Устройство для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно направленной скважине

Изобретение предназначено для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно-направленной скважине и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Устройство содержит открытый сосуд, прикрепленный к шарниру, установленному на опорной поверхности, средство для имитации зенитного угла скважины, которое состоит из градуированной шкалы и пластины, элемент, имитирующий трубную колонну, выполненный в виде полого стержня заполненного исследуемым составом жидкостной ванны, ролик и телескопическую систему, на верхней части которой установлен упомянутый ролик. По цилиндрической поверхности ролика проходит нить, которая одним концом прикреплена к верхнему концу стержня, а другим концом скреплена с грузом, который выполнен с возможностью изменения его веса. Открытый сосуд заполнен глинистой пастой имитирующей прихват трубных колонн и к его стенке прикреплена упомянутая пластина. Нижняя часть стержня помещена в сосуд и на ней выполнен продольный ряд сквозных отверстий. На градуированной шкале выполнены на равных угловых расстояниях друг относительно друга отверстия. Пластина и градуированная шкала скреплены между собой посредством крепежного элемента со штифтом проходящим через отверстие в пластине, а также через сопряженное с ним отверстие на градуированной шкале. Изобретение направлено на повышение эффективности выбора состава жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к устройствам для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно-направленной скважине и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является техническое решение, содержащее открытый сосуд, прикрепленный к шарниру, установленному на опорной поверхности, средство для имитации зенитного угла скважины, которое состоит из скрепленных друг с другом градуированной шкалы и пластины, пластинку, имитирующую трубную колонну и ролик, причем по цилиндрической поверхности ролика проходит нить, которая одним концом прикреплена к верхнему концу пластинки, имитирующей трубную колонну, а другим концом скреплена с грузом, который выполнен с возможностью изменения его веса (см. полезная модель RU 58709, G01N 19/02, 27.11.2006)

В упомянутом выше техническом решении при малой плотности глинистой пасты, пластинка не будет точно имитировать трубную колонну, поскольку она под действием силы тяжести будет тонуть и не держаться на поверхности глинистой пасты. Следовательно, возникнет погрешность по определению страгивающего усилия элемента, имитирующего трубную колонну. Таким образом, выбрать исходя из значения упомянутого выше усилия состав жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн будет затруднительно.

Таким образом, недостатком упомянутого выше технического решения является то, что оно не обеспечивает выбор эффективного состава жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн при различных плотностях глинистой пасты, имитирующей прихват трубных колонн.

Задачей заявленной полезной модели является создание устройства, которое бы обеспечивало выбор эффективного состава жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности выбора состава жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн в наклонно-направленных скважинах в результате сальникообразования.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно-направленной скважине, содержит открытый сосуд, прикрепленный к шарниру, установленному на опорной поверхности, средство для имитации зенитного угла скважины, которое состоит из скрепленных друг с другом градуированной шкалы и пластины, элемент, имитирующий трубную колонну и ролик. По цилиндрической поверхности ролика проходит нить, которая одним концом прикреплена к верхнему концу элемента, имитирующего трубную колонну, а другим концом скреплена с грузом, который выполнен с возможностью изменения его веса. Устройство также содержит телескопическую систему, на верхней части которой установлен упомянутый ролик. При этом элемент, имитирующий трубную колонну, выполнен в виде полого стержня, заполненного исследуемым составом жидкостной ванны. Нижняя часть стержня помещена в открытый сосуд и на ней выполнен продольный ряд сквозных отверстий. Открытый сосуд заполнен глинистой пастой, имитирующей прихват трубной колонны, и к его стенке прикреплена упомянутая пластина.

Кроме того, градуированная шкала закреплена на опорной поверхности. На градуированной шкале выполнены на равных угловых расстояниях друг относительно друга отверстия, каждое из которых выполнено с возможностью сопряжения с отверстием, выполненным в пластине. Пластина и градуированная шкала скреплены между собой посредством крепежного элемента со штифтом, проходящим через отверстие в пластине, а также через сопряженное с ним отверстие на градуированной шкале.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.

На чертеже показано устройство для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно-направленной скважине.

Устройство содержит опорную поверхность 1, установленный на опорной поверхности 1 шарнир 2 и открытый сосуд 3, который заполняется глинистой пастой 4, имитирующей прихват трубных колон в результате сальникообразования. Глинистая паста может быть приготовлена, например, из бентонитового глинопорошка.

В глинистую пасту помещается элемент, имитирующий трубную колонну выполненный в виде полого цилиндрического стержня 5. На поверхности стержня 5 выполнен продольный ряд отверстий 6 для взаимодействия глинистой пасты 4 и исследуемого состава жидкостной ванны 7. Исследуемый состав жидкостной ванны заливается внутрь стержня 5 через отверстие 8.

Также устройство содержит пластину 9, прикрепленную к задней стенке сосуда 3, крепежный элемент со штифтом 10, нить 11, ролик 12, закрепленный в верхней части телескопической системы 13, груз 14 обеспечивающий перемещение стержня по поверхности глинистой пасты, средство 15 для имитации зенитного угла скважины состоящее из пластины 9 и градуированной шкалы 16. На градуированной шкале 16 выполнены отверстия 17.

