钻井工作流体沉降稳定性评价装置的制作方法

本技术涉及钻井工程，尤其是涉及一种钻井工作流体沉降稳定性评价装置。

背景技术：

1、钻井工作流体是钻完井工程的重要组成部分，它不仅能够高效、优质和安全的完成油气井建井服务，而且还承担着处理井下复杂情况、保证钻井安全、防止油气层损害以及保护油气层产能的任务。

2、近年来，随着油气勘探向深层、非常规储层以及页岩油气层储层发展，以及超深井、高温高密度复杂钻井日益增多，油气钻井公司更加频繁的使用高密度、抗高温的钻完井液进行作业。然而高密度钻井液在井底高温、高压和长时间静止等环境下极易发生加重剂沉降，严重影响开泵循环、正常起下钻及其他井下作业，甚至造成井塌、井喷等井下恶性事故。因此，为了完井作业顺利进行，钻完井液在入井前必须进行高温高压环境下的沉降稳定实验，要求所使用的高密度钻完井液必须在150-200℃的高温作业过程中保持良好的沉降稳定性。目前常用的钻完井液沉降稳定性评价方法主要有老化罐静恒沉降评价、有机玻璃或不锈钢罐体常温静恒沉降测试等。

3、然而，目前评价钻完井液沉降稳定性仪器都是经过常规仪器改装而来，这些评价方法都存在评价指标不完善、实验周期长、实验现象不直观、评价结果误差大、实验评价周期长等问题。由于评价方法和手段的落后，严重制约了超深井、高密度钻完井液配方的优化设计和施工安全，已成为影响钻完井安全的重要因素。

4、本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：

5、(1)常规老化罐评价法无法直接读出罐体中间和罐体底部的钻完井液密度，在钻完井液分层倒出时会因为钻完井液的流动造成测量误差增大，无法反应钻完井液的真实沉降情况。

6、(2)传统钻完井液评价方法无法在带压状态下评价流体的沉降情况，只能测量泄压后罐体内的钻完井液沉降密度变化。

7、(3)传统钻完井液评价方法无法动态评价流体的沉降变化情况，因此需要同时进行多组实验，存在实验工作量大、实验周期长、进度慢等情况。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种钻井工作流体沉降稳定性评价装置，以解决现有技术中存在的现有评价方法不能有效评价井底高温、高压下钻完井液的沉降情况，也不能动态评价流体的沉降变化情况的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

3、一种钻井工作流体沉降稳定性评价装置，包括陈化釜、压力单元、加热单元、压力传感器单元和控制单元，所述陈化釜的数量为若干个，每个所述陈化釜均连接有一个压力单元、一个加热单元和一个压力传感器单元，所有的所述压力单元、所述加热单元和所述压力传感器单元均与所述控制单元电连接。

4、优选地，所述陈化釜包括釜体和盖体，所述盖体可拆卸连接在所述釜体的顶部，所述压力单元连接在所述盖体的顶部，所述加热单元和所述压力传感器单元均连接在所述釜体的外侧壁上。

5、优选地，所述压力单元包括充气阀，所述充气阀连接在所述盖体的顶部，所述充气阀与外部供气设备相连通。

6、优选地，所述加热单元为加热套，所述加热套套设在所述釜体的外侧。

7、优选地，所述压力传感器单元包括三个压力传感器本体，三个所述压力传感器本体分别连接在所述釜体外侧壁的上部、中部和下部。

8、优选地，还包括保温单元，所述保温单元连接在所述加热单元的外侧。

9、优选地，所述保温单元为保温套，所述保温套套设在加热单元的外侧。

10、优选地，还包括底座，所述底座上开设有若干个供所述陈化釜放置的定位卡槽。

11、优选地，还包括显示单元和控制面板，所述显示单元和所述控制面板均连接在所述底座上，所述显示单元和所述控制面板均与所述控制单元电连接。

12、优选地，还包括调节螺母和水平仪，若干个所述调节螺母连接在所述底座的底部，所述水平仪连接在所述底座上。

13、本实用新型的有益效果为：压力单元能够向陈化釜内部冲入实验所需要的压力，加热单元能够将陈化釜加热至实验所需要的指定温度，压力传感器单元能够实时测量陈化釜内部的多个不同位置的压力，通过压力传感器单元的压力变化能够形成陈化釜内部的压力变化曲线，即可实时动态的评价陈化釜内部待测流体的沉降稳定性变化情况；

