专利名称：高低温增压稠化仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测定油井水泥稠化时间的高低温增压稠化仪，属材料物理力 学性能检测设备技术领域。
技术背景海洋领域蕴藏着大量未开采的石油，尤其海洋深水处的石油储量更是惊人。而深水钻 井作业为深水油气资源勘探与开发的重要环节，在深水作业中固井又是必不可少的一个环节， 特别是面对深水较为复杂的地质构造时尤为重要。深水固井技术难度大，不利因素多，固井费 用巨大，成本较为昂贵；现在通过技术创新和技术进步，对深水作业环境有了进一步地了解，对 相关技术也有了进一步地改进，使得深水的固井作业初步获得了成功。深水往往伴随着高压低 温，海底泥线温度接近o°c，这给固井作业带来了巨大的挑战，尤其是在水泥浆的研究方面，而 要获得跟深水条件相似的实验条件，就对检测油井水泥浆的设备提出了更高的要求。稠化仪是检测油井水泥浆的主要设备，稠化仪的检测原理是将配制好的水泥浆 置入水泥浆杯内，再把浆杯放入高压釜内，并封盖好，模拟油井环境设定目标温度和压力， 启动驱动装置，使水泥浆杯在高压釜内进行旋转，由此使得浆杯中的水泥浆对浆叶造成扭 力，再通过传感器转换为电信号，经模拟电路输出为稠化时间等信号。目前国内市场化的常 规稠化仪都是只能加热，即只能测定从室温到目标高温的稠化时间，无法模拟深水条件下 的低温稠化实验。因为高压釜的容积较大，要想保证能够模拟深水施工的降温过程，水泥浆 稠化仪就必须具备快速的降温速率，这样才能真实模拟现场条件。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种采用内制冷循环方式进行降温，能够真实模拟 深水固井过程，准确测定深水水泥浆的稠化时间，具有操作方便，迅速制冷，适用性强等特 点的高低温增压稠化仪。本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的该高低温增压稠化仪由主体、高压釜盖、控制面板、记录仪、温度压力控制仪表、压 力表、制冷单元、储油罐、高压釜构成，主体的上部安装有控制面板，控制面板上装有记录 仪、温度压力控制仪表和压力表，主体内安装有储油罐、高压釜和制冷单元，高压釜上装有 高压釜盖，其特征在于所述的制冷单元由增压泵、安全阀、油滤器、循环泵、油管、蒸发器、 节流阀、板式换热器、出水口、过滤器、入水口、制冷机压力表、电磁阀和制冷机构成；增压泵 通过油管与储油罐连接，增压泵又通过油管与高压釜连接，高压釜的下端通过油管经循环 泵与蒸发器的一端连接，蒸发器的另一端又通过油管与高压釜的上端连接；制冷机经过滤 器和电磁阀与板式换热器连接，板式换热器再经节流阀连接蒸发器。循环泵与高压釜连接的油管上加装有安全阀和油滤器。本实用新型与现有技术相比的有益效果在于该高低温增压稠化仪既能够测定从室温到目标高温的稠化时间，又能够模拟深水条件下的低温稠化实验，并能在15分钟内将温度从30°C降到0°C，快速稳定在目标温度内， 与现场施工的降温速率较为吻合，得到可靠的油井水泥低温稠化时间。并且具有制冷效果 好，噪音小，自动控制程度高的特点。

图1为高低温增压稠化仪的结构示意图；图2为高低温增压稠化仪的部件连接结构示意图。图中1、主体，2、高压釜盖，3、控制面板，4、记录仪，5、温度压力控制仪表，6、压力 表，7、制冷单元，8、储油罐，9、高压釜，10、增压泵，11、安全阀，12、油滤器，13、循环泵，14、油 管，15、蒸发器，16、节流阀，17、板式换热器，18、出水口，19、过滤器，20、入水口，21、制冷机 压力表，22、电磁阀，23、制冷机。
具体实施方式
