[实用新型]一种用于评价抑制膨润土造浆性能的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井液性能测试领域，特别涉及一种用于评价抑制膨润土造浆性能的实验装置。

背景技术

在油气钻探过程中，当钻遇泥页岩地层时，泥页岩的水化膨胀和水化分散将导致井壁失稳、泥包钻头和井眼净化等一系列问题。目前，向钻井液中添加抑制剂配制强抑制钻井液体系是最常用的技术手段。然而，钻井液抑制剂品种千差万别，不同种类与浓度的抑制剂均会对钻井液的抑制性能产生影响，另外，钻井液体系中其他组分含量的变化也会影响钻井液的抑制性能。所以，在配制强抑制钻井液体系时，需要充分把握各处理剂的加量对钻井液抑制性能的影响规律，尤其是其中起关键作用的抑制剂的量对钻井液抑制性能的影响规律。目前，较为通用的钻井液抑制性能评价方法有线性膨胀法、滚动回收法和膨润土造浆性能实验。线性膨胀法能够有效评价钻井液体系对岩屑抑制膨胀的作用，但不能表征钻井液体系抑制分散的作用；滚动回收率法能够有效评价钻井液体系抑制分散性能，但不能表征钻井液体系抑制膨胀作用；因此，在常规钻井液抑制性能评价测试时，常以M-I公司在2002年申请的发明专利(US6484821)有关以抑制膨润土造浆实验所涉及的评价方法测出的实验结果作为评价钻井液抑制性优劣的参考标准。该方法是向钻井液中定量加入钠基膨润土，调节pH不低于9.0，高速搅拌20分钟后，在一定温度下热滚16小时，冷却后测定钻井液流变参数；再加入等量的膨润土，并重复上述实验步骤，直至钻井液的流变参数(多以动切力和3转读数作为参考流变参数)足够大，以致流变参数仪器无法测出为止，绘制钻井液流变参数随膨润土质量浓度的变化曲线。相同膨润土质量浓度条件下，钻井液流变参数值越小，则该钻井液的抑制性能越强；若钻井液流变参数值越大，则该钻井液的抑制性能越弱。然而，该方法中所测流变参数是冷却后的钻井液流变参数，然而不同温度条件下钻井液的流变参数的大小对于评价钻井液的抑制性更有说服力，常规仪器设备无法在此操作方法上测定高于室温条件下钻井液的流变参数。另外，利用该评价方法需要在实验期间向钻井液加入定量的钠基膨润土，至于介于两次膨润土加量之间钻井液的流变参数的微小变化则无法实时连续监测。此外，在添加等量的膨润土时，需要拆装盛放钻井液的老化罐，高温老化前，滚子炉存在升温过程，高温老化结束后，从滚子炉中取出则又存在降温过程，不但增加由于人为因素和操作因素造成的误差，而且实验效率不高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种用于评价抑制膨润土造浆性能的实验装置，实现在不同温度条件下实时监测不同钠基膨润土含量条件下的钻井液流变参数，最大限度地排除人为和操作因素造成的测量误差，提高测量精度及效率，并且结构简单，便于推广应用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，依据本实用新型提供的一种用于评价抑制膨润土造浆性能的实验装置，包括机架、用于盛装钻井液的缸体、缸盖及置于缸体底部的搅拌器，其中，还包括：

置于缸体内部的转子，所述转子通过动力传输线与旋转电机相连；所述转子通过旋转电机驱动；所述转子为中空结构，内置有一悬锤；

流变参数记录器，用于将悬锤的旋转角度转换为相应的钻井液流变参数；

设置在缸体外部的加热套，所述加热套与温度控制器连接。

缸盖上开设的进样孔，所述进样孔与膨润土供给装置连接。

采用上述结构，转子的旋转，带动转子与悬锤环隙中的钻井液旋转。由于钻井液的粘滞性，环隙中钻井液的旋转会带动悬锤的旋转，粘滞性越强，旋转角度越大。根据牛顿内摩擦定律，即旋转角度的大小与钻井液粘度呈正比的规律，悬锤的旋转角度通过流变参数传输线传输给流变参数记录器，由流变参数记录器将悬锤的旋转角度换算成相应的钻井液流变参数，实现了高温条件下钻井液流变参数的实时监测，减少了人为操作，简化了操作步骤。

本实用新型还可以采取以下技术方案进一步实现：

前述的实验装置，其中，所述转子外部还包裹有内缸体，所述内缸体侧壁开有通孔，且所述内缸体与缸盖固定连接。通过设置内缸体保证了测试过程中搅拌器在搅拌过程中引起的晃动不会影响测试的准确性；在内缸体侧壁开有通孔保证了内缸体内部与外部的钻井液物质组分相同，以保证待测钻井液的均质性，继而保证测试过程的连续性和测试结果的准确性。

前述的实验装置，其中，所述旋转电机与转速控制器连接。转速控制器用于将旋转电机调制预定转速，以使转子以某一恒速旋转。

前述的实验装置，其中，所述加热套与温度控制器连接。温度控制器用于控制加热套的加热温度，将缸体内钻井液的温度升至预定温度。