14、设置有若干个陈化釜，可根据实际的实验需求同时开展若干个不同体系、不同待测流体、不同压力、不同温度或不同静恒时间的评价工作，可以大大缩短实验周期，提高实验效率，大大降低了人工劳动的强度，节约了人工成本和时间成本，为井队钻完井安全施工提供了保障；

15、通过本装置的应用，实现了高温高压状态下的连续动态测量，并且将钻完井液的密度测量转化为釜体内的压力测量，实现了传统数据的手动测量到自动测量的升级，实现了可以模拟井底真实情况下的钻完井液沉降情况评价，为钻完井液密度变化可视化测量和连续精准化的监测提供了可能。

技术特征：

1.一种钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，包括陈化釜(1)、压力单元(2)、加热单元(3)、压力传感器单元(4)和控制单元，所述陈化釜(1)的数量为若干个，每个所述陈化釜(1)均连接有一个压力单元(2)、一个加热单元(3)和一个压力传感器单元(4)，所有的所述压力单元(2)、所述加热单元(3)和所述压力传感器单元(4)均与所述控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，所述陈化釜(1)包括釜体(11)和盖体(12)，所述盖体(12)可拆卸连接在所述釜体(11)的顶部，所述压力单元(2)连接在所述盖体(12)的顶部，所述加热单元(3)和所述压力传感器单元(4)均连接在所述釜体(11)的外侧壁上。

3.根据权利要求2所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，所述压力单元(2)包括充气阀(21)，所述充气阀(21)连接在所述盖体(12)的顶部，所述充气阀(21)与外部供气设备相连通。

4.根据权利要求2所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，所述加热单元(3)为加热套，所述加热套套设在所述釜体(11)的外侧。

5.根据权利要求2所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，所述压力传感器单元(4)包括三个压力传感器本体(41)，三个所述压力传感器本体(41)分别连接在所述釜体(11)外侧壁的上部、中部和下部。

6.根据权利要求1所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，还包括保温单元(5)，所述保温单元(5)连接在所述加热单元(3)的外侧。

7.根据权利要求6所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，所述保温单元(5)为保温套，所述保温套套设在加热单元(3)的外侧。

8.根据权利要求1所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，还包括底座(6)，所述底座(6)上开设有若干个供所述陈化釜(1)放置的定位卡槽(61)。

9.根据权利要求8所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，还包括显示单元(71)和控制面板(72)，所述显示单元(71)和所述控制面板(72)均连接在所述底座(6)上，所述显示单元(71)和所述控制面板(72)均与所述控制单元电连接。

10.根据权利要求8所述的钻井工作流体沉降稳定性评价装置，其特征在于，还包括调节螺母(73)和水平仪(74)，若干个所述调节螺母(73)连接在所述底座(6)的底部，所述水平仪(74)连接在所述底座(6)上。

技术总结本技术提供了一种钻井工作流体沉降稳定性评价装置，涉及钻井工程技术领域。它包括陈化釜、压力单元、加热单元、压力传感器单元和控制单元，陈化釜的数量为若干个，每个陈化釜均连接有一个压力单元、一个加热单元和一个压力传感器单元，所有的压力单元、加热单元和压力传感器单元均与控制单元电连接，本装置能够通过压力传感器单元的压力变化实时动态的评价陈化釜内部待测流体的沉降稳定性变化情况，并且通过设置有若干个陈化釜，可根据实际的实验需求同时开展若干个不同体系、不同待测流体、不同压力、不同温度或不同静恒时间的评价工作，缩短实验周期，提高实验效率，降低人工劳动的强度，为井队钻完井安全施工提供了保障。技术研发人员：周芳芳,郭成伟,王福魁,王清河受保护的技术使用者：承德石油高等专科学校技术研发日：20231108技术公布日：2024/7/25