Нижняя часть сосуда 3 прикреплена к установленному на опорной поверхности 1 шарниру 2 и вращается вокруг его оси. К верхнему концу полого цилиндрического стержня 5 прикреплен один конец нити 11, проходящей по цилиндрической поверхности ролика 12. К другому концу нити 11 прикреплен груз 14, выполненный с возможностью изменения своего веса.

В рабочем положении устройства груз 14 висит вертикально и при функционировании устройства обеспечивает перемещение по поверхности глинистой пасты 4 полого цилиндрического стержня 5.

Посредством средства 15 для имитации зенитного угла скважины, закрепленного на опорной поверхности 1, возможно изменение угла наклона сосуда в зависимости от зенитного угла наклонно-направленной скважины. В заявленном устройстве зенитный угол исследуемой скважины соответствует углу между плоскостью пластины 9, закрепленной на стенке сосуда 3, и плоскостью, перпендикулярной опорной поверхности 1.

На градуированной шкале 16 выполнены на равных угловых расстояниях друг относительно друга отверстия 17, каждое из которых выполнено с возможностью сопряжения с отверстием, выполненным в пластине 9. Пластина 9 и градуированная шкала 16 скреплены между собой посредством крепежного элемента со штифтом 10, проходящим через отверстие в пластине, а также через сопряженное с ним отверстие на градуированной шкале.

Устройство для выбора состава жидкостной ванны работает следующим образом.

В вертикальном положении сосуд 3 заполняют заранее приготовленной глинистой пастой 4 и помещают в нее на заданную глубину полый цилиндрический стержень 5, к верхнему концу которого прикреплена нить 11. Далее пластина 9 (прикрепленная к стенке сосуда 3) через сквозное отверстие, выполненное в пластине 9 с помощью штифта 10, проходящего, и через одно из отверстий 17 на градуированной шкале 16, устанавливается на заданный угол соответствующий зенитному углу наклонно-направленной скважины и фиксируется элементами крепления (на чертеже не показаны) в этом положении. На другой конец нити 11, переброшенной через направляющий ролик 12 подвешивают вертикально висящий груз 14 (представляющий собой чашку с расположенными на ней разновесами). Телескопическая система позволяет устанавливать ролик на высоту, при которой угол наклона нити к вертикали равен заданному углу . Далее в полый цилиндрический стержень 5 через отверстие 8 заливают определенный объем исследуемого состава жидкостной ванны 7, который через продольный ряд отверстий 6, выполненных на поверхности полого цилиндрического стержня 5, будет в течение заданного периода времени постепенно оказывать физико-химическое воздействие на глинистую пасту 4. После истечения заданного периода времени, постепенно изменяя массу груза 14 (нагружая чашку разновесами), определяют усилие, необходимое для страгивания полого цилиндрического стержня 5. Чем меньше страгивающее усилие, тем эффективнее состав жидкостной ванны для ликвидации прихвата трубных колонн. Определив страгивающее усилие опытным путем, можно рассчитать коэффициент трения полого цилиндрического стержня 5 о глинистую пасту 4, из следующего выражения:

µ=(Q-Gcos)/Gsin,

где µ - коэффициент трения полого цилиндрического стержня о глинистую пасту;

Q - страгивающее усилие, Н;

G - вес полого цилиндрического стержня, Н;

- зенитный угол, град.

Предлагаемое устройство для определения страгивающего усилия позволит осуществить выбор составов жидкостных ванн с целью ликвидации прихватов трубных колонн при строительстве наклонно-направленных скважин скважин, существенно ускорить и удешевить создание новых рецептур жидкостных ванн, использование которых в нефтегазовой промышленности даст экономический эффект.

1. Устройство для исследования состава жидкостной ванны, ликвидирующей прихват трубных колонн в наклонно направленной скважине, содержащее открытый сосуд, прикрепленный к шарниру, установленному на опорной поверхности, средство для имитации зенитного угла скважины, которое состоит из скрепленных друг с другом градуированной шкалы и пластины, элемент, имитирующий трубную колонну, и ролик, причем по цилиндрической поверхности ролика проходит нить, которая одним концом прикреплена к верхнему концу элемента, имитирующего трубную колонну, а другим концом скреплена с грузом, который выполнен с возможностью изменения его веса, отличающееся тем, что оно содержит телескопическую систему, на верхней части которой установлен упомянутый ролик, при этом элемент, имитирующий трубную колонну, выполнен в виде полого стержня, заполненного исследуемым составом жидкостной ванны, нижняя часть стержня помещена в открытый сосуд и на ней выполнен продольный ряд сквозных отверстий, причем открытый сосуд заполнен глинистой пастой, имитирующей прихват трубных колонн, и к его стенке прикреплена упомянутая пластина.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что градуированная шкала закреплена на опорной поверхности, причем на градуированной шкале выполнены на равных угловых расстояниях относительно друг друга отверстия, каждое из которых выполнено с возможностью сопряжения с отверстием, выполненным в пластине, при этом пластина и градуированная шкала скреплены между собой посредством крепежного элемента со штифтом, проходящим через отверстие в пластине, а также через сопряженное с ним отверстие на градуированной шкале.