该高低温增压稠化仪由主体1、高压釜盖2、控制面板3、记录仪4、温度压力控制仪 表5、压力表6、制冷单元7、储油罐8和高压釜9构成。主体1的上部安装有控制面板3，控 制面板3上装有记录仪4、温度压力控制仪表5和压力表6，主体1的内部安装有储油罐8、 高压釜9和制冷单元7，高压釜9上装有高压釜盖2。所述的制冷单元7由增压泵10、安全阀11、油滤器12、循环泵13、油管14、蒸发器 15、节流阀16、板式换热器17、出水口 18、过滤器19、入水口 20、制冷机压力表21、电磁阀22 和制冷机23构成。增压泵10通过油管14与储油罐8连接，增压泵10又通过油管14与高 压釜9连接，高压釜9的下端开有一管孔，引出油管14，并通过油管14经循环泵13与蒸发 器15的一端连接，蒸发器15的另一端又通过油管14与高压釜9的上端连接。制冷机23经过滤器19和电磁阀22与板式换热器17连接，板式换热器17再经节 流阀16连接蒸发器15。循环泵13与高压釜9连接的油管14上加装有安全阀11和油滤器12。安全阀11 为防止油管14和高压釜9内压力过高而产生危险。油滤器12为过滤高压釜9内存在的水 泥杂质(参见附图1-2)。该高低温增压稠化仪进行试验时按以下步骤进行1、启动循环泵13，使高压釜9内的油经由蒸发器15进行循环；2、将水泥浆杯放入高压釜9内，旋紧高压釜盖2，采用温度压力控制仪表5调好目 标温度和压力；3、启动制冷机23，对蒸发器15进行制冷，对油管14内的油实现热交换；4、开启水源，使冷却水经由入水口 20到达板式换热器17，再从出水口 18流出，对 制冷机组进行冷却；5、由于油的温度下降，高压釜9内的压力也随之下降，此时增压泵10从储油罐8 将油泵送至高压釜9内，补充压力。该高低温增压稠化仪通过内制冷的方式，将高压釜9内的油进行循环，在蒸发器 15内进行制冷，并通过加热补偿的方法获得稳定的目标温度，从而达到深水低温高压油井 水泥检测试验的要求。
权利要求一种高低温增压稠化仪，它由主体(1)、高压釜盖(2)、控制面板(3)、记录仪(4)、温度压力控制仪表(5)、压力表(6)、制冷单元(7)、储油罐(8)、高压釜(9)构成，主体(1)的上部安装有控制面板(3)，控制面板(3)上装有记录仪(4)、温度压力控制仪表(5)和压力表(6)，主体(1)内安装有储油罐(8)、高压釜(9)和制冷单元(7)，高压釜(9)上装有高压釜盖(2)，其特征在于所述的制冷单元(7)由增压泵(10)、安全阀(11)、油滤器(12)、循环泵(13)、油管(14)、蒸发器(15)、节流阀(16)、板式换热器(17)、出水口(18)、过滤器(19)、入水口(20)、制冷机压力表(21)、电磁阀(22)和制冷机(23)构成；增压泵(10)通过油管(14)与储油罐(8)连接，增压泵(10)又通过油管(14)与高压釜(9)连接，高压釜(9)的下端通过油管经循环泵(13)与蒸发器(15)的一端连接，蒸发器(15)的另一端又通过油管(14)与高压釜(9)的上端连接；制冷机(23)经过滤器(19)和电磁阀(22)与板式换热器连接，板式换热器(17)再经节流阀(16)连接蒸发器(15)。
2.根据权利要求1所述的高低温增压稠化仪，其特征在于所述循环泵(13)与高压釜 (9)连接的油管(14)上加装有安全阀(11)和油滤器(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种高低温增压稠化仪，属材料物理性能检测设备领域。它由主体、控制面板、制冷单元、储油罐和高压釜等构成，主体的上部装有控制面板，主体内装有储油罐、高压釜和制冷单元。制冷单元由增压泵、循环泵、蒸发器、板式换热器和制冷机等构成。该高低温增压稠化仪将高压釜内的油进行循环，在蒸发器内进行制冷，并通过加热补偿的方法获得稳定的目标温度，达到深水低温高压油井水泥检测试验要求。解决了目前常规稠化仪只能测定从室温到目标高温的稠化时间，无法模拟深水条件下低温稠化实验的问题。该高低温增压稠化仪既能测定从室温到目标高温的稠化时间，又能模拟深水条件下的低温稠化实验，并具有制冷效果好，自动控制程度高的特点。
文档编号G01N11/00GK201622225SQ201020123888
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者付英军, 冯克满, 刘科, 李嗣贵, 王晓亮, 王清顺, 王玉田, 莫成孝, 许明标 申请人:长江大学