретения является повышение достоверности исследований путем обеспечения адекватности моделирования скважинных и пластовых условий.
На чертеже представлено устройство, продольный разрез.
Устройство для исследования контактных эон цементного камня содержит корпус
1, состоящий иэ отдельных соединенных между собой секций 2-4. Соединение разьемное, герметичное, например, трубная коническая резьба. В торцах корпуса 1 установлены верхняя крышка 5 и нижняя крышка 6 с каналами 7 для подвода и каналами 8 и 9 для отвода жидкости. В стыках секций 2 — 4 корпуса 1 установлены непроницаемые кольцевые перегородки 10 ь 11 с герметичными уплотнениями. В каждой секции 2 — 4 корпуса 1 выполнен свой подводящий гидравлический канал 12, 13, 14, Корпус 1 снаружи имеет теплоиэолирующий кожух 15 с нагревателями 16 и терморегулятором (не показан). Теплоизолирующий кожух 15 также состоит из нескольких секций, соответствующих секциям 2 — 4 корпуса 1.
Под верхней крышкой 5 установлен фильтр
17 с кольцевой герметиэирующеи прокладкой 18, Между нижней крышкой 6 и корпусом 1 установлена кольцевая герметиэирующая прокладка 19. Канал 8 сообщается с контактной зоной "Порода — цементный камень", канал 9 с контактной зоной "Метал-цементный камень". В корпусе 1 коак5
30 нал 9 закрывают. Через канал 7 и ПГК 12, 13 подают давление формирования цементного камня, а через ПГК 14 — высокое давление до гидропрорыва контактной эоны с образцом 23. ПГК 14 перекрывают и испытания повторяют для образцов 22 и 21. Давление гидропрорыва регистрируют. Испытывают контактные зоны с металлом, Канал 8 закрывают, канал 9 открывают, через ПГК 12, 13, 14 подают давление раэнонапорных пластов, температуру пластов между Н КП 10, 11 поддерживают нагревателем 16 и ТК 15. Высокое давление подают через канал 7 до гидропрорыва. 1 э.п. ф-лы, 1 ил. лонну, между цилиндром 20 и непроницаемыми кольцевыми перегородками 10 и 11 имеется зазор для цементного камня. В кольцевых объемах между крышками 5 и 6 и непроницаемыми кольцевыми перегородками 10 и 11 размещаются специально подготовленные образцы 21 — 23 горных пород.
Источник давления, линии трубопроводов и манометры на чертеже не показаны.
Устройство работает следующим образом.
Образцы 21-23 горных пород, начиная с нижнего, размещают в секциях 2-4 корпуса 1. Секции 2-4 собирают с непроницаемыми кольцевыми перегородками 10 и 11 в стыках. Сборку начинают с установки нижней крышки 6 и заканчивают установкой верхней крышки 5. На образцах 21-23 горных пород образуют глинистую корку. для чего заполняют полость устройства через канал 7 при закрытых каналах 8 и 9 глинистым раствором и оставляют под давлением на заданное время. В другом случае глинистую корку образуют, прокачивая буровой раствор через каналы 7 и 8. После слива бурового раствора устанавливают металлический цилиндр 20 и заполняют полость устройства цементным раствором под давлением по напорной линии (каналы 7 и
8). Формирование цементного камня происходит при моделируемых скважинных условиях: температура с помощью нагревателей
16 и давление в разнонапорных пластах через каналы 12-14, а также давление в эатрубном пространстве через канал 7. После ожидания эатвердевания цемента приступают к испытаниям контактных зон "Порода — цементный камень". Для этого канал 8 открывают, канал 9 закрывают. Через каналы 7, 12 и 13 подают давление, равное давлению формирования цементного камня, а
1671845
Составитель В.Петрушин
Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец
Редактор О.Головач
Заказ 2811 Тираж 367 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 через канал 14 — высокое давление, Нагнетают жидкость в образец 23 горной породы до гидропрорыва контактной эоны "Порода — цементный камень". Давление гидропрорыва регистрируют. Перекрывают канал 5
14. Аналогично проводят исследование с образцом 22 и затем 21. Переходят к испытанию контактной зоны "Металл — цементный камень". Для этого изолируют верхнюю торцовую поверхность образца 21 горной 10 породы кольцевой герметизирующей прокладкой 18, канал 8 закрывают. Через боковые подводящие гидравлические каналы
12-14 создают в образцах 21, 22, 23 горных пород различные давления, моделируя раз- 15 нонапорные пласты. Открывают канал 9 и через канал 7 нагнетают жидкость. Величина давления гидропрорыва контактной эоны "Металл — цементный камень" фиксируется манометром. факт гидропрорыва — 20 появлением жидкости через канал 9.
Формула изобретения
1. Устройство для исследования контактных зон цементного камня, включающее корпус, верхнюю и нижнюю крышки с кана- 25 лами для подвода жидкости и фильтр. размещенный под верхней крышкой, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности исследований путем обеспечения адекватности моделирования скважинных и пластовых условий, оно снабжено установленными в корпусе непроницаемыми кольцевыми перегородками с герметичными уплотнениями, подводящими гидравлическими каналами, выполненными в корпусе и связанными с источником давления, теплоиэолирующим кожухом с нагревателями и терморегулятором, при этом корпус и теплоизолирующий кожух состоят из отдельных соединенных между собой секций, непроницаемые перегородки установлены в стыках секций, каждая секция имеет свой подводящий гидравлический канал.
2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено коаксиально установленным в корпусе металлическим цилиндром, между цилиндром и непроницаемыми кольцевыми перегородками имеется зазор для цементного камня.
