工作液悬浮稳定性测试装置制造方法及图纸

根据本实用新型专利技术提供了一种工作液悬浮稳定性测试装置，包括：容纳有工作液的沉降筒；安装在沉降筒顶端的密封盖；水平吊放于所述沉降筒内且浸没于工作液中的收集盘；设于所述沉降筒内但处于工作液之外的拉力传感器，其中，所述拉力传感器与收集盘和密封盖均相连接。根据本实用新型专利技术提供的工作液悬浮稳定性测试装置，能够用于油气勘探开发、建筑装饰、材料开发等用的悬浮液稳定性测试；具体可用于具有一定密度的工作液对其中的固相的悬浮能力测试。根据本实用新型专利技术，利用力传感器测定不同时间内落在收集盘上的固相的质量，定性的评价不同钻井液体系、加重材料性状、静止时间等对工作液悬浮稳定性的影响，为材料开发、体系评价和现场施工提供评价手段。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测试装置，具体涉及一种用于测试工作液悬浮稳定性的测试装置。
技术介绍
当液体中含有固体颗粒时，固体颗粒极有可能因物理或化学原因而发生聚结、团聚、凝结，当固体颗粒聚集在一起的体积达到一定程度，或者固相颗粒本身尺寸较大时，就会超过液体的悬浮能力而沉淀析出，这就需要对液体的悬浮能力有一定程度的了解。例如，油气勘探开发在高压地层中钻进及后续施工中，通常使用专门的加重材料来增加钻井液、完井液等工作液的比重以平衡地层压力。但在实际应用当中，确定工作液对加重材料的悬浮效果好坏是高密度工作液使用过程中的一大难题，在石油钻采等领域因加重材料沉降引起的憋钻、卡钻、遇阻等复杂情况不但造成了施工安全隐患，还造成巨大的经济损失。目前评价高密度工作液沉降稳定性的方法主要有三种:插棒法、直接观察法和上下密度差法。插棒法是将一根标定的金属棒插入被测液中，根据插入深度确定沉降稳定性的好坏；直接观察法是将一定体积的工作液倒入一透明容器内，静止一段时间后，观察工作液是否会显著的分层，进而判断工作液的悬浮能力；而上下密度差法是将已经称量过密度的一定体积的工作液倒入容器中，在静止一段时间后倒出上部泥浆，称量上部和下部的密度，最后将两者进行相减。这几种方法均存在局限性。插棒法不适用于测试松软沉淀的工作液；直接观察法受限于液体和固相的颜色、容器的透明度等，在液体颜色较深、液固两项颜色差别不明显及沉降问题不严重时都无法准确判断出加重材料是否发生了沉降，更加难以判断出沉降的程度，而且实验结果受人为因素影响较大。而上下密度差法需要虽不受颜色等的影响，但对于既有沉降又有析出现象发生的工作液就不适用，且需要一定量才能测量，取样方法对测量结果影响大，无法测量轻微沉降现象，准确度低。因此，可以得知已有工作液悬浮稳定性测试方法及装置受测试液密度变化率、颜色等限制，且人为操作和体系变化对测试结果精确性影响极大。针对上述问题，国内外对有关钻井工作液沉降稳定性测试的相关仪器较少，仅中国专利:CN86206427U “非透明粘稠浆体沉降稳定性的测试装置”提供了一种利用电磁感应记录金属圆球在浆体中沉降速度的沉降稳定性测试装置，因是利用金属圆球作为测试介质，无法真实反映出浆体中原有固相颗粒的沉降稳定性能而至使实用性大为减弱。且国内鲜有相关文献报道，仅“一种评价加重泥浆沉降稳定性的测试装置研究”(工程地球物理学报2010.4)提到了一种根据加重剂在泥浆中沉降时会使泥浆的液柱压力发生改变来评价泥浆沉降稳定性的装置，液柱压力变化将直接反映电流输出值的变化，根据电流值的变化判断出液体中固体颗粒的悬浮或下沉情况。该装置只能定性的确定泥浆对该加重剂悬浮效果的好坏，并且针对不同的体系需要做大量的平行试验才能用于现场评价工作，实验结果重复性差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种专门用于测量工作液体悬浮稳定性的装置，该装置可以测试包含固相的悬浮液中因固相颗粒尺寸过大，或者固相颗粒在发生离析、聚结而出现固相材料沉降的情况，为工作液悬浮稳定性和加入固相的粒径级配提供测试手段。因该装置不借助金属球等测定工作液的沉降稳定性能，能够真实的反映出工作液中固相颗粒的沉降情况，可为实验和施工提供更加可靠的数据基础；且可对不同粘度、颜色的工作液体进行测量，结构简单实用、测量准确、适用范围广、安装使用方便。