专利名称：高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油与天然气钻井工程领域，特别涉及一种高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置。
背景技术：
随着控制压力钻井和深井、超深井钻井技术的发展，井筒内温度、压力变化对钻井液性能以及井控带来的影响越来越受重视。由于钻井所遇情况以及钻井液种类的复杂多变性，高温高压条件下预测钻井液物性参数的经验模型精度和适用范围有限，需要一种高温高压下钻井液物性参数测量装置，用实测方法找出钻井液参数随温度压力的变化规律，建立在高温高压条件下钻井液的密度、导热系数和比热的测量装置，对预测钻井井筒温度场、压力场进而对井控有着重要的意义。现有仪器普遍存在着很大不足，如精度不够，加压加温能力不足，测量参数单一，费时费力等。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置。该装置可在温度300°C、压力150MPa以内对钻井液的密度、导热系数和比热同时进行测量，得到不同温度、压力条件下钻井液物性参数值，为井筒温度场、压力场预测提供重要依据。并且具有精度高，加压加温能力足，测量参数多，使用方便的优点。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案高温高压钻井液物性参数测量装置，包括手柄、螺旋副、液压缸和压力筒；所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端与手柄固定连接，另一端与螺母螺纹连接；所述液压缸包括相互连通的液压细径管和液压宽径缸，所述螺旋副的螺母设置在液压细径管内，所述液压宽径缸上设有压力表，该液压宽径缸内设有液压缸活塞；所述压力筒分为相互连通的压力细径管和压力宽径缸，所述压力细径管内设有压力筒活塞；所述液压缸活塞和压力筒活塞之间通过一活塞杆固定连接，该活塞杆上设有游标；所述压力筒的缸体从内到外依次包括内胆、缠绕在陶瓷内胆上的电阻丝、保温材料层和金属外壳；该压力筒的宽口端设有可拆卸的固定金属底座。优选地，所述的保温材料采用蛭石粉。优选地，所述的内胆采用陶瓷材质。优选地，所述的金属底座上接入钻井液热物性参数测量部件，例如钼丝、热电偶和
/导线等。本实用新型的有益效果如下本装置可在温度300°C、压力150MPa范围内同时测量钻井液密度、导热系数和比热三种物性参数，测量精度高，便于装配拆卸，由计算机实现对系统温度的控制，有利于精确控制井筒温度场和压力场，对控压钻井及深井超深井等安全钻进有着重要意义。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1参见图1所示，高温高压钻井液物性参数测量装置，包括手柄1、螺旋副2、液压缸3和压力筒13 ；所述螺旋副2包括螺杆21和螺母22，所述螺杆21 —端与手柄I固定连接，另一端与螺母22螺纹连接；螺旋副2运动形式为螺母22不转动，螺杆21转动并实现螺母22按轴线方向的直线运动，螺杆21和螺母22主要承受转矩和轴向载荷(拉力或压力)的作用，同时在螺杆21和螺母22的旋合螺纹间有较大的相对滑动。 所述液压缸3包括相互连通的液压细径管31和液压宽径缸32，所述螺旋副2的螺母22设置在液压细径管31内，所述液压宽径缸32上设有压力表4，该液压宽径缸32内设有液压缸活塞5 ；所述压力筒13分为相互连通的压力细径管和压力宽径缸，所述压力细径管内设有压力筒活塞7 ；所述液压缸活塞5和压力筒活塞7之间通过一活塞杆6固定连接，该活塞杆6上设有游标10 ;活塞杆6是传递压力和运动的零件，承受轴向压力，在活塞杆6上固定游标10，通过游标10在测量尺上的位移变化，测量出活塞在圆管中的位移；所述压力筒13的缸体从内到外依次包括陶瓷内胆9、缠绕在陶瓷内胆9上的电阻丝8、蛭石粉层12和金属外壳11 ;该压力筒13的宽口端设有可拆卸的固定金属底座14。本实用新型的工作原理如下人工转动手柄1，带动螺杆21 (丝杠)和螺母22组成的螺旋副2进行传动对液压缸3加压，液压缸3将压力传给液压缸活塞5，再放大进一步传给活塞杆6，从而通过压力筒活塞7对压力筒13加压。液压缸3上装有压力表4，根据传递关系可通过压力表读数计算出压力筒内压强大小。活塞杆6是传递压力和运动的零件，承受轴向压力，在活塞杆靠近液压缸3处固定一个游标4 (受温度影响小)，通过游标4在测量尺上的位移变化，测量出活塞在圆管中的位移；压力筒13通过圆管中压力筒活塞7位移的变化，测定钻井液密度在不同温度和压力下的变化值；金属底座14可进行拆卸，并通过螺栓连接固定在缸体上，将测热导率和比热容装置退火钼丝装入腔体并把数据传输线路引至腔外，同时，测量时钻井液从金属底座进出；测定时，常温常压下将钻井液放入压力筒13内，由电源加热到指定温度，由手柄、螺旋副和液压缸等将压力加压到指定压力值；采用瞬态热线法测量钻井液导热系数，根据系统的热平衡测量比热，当测量钻井液热物性参数时，钼丝会有瞬态电流通过，热电偶将试样温度信号转化为电信号传给数据采集系统，用计算机实现对整个测量过程的控制。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
权利要求1.高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置，其特征在于包括手柄、螺旋副、液压缸和压力筒； 所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端与手柄固定连接，另一端与螺母螺纹连接； 所述液压缸包括相互连通的液压细径管和液压宽径缸，所述螺旋副的螺母设置在液压细径管内，所述液压宽径缸上设有压力表，该液压宽径缸内设有液压缸活塞； 所述压力筒分为相互连通的压力细径管和压力宽径缸，所述压力细径管内设有压力筒活塞; 所述液压缸活塞和压力筒活塞之间通过一活塞杆固定连接，该活塞杆上设有游标；所述压力筒的缸体从内到外依次包括内胆、缠绕在内胆上的电阻丝、保温材料层和金属外壳；该压力筒的宽口端设有可拆卸的固定金属底座。
2.根据权利要求1所述的高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置，其特征在于所述的保温材料层采用蛭石粉。
3.根据权利要求1所述的高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置，其特征在于所述的内胆采用陶瓷材质。
4.根据权利要求1所述的高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置，其特征在于所述的金属底座上接入钻井液热物性参数测量部件。
专利摘要高温高压条件下钻井液物性参数的测量装置，包括手柄、螺旋副、液压缸和压力筒；所述螺旋副包括螺杆和螺母，所述螺杆一端与手柄固定连接，另一端与螺母螺纹连接；所述液压缸包括液压细径管和液压宽径缸，所述螺旋副的螺母设置在液压细径管内，所述液压宽径缸上设有压力表，该液压宽径缸内设有液压缸活塞；所述压力筒分为相互连通的压力细径管和压力宽径缸，所述压力细径管内设有压力筒活塞；所述液压缸活塞和压力筒活塞之间通过一活塞杆固定连接；所述压力筒的缸体从内到外依次包括内胆、缠绕在内胆上的电阻丝、保温材料层和金属外壳。本装置可在温度300℃、压力150MPa范围内同时测量钻井液密度、导热系数和比热三种物性参数，测量精度高，便于装配拆卸。
文档编号G01N25/20GK202854000SQ20122053816
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者王廷春, 李千登, 贺辉宗, 商翼, 梁海明 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院