Патент ссср 192474

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42k, 49/02

Заявлено 03.111.1964 (11" 885503/29-14) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК G 01п

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 06.ll.1967. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 29.III.1967

УДК 666.9.017.002.54:

: 622.245.42:539. .411.43 (088.8) М. М. Гарбер, М. М. Козак, Э. Г. Петросян, Г. Н. ПротасоВ и С. Л. Ланцевицкая у!пу1 г", Азербайджанский научно-исследовательский институт по бурени нефтяных и газовых скважин и Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промышленности

Авторы изобретения

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ

ИЗ ТАМПОНАЖНОГО ЦЕМЕНТА

Известно устройство для определения прочности образцов из тампонажного цемента в условиях высоких температур и давлений, выполненное в виде автоклава с помещенной внутри него формой для образца испытуемого материала, с электронагревателями и механизмом для передачи нагрузки.

Зто устройство не позволяет автоматизировать процесс испытания тампонажных цементов и испытывать образцы в условиях формования, близких к тем, которые имеют место в высокотемпературных скважинах.

С целью приближения условий формования и твердения образцов к условиям высокотемпературных скважин, предложенное устройство выполнено с автоклавом, имеющим механизм для формования образцов и высвобождения их из форм, а также с системой контроля температуры и давления в автоклаве, которая содержит автоматические регуляторы параметров.

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно схемы установок для определения механ«ческой прочности цементного камня на изгиб и на сжат«е в условиях высокой температуры и давления.

Установка для определения механической прочности цементного .камня на изгиб (см. фиг. 1) представляет собой автоклав 1, в котором помещен механизм формования 2 цементного камня. В этой части автоклава укреплен штуцер 8, обеспечивающий подвод давления и его измерение в течение испытаний, а также расположен карман для электроконтактного термосигнализатора 4, производящего измерение и поддержание требуемой температуры в автоклаве. Здесь же помещен механизм в виде силового цилиндра 5, предназначенный для непосредственного испыта10 ния цементных образцов на изгиб.

Автоклав 1 представляет собой герметичный сосуд, подогреваемый электрической печью 6 сопротивления.

Давление контролируется электроконтакт15 ным манометром 7.

Для создания давления в автоклаве имеются два насоса низкого 8 и высокого 9 давления.

Для предотвращения потерь тепла авто20 клав термоизолирован покрытием 10.

Механизм формования 2 представляет собой формы, размеры которых соответствуют размерам цементных образцов (по ГОСТУ).

Боковые стенки форм выполнены подвижными, убирающ«мися в момент испытания образцов.

Устройство работает следующим образом.

В формы механизма формования 2 заливают цементный раствор и вставляют его в авто30 клав 1. Автоклав герметизируется пробкой и

192474

55 уплотняющими кольцами. Затем включается насос 8 низкого давления, который, имея большую производительность, заполняет корпус автоклава жидкостью.

По создании в системе предварительного давления порядка 100 кг/слг насос низкого давления автоматически отключается, а высокого включается для повышения в системе давления до 1000 кг/см- . Автоматическое отключение и включение насосов осуществляется при помощи настроенного контакта электр о конта кт ного м а но метр а 7.

Одновременно с созданием в системе давления 1000 кг/сл- включается печь б автоклава, имеющая пять самостоятельных секций. Количество одновременно включаемых секций печи отрабатывается экспериментально в зависимости от температуры опыта и скорости ее поднятия. Для более плавного регулирования температуры электрической схемой предусмотрено переключение напряжения со 127 на 220 в.

После экспериментальной отработки режима работы печи включается автоматическое регулирование температуры, осуществляемое электроконтактным манометром 7. Регулируемые контакты его устанавливаются на требуемые пределы регулирования.

После твердения образцов в условиях заданных температур и давлений в течение заданного промехкутка времени можно приступать к испытаниям.

Установка для определения механической прочности цементного камня на сжа гие представлена на фиг. 2.

Высвобождение образцов происходит при помощи плунжерной пары 11, плунжер которой связан с боковыми стенками механизма формования 2, предварительным ходом рабочего штока силового цилиндра 5, производящего непосредственное испытание. Кроме того, на установке испытание каждого последующего образца производится после поворота силового цилиндра 5 до совмещения штока силового цилиндра с соответствующим рабочим штоком. Для создания давления в автоклаве установка снабжена двумя насосами — низкого и высокого давления (8 и 9) .

Постоянное давление поддерживается регулятором давления поршневого типа 12. Контролируется давление электроконтактным манометром 7, который дает команду электромагнитному вентилю 18 на подачу воздуха в нижнюю полость регулятора давления с целью поднятия давления до заданного или

IIa выпуск воздуха с целью снижения его до заданного.

Контроль температуры осуществляется электроконтактным термосигнализатором 4.

Установка работает следующим образом.

Кубики-образцы высвобождаются рабочим штоком силового цилиндра 5, движущимся для сжатия кубика. Рабочий шток, перемещаясь, встречает на своем пути стенки форм, сьязанные с днищем, нажимает на них и, опуская, освобождает образцы. Дальнейшим движением штока производится испытание образцов на сжатие.

Три образца испытываются последовательно. Высвобождение от форм и испытание каждого последующего образца осуществляется после поворота силового цилиндра 5 до совмещения его с соответствующим рабочим штоком. Рабочие штоки расположены по окружности под углом 120, а силовой цилиндр укреплен на поворотном диске.

Для испытания каждого последующего образца рабочий шток поднимается и силовой цилиндр 5 поворачивается для совмещения со следующим рабочим штоком.

При проведении испытаний как на изгиб, так и на сжатие необходимо поддерживать в автоклаве давление в заданных пределах, для чего имеется регулятор давления поршневого тина 12. глектроконтактный манометр 7 настроен на заданные пределы давления в автоклаве.

После окончания испытаний давление внутри автоклавов снимается и отключается электрический подогрев, открывается крышка, вы имается механизм формования и все очищаегся от обломков цементного камня.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения прочности образцов из тампонажного цемента, включающее автоклав высокого давления с помещенными внутри него формами для образцов испытуемого материала, с электронагревателямя и механизмом для передачи нагрузки, отличающееся тем, что, с целью приближения условий формования и твердения образцов к условиям высокотемпературных скважин, устройство выполнено с автоклавом, имеющим механизм для формования образцов и высвобождения их из форм, а также с системой контроля температуры и давления в автоклаве.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система контроля температуры и давления в автоклаве содержит автоматические регуляторы параметров.

192474

Юе!

Рот гаер

Составитель С. Воронина

Редактор М. Жиляева Техред А. А. Камышникова Корректоры: М. П. Ромашова и Г. Е. Опарина

Заказ 779 3 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2