根据本技术，提供了一种工作液悬浮稳定性测试装置，包括:容纳有工作液的沉降筒；安装在沉降筒顶端的密封盖；水平吊放于所述沉降筒内且浸没于工作液中的收集盘；设于所述沉降筒内但处于工作液之外的拉力传感器，其中，所述拉力传感器与收集盘和密封盖均相连接。在上述装置中，所述收集盘具有一定重量，在高密度工作液中不会被悬浮起来，收集盘直径略小于工作液容器内径。在上述装置中，所述密封盖安装在沉降筒顶端，与所述沉降筒相配合，达到密封的效果，可防止液体蒸发或挥发。在一个具体的实例中，所密封盖内具有与沉降筒上边缘尺寸一致的密封凹槽,从而进一步达到密封的目的。根据本技术提供的工作液悬浮稳定性测试装置，可以完成下列工作:①不同工作液随时间的沉降稳定性评价；②固相颗粒自身密度、粒度大小对工作液沉降稳定性的影响评价；③固相颗粒粒度级配对工作液沉降稳定性的影响；④工作液密度对沉降稳定性的影响程度等。在上述装置的一个具体实施例中，所述沉降筒带有刻度。沉降筒带有刻度线，可以保证每次加入的工作液体积一定，保证测试的平行性。在上述装置的一个具体实施例中，所述沉降筒为透明的。此时，刻度线可在沉降筒的外部和/或内部。在上述装置的一个具体实施例中，所述拉力传感器带有显示盘，可以显示所采集到的数据。如沉降筒为透明的时，可实时读取拉力数据。在上述装置的一个具体实施例中，所述装置还具有数据线，所述数据线与所述拉力传感器相连，用于传输所述拉力传感器采集的数据。在一个具体实例中，所述数据线可穿过密封盖连接至数据处理装置(如计算机)，实时绘制力与时间的关系曲线。在上述装置的一个具体实施例中，所述收集盘通过挂绳与所述拉力传感器连接。所述挂绳为不会产生弹性形变的挂绳。在另一个具体的实例中，所述收集盘通过挂绳与所述拉力传感器下的吊环相连接。在上述装置的一个具体实施例中，所述收集盘通过至少3个固定点与挂绳连接，以达到较好的连接效果。所述挂绳的长度可以调节，可将收集盘水平吊放到工作液容器任意深度，从而适应不同的测试环境。在上述装置的一个具体实施例中，所述密封盖上具有旋塞，所述拉力传感器与所述旋塞连接。所述旋塞可拆卸。在另一个具体的实施例中，所述拉力传感器通过挂钩与旋塞下的吊环连接。根据本技术提供的工作液悬浮稳定性测试装置，能够用于油气勘探开发、建筑装饰、材料开发等用的悬浮液稳定性测试；具体可用于具有一定密度的工作液对其中的固相的悬浮能力测试。根据本技术，利用力传感器测定不同时间内落在收集盘上的固相的质量，定性的评价不同钻井液体系、加重材料性状、静止时间等对工作液悬浮稳定性的影响，为材料开发、体系评价和现场施工提供评价手段。根据本技术提供的工作液悬浮稳定性测试装置，装紧凑，占地面积小(在一个具体实例中约0.5m2);调试简单，操作灵活，可以测试任何含有固相的流体；测量部分可实时读取并可根据需要得到相应的时间与拉力曲线；上部的密闭盖可以有效防止液相挥发；能够辅助评价高密度工作液的悬浮稳定性和加重材料粒径、级配方式对沉降稳定性影响程度；能够模拟测定各种条件下(如流体配伍方案、加重材料种类、不同粒径组合、水污染等)含有固相的工作液沉降稳定性变化情况，并且能够提供这种变化的临界值。该装置能够提供定性或定量的实验数据，对工作液体系或组分进行优选，对工作液的悬浮能力和可承受的静止时间等提供测试评价手段，为实验和现场施工提供指导。根据本技术提供的工作液悬浮稳定性测试装置，能够解决目前钻井液、完井液等工作液悬浮稳定性能无法准确、方便测量，针对不同体系工作液所选用的加重材料粒径级配实用性差的问题。附图说明图1显示了根据本技术的一个实施例的装置的示意图；图2显示了根据本技术的一个实施例的未带旋塞的密封盖的侧视图；图3显示了图2所示密封盖的俯视图；图4显示了与图2中所述密封盖上旋塞的结构示意图；图5显示了根据本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工作液悬浮稳定性测试装置，包括：容纳有工作液的沉降筒；安装在沉降筒顶端的密封盖；水平吊放于所述沉降筒内且浸没于工作液中的收集盘；设于所述沉降筒内但处于工作液之外的拉力传感器，其中，所述拉力传感器与收集盘和密封盖均相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任立伟，林永学，杨小华，王琳，薛玉志，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：