专利名称：页岩膨胀模拟试验装置的制作方法
技术领域：
页岩膨胀模拟试验装置是一种应用于石油钻井、采油技术领域的专用测试、评价仪器。主要测试泥页岩样品的水化膨胀规律；评价相关化学处理剂抑制泥页岩水化膨胀的性能。本仪器在模拟井下地层温度、压力条件下，检测泥页岩膨胀规律，优选降低泥页岩膨胀的化学处理剂及合理配比，以解决石油钻井现场稳定井壁问题。
背景技术：
现在生产的页岩膨胀试验仪器有两种类型。一种是常温、常压条件下的试验仪器。它是由样品杯、感应盘、感应元件、感应线圈、显示表等所组成。没有加压装置，无加热机构，不能进行高温(150℃)、高压(100MPa)条件下测试。另一种试验仪器有加热、加压和密封装置，能模拟井下高温、高压条件，进行泥页岩水化膨胀试验。是由样品杯、感应盘、感应元件、加热杯、显示表等所组成。感应元件固定在感应盘上。这种结构，最大缺点是感应元件与被测试的泥页岩样品同时受温度影响，使感应元件发生位移，形成测量误差，使感应信号不稳定；其次，这种试验仪器没有调零点机构。泥页岩样品高度有差异，感应盘接触泥页岩样品表面，会使原始零点发生变化，不能确定初始零点。另外，现有技术采用压缩气体为样品杯充气加压，不能达到测试时要求的模拟井下压力。
实用新型内容本实用新型的目的是改变感应盘与感应元件的连接方式，增加刚性隔离管和连接杆，使样品杯与感应元件实现分开并远离；增加外置调零机构，克服不能进行零点调节的缺点；解决只能充气加压的缺点，设逐级增压机构。提高页岩膨胀模拟试验装置在高温、高压条件下测试泥页岩膨胀数据的准确可靠性。
本申请的页岩膨胀模拟试验装置有加热器、感应盘、感应元件、样品杯、显示器等。样品杯与杯盖螺纹连接并密封。刚性隔离管焊接在杯盖上。刚性隔离管内径为5-20毫米，长度为20-200毫米。连接杆下端与感应盘固定，连接杆上端连接感应元件。连接杆直径为2-10毫米，长度为50-400毫米。感应盘直径为10-50毫米，厚度为0.5-3毫米。感应盘上均匀分布有10-50个孔，孔的直径为1-5毫米。样品杯与刚性隔离管接头之间有密封圈，样品杯、杯盖与刚性隔离管形成密封室。在刚性隔离管外部有感应线圈，感应线圈的内径为5-20毫米，外径为10-40毫米，长度为50-500毫米。用导线将感应线圈和显示器连接，感应信号通过导线输送到显示器。感应线圈固定在调零机构上。调零机构可以是手动的、电动的或是液压驱动的。样品杯和调压机构用高压管连接。
本实用新型的优点是，采用刚性隔离管结构，使感应元件在刚性隔离管内部，感应线圈在刚性隔离管外部，高温、高压对感应线圈也不产生影响。感应元件与感应盘中间有连接杆，使感应元件远离加热器，解决了温度对感应元件的影响问题。有外设调零机构，使感应线圈可以上下调整。当泥页岩样品高度改变时，可以通过调整感应线圈的位置，调整原始零点。采用调压机构，传压介质为液体，使加压装置体积减少，达到所需的井下高压。
本申请附图是页岩膨胀模拟试验装置剖面示意图。是一种采用手动调零机构的页岩膨胀模拟试验装置。
具体实施方式
样品杯(2)放在加热器(1)内。刚性隔离管(7)焊接在杯盖(6)上。样品杯(2)与杯盖(6)螺纹连接并密封，其之间有两道密封圈，刚性隔离管(7)的壁厚为2毫米，内部可以承受高温高压。感应元件(11)通过连接杆(5)固定在感应盘(4)上。泥页岩样品(3)放入样品杯(2)内。连接杆(5)长度为180毫米，直径为4毫米。感应盘(4)直径为20毫米，厚度为2毫米。感应盘(4)上均匀分布18个孔，孔的直径为2毫米。刚性隔离管(7)外部上端有感应线圈(10)。刚性隔离管(7)的内径为5毫米，外径为9毫米，长度为200毫米。感应线圈(10)的内径为10毫米，外径为20毫米，长度为150毫米。用螺钉将感应线圈(10)固定在安装套(12)上。调零机构由调节螺杆(13)、固定板(14)、支架导轨(9)组成。支架导轨(9)固定在底板(8)上。调整螺杆(13)与固定板(14)之间矩型螺纹连接，其下端与安装套(12)固定。旋转调整螺杆(13)手柄可以上下调整安装套(12)，带动感应线圈(10)上下运动达到调零目的。加压缸(15)和加压活塞(16)提供初级压力，驱动增压活塞(17)，使增压缸(18)内部试验液体经高压管(19)输送到样品杯(2)内部。样品杯(2)内部能达到所需要的模拟井下高压。
权利要求1.一种页岩膨胀模拟试验装置是由加热器(1)、感应盘(4)、样品杯(2)、显示器等所组成，其特征在于样品杯(2)与杯盖(6)用螺纹连接并密封，刚性隔离管焊接在杯盖(6)上，刚性隔离管(7)内径为5-20毫米，长度为20-200毫米，连接杆(5)下端与感应盘(4)固定连接，连接杆(5)上端连接感应元件(11)，连接杆(5)直径为2-10毫米，长度为50-400毫米，感应盘(4)直径为10-50毫米，厚度为0.5-3毫米，感应盘(4)上均匀分布有10-50个孔，孔的直径为1-5毫米，样品杯(2)与刚性隔离管(7)组成密封室，在刚性隔离管(7)外部有感应线圈(10)，感应线圈(10)的内径为5-20毫米，外径为10-40毫米，长度为50-500毫米，用导线将感应线圈和显示器连接，感应线圈(10)固定在调零机构上，样品杯(2)和调压机构用高压管(19)连接。
2.如权利要求1所述的页岩膨胀模拟试验装置，其特征在于调零机构由调节螺杆(13)、安装套(12)、固定板(14)、支架导轨(9)组成，安装套(12)内固定感应线圈(10)，调节螺杆(13)与固定板(14)之间用螺纹连接，其下端与安装套(12)固定。
3.如权利要求1所述的页岩膨胀模拟试验装置，其特征在于逐级升压机构采用加压缸(15)、加压活塞(16)推动增压活塞(17)，使增压缸(18)内溶液达到所需高压，通过高压管(19)进入样品杯(2)。
专利摘要本申请页岩膨胀模拟试验装置是一种应用于石油钻井、采油技术领域测试、评价泥页岩水化膨胀性能或有关处理剂抑制性能的仪器。本仪器模拟井下地层的温度、压力进行检测。采用刚性隔离管(7)与杯盖(6)焊接，样品杯(2)与杯盖(6)螺纹连接，使样品杯(2)与感应元件(11)实现分开并远离，克服高温对感应部件的影响；采用外置调零机构和逐级增压机构。提高页岩膨胀模拟试验装置在高温、高压条件下测试泥页岩膨胀数据的准确可靠性。
文档编号G01N25/00GK2575664SQ02256990
公开日2003年9月24日 申请日期2002年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者郭宝利 申请人:华北石油管理局钻井工艺研究院