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原文传递模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置及评价方法

专利名称：	模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置及评价方法
摘要：	本发明公开了一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置及评价方法，包括水泥浆罐，所述水泥浆罐下方设有带水浴箱的加热仪，所述水泥浆罐连接有气动隔膜泵，所述气动隔膜泵通过波纹管连通有冲刷装置，所述冲刷装置通过波纹管连通所述水泥浆罐。本发明设计合理、操作方便，能定量分析水泥浆在不同流速、温度和时间下对地层岩石冲刷程度以及研究水泥浆和盐岩作用机理，判断这种水泥浆体系在与盐岩地层接触后，是否能依然保持良好的设计性能，从而为水泥浆体系的设计，预测水泥浆性能变化范围，注水泥施工参数的优选提供了一定的实验依据，进而提高固井质量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	步玉环;刘晓文;谢关宝;袁多
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910344741.4
公开号：	CN110133232A
代理机构：	济南克雷姆专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨婷
分类号：	G01N33/38(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学(华东)石油工程学院
主权项：	1.一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，包括水泥浆罐(1)，所述水泥浆罐(1)下方设有带水浴箱(2)的加热仪(3)，所述水泥浆罐(1)连接有气动隔膜泵(4)，所述气动隔膜泵(4)通过波纹管(6)连通有冲刷装置(5)，所述冲刷装置(5)通过波纹管(6)连通所述水泥浆罐(1)，其特征在于，所述冲刷装置(5)包括中空管体(7)，所述中空管体(7)下端螺纹连接有下端盖(8)，所述下端盖(8)上设有进液口(81)，所述中空管体(7)内设有岩心(10)，所述岩心(10)开设有上下贯通的第一通孔(101)，所述第一通孔(101)穿设有一导流柱(13)，所述导流柱(13)与所述第一通孔(101)之间形成一环形空腔，所述岩心(10)上方设有上端盖(12)，所述上端盖(12)设有出液口(122)，所述上端盖(12)上连接有压持机构，所述压持机构与所述中空管体(7)相连接。 2.根据权利要求1所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其特征在于，所述压持机构包括顶盖(15)，所述顶盖(15)螺纹连接在所述中空管体(7)内壁上，所述顶盖(15)开设有第二通孔(151)，所述顶盖(15)的上表面开设有凹槽(152)，所述顶盖(15)底部连接有第一管体(7)，所述第一管体(7)的另一端与所述上端盖(12)相连。 3.根据权利要求1所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其特征在于，所述中空管体(7)内还设有空心结构的橡胶柱，所述橡胶柱分为第一橡胶柱(9)和第二橡胶柱(11)，所述第一橡胶柱(9)设置在所述岩心(10)与所述下端盖(8)之间，所述第二橡胶柱(11)设置在所述岩心(10)与所述上端盖(12)之间。 4.根据权利要求3所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其特征在于，所述导流柱(13)的两端呈半球状,所述导流柱(13)的两端还穿过第一橡胶柱(9)以及第二橡胶柱(11)的内腔，所述导流柱(13)的两端分别设置在进液口(81)和出液口(122)处。 5.根据权利要求1所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其特征在于，所述导流柱(13)的上端固定连接有第一固定架(16)，所述第一固定架(16)另一端连接于所述上端盖(12)内壁，所述导流柱(13)的下端套设在一扶正短接(17)内，所述扶正短接(17)由3个呈120°夹角设置的翼(171)组成，所述3个翼(171)的端部所围成的空间穿设有所述导流柱(13)，所述的3个翼(171)的另一端与所述下端盖(8)相连。 6.根据权利要求1所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其特征在于，所述上端盖(12)和所述下端盖(8)均呈阶梯状，所述上端盖(12)的出液口(122)处以及所述下端盖(8)的进液口(81)处均设有与所述波纹管(6)相配合的外螺纹(121)。 7.一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的评价方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的实验装置，其步骤如下：步骤1：根据实验要求制备岩心(10)，使岩心(10)的直径和第一通孔(101)的直径符合实验要求，记录岩心(10)的初始质量为m0，第一通孔(101)的初始直径为d0；步骤2：将岩心(10)在静态水泥浆中浸泡，每隔一定时间t0将岩心(10)取出并对岩心(10)的质量进行测量记为m1、m2……mn；步骤3：连接中空管体(7)与下端盖(8)，依次放入第一橡胶柱(9)、岩心(10)和第二橡胶柱(11)，然后放入上端盖(12)，此时与上端盖(12)固定连接的导流柱(13)穿入第一通孔(101)内，导流柱(13)下端通过扶正短接(17)进行扶正，然后将压持装置与中体管体(7)螺纹连接，第一管体(14)作用在上端盖(12)上，旋转顶盖(15)至压紧岩心(10)为止；步骤4：使用波纹管(6)将冲刷装置(5)、水泥浆罐(1)和气动隔膜泵(4)连通在一起；步骤5：配制水泥浆，充分搅拌后倒入水泥浆罐(1)，将水泥浆罐(1)放入水浴箱(2)中，启动加热仪(3)，加热至要求的实验温度，启动气动隔膜泵(4)进行循环；步骤6：间隔一定时间t0停止循环，拆开冲刷装置(5)，取出岩心(10)擦净岩心(10)内壁上的水泥浆，称量此时岩心(10)的质量记为M1，测量第一通孔直径(101)记为D1，测量完成后，再组装冲刷装置(5)；步骤7：继续开泵循环，重复n次步骤6，即每隔一定时间t0将岩心(10)取出，擦净岩心(10)内壁上的水泥浆并对岩心(10)的质量进行称量，记为M2、M3……Mn；测量第一通孔(101)的直径，记为D2、D3……Dn，其中{(m0-Mn)-(m0-mn)}的差值或者(Dn-d0)的差值都可以表征水泥浆对岩心(10)在某一温度、某一冲刷速度和某一冲刷时间下的冲刷作用的大小；步骤8：实验完成后，关闭气动隔膜泵(4)，排出波纹管(6)内的水泥浆，清洗实验装置，将循环完的水泥浆进行性能测试，与未冲刷的水泥浆进行性能对比，通过对比水泥浆性能在冲刷前后的变化，判断这种水泥浆体系是否能依然保持良好的设计性能；步骤9：通过调整气动隔膜泵(4)上的减压阀，将供气压力调至下一级实验所需压力，实现流速的改变，调整加热仪(3)的加热温度以及冲刷时间，重复步骤1-8，就能定量分析水泥浆在不同流速、温度和时间下对地层岩石冲刷程度以及研究水泥浆和盐岩作用机理，从而为水泥浆体系的设计，水泥浆性能变化范围的预测，注水泥中施工参数的优选提供了一定的实验依据。 8.根据权利要求7所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的评价方法，其特征在于，所述岩心(10)的直径小于等于110mm。 9.根据权利要求7所述的一种模拟水泥浆对盐岩冲刷溶解作用的评价方法，其特征在于，所述第一通孔(101)的直径为30mm。
所属类别：	发明专利