Спосіб для визначення тиску гідропрориву цементного каменя

1. Спосіб визначення тиску гідропрориву цементного каменя, який включає розміщення цементного каменя у випробувальній камері, подання гідравлічним насосом рідини у випробувальну камеру, поступове збільшення тиску рідини, візуаль 3 нометра, що фіксуються в момент гідропрориву, який визначається оператором дослідної установки візуально. Таким чином, точність отриманих результатів залежить від низки суб'єктивних людських факторів, властивих оператору дослідної установки, зокрема його уважності і швидкості реакції. Відомий спосіб визначення проникності цементного каменя, що включає формування цементного каменя в випробувальній камері, подання рідини у випробувальну камеру під тиском, спостереження за тиском та появою рідини з вихідного отвору випробувальної камери, (див. Сайд Ибрагим Али Фара "Разработка составов для восстановления герметичности заколонного пространства при капитальном ремонте скважин ", Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Уфа, 2003. С. 13). Тиск гідропрориву визначається оператором за допомогою стрілкових манометрів. Як і у вище описаному способі, цьому відомому способу притаманний той же головний недолік низька точність отримуваних результатів досліджень через вплив суб'єктивних людських факторів (уважність, швидкість реакції), властивих оператору дослідної установки. Найбільш близьким аналогом до запропонованого технічного рішення є відомий спосіб визначення тиску гідропрориву цементного каменя, який включає розміщення цементного каменя у випробувальній камері, подання гідравлічним насосом рідини у випробувальну камеру, поступове збільшення тиску рідини, візуальне спостереження за виходом рідини з випробувальної камери та спостереження за зміною тиску (див. Амерханова С.И., "Повышение эксплуатационной надежности крепи скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений", Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Уфа, 2002). Спостереження за зміною тиску проводять за допомогою стрілкового манометра. Головним недоліком відомого способу є низька точність визначення моменту гідропрориву і тиску рідини в цей момент. Від оператора установки, на якій здійснюють спосіб, вимагається одночасне виконання кількох дій: спостереження за вихідним отвором випробувальної камери, спостереження за манометром, регулювання режиму роботи гідравлічного насоса. Таким чином точність результатів суттєво залежить від швидкості реакції оператора, його спостережливості та багатьох інших суб'єктивних людських факторів, що призводить до практичної непридатності відомого способу для використання в реальних виробничих умовах, зокрема на свердловині. Крім цього, точність отриманих результатів у відомому способі знижується завдяки впливу повітря, що залишається у випробувальній камері й утворює повітряні "кишені" та бульбашки. Задачею корисної моделі є підвищення точності визначення тиску гідропрориву цементного каменя шляхом автоматизації процесу зняття даних з датчика тиску та подальшої їх обробки, а також шляхом унеможливленням впливу залишкового 62204 4 повітря у випробувальній камері на процес гідропрориву під час проведення досліджень. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі визначення тиску гідропрориву цементного каменя, який включає розміщення цементного каменя у випробувальній камері, подання гідравлічним насосом рідини у випробувальну камеру, поступове збільшення тиску рідини, візуальне спостереження за виходом рідини з випробувальної камери та спостереження за зміною тиску, згідно з корисною моделлю, перед поступовим збільшенням тиску рідини з випробувальної камери випускають повітря, спостереження за зміною тиску та контроль роботи гідравлічного насоса здійснюють за допомогою пристрою обробки інформації, за отриманими та обробленими цим пристроєм даними будують апроксимовану криву зміни тиску в часі, а тиск гідропрориву визначають за точкою виходу побудованої кривої на плато, усереднюючи дані не менш ніж двох послідовно проведених досліджень. Рекомендоване виконання способу, в якому як пристрій обробки інформації використовують комп'ютер. Технічним результатом корисної моделі є підвищення точності визначення тиску гідропрориву цементного каменя завдяки застосуванню пристрою обробки інформації для зняття даних з датчика тиску та їх автоматичної обробки. В свою чергу, визначення тиску гідропрориву за апроксимованими кривими, що побудовані на основі оброблених пристроєм обробки інформації даних, дозволяє отримати точні результати досліджень у наочній формі, а усереднення даних не менш ніж двох послідовно проведених досліджень дозволяє уникнути випадкових розбіжностей, похибок та нейтралізувати їх вплив на кінцевий результат вимірювань. Додаткове підвищення точності вимірювань досягається унеможливленням впливу залишкового повітря у випробувальній камері за рахунок його випуску перед поступовим збільшенням тиску рідини. Приклад реалізації заявленого способу. Для реалізації заявленого способу використовують установку, конструкція якої наведена на кресленнях: Фіг.1 - загальна схема установки; Фіг.2 - випробувальна камера (поздовжній переріз); Фіг.3 - випробувальна камера з встановленим осердям (поздовжній переріз); Фіг.4 - вигляд передньої торцевої кришки випробувальної камери; Фіг.5 - вигляд задньої торцевої кришки випробувальної камери; Фіг.6 - графік зміни тиску під час проведення досліджень (апроксимована крива). Установка для визначення тиску гідропрориву цементного каменя містить послідовно сполучені між собою трубопроводами 1 гідравлічний насос 2, випробувальну камеру 3 у вигляді порожнистого циліндра з передньою 4 та задньою 5 торцевими кришками. Установка обладнана пристроєм обробки інформації, виконаним у вигляді комп'ютера 6, 5 що з'єднаний з гідравлічним насосом 2. Вихідні отвори 7 задньої торцевої кришки 5 розміщені вздовж її периметра. Передня торцева кришка 4 має три отвори, а саме: отвір, до якого приєднаний датчик тиску 8, отвір, сполучений 3 патрубком 9 для випуску повітря, і вхідний отвір, сполучений з патрубком 10 для подання рідини. Датчик тиску 8 обладнаний електронним інтерфейсом і з'єднаний з комп'ютером 6. Випробувальна камера 3 обладнана нагрівачами 11, з'єднаними з комп'ютером 6. Установка також обладнана фільтром 12, ресивером 13, запобіжним клапаном 14, краном 15 та манометром 16. Випробувальна камера може містити встановлене осердя 17, як показано на Фіг.3. Перед початком роботи у випробувальній камері 3 формують зразок цементного каменя. Для цього з випробувальної камери 3 знімають передню 4 та задню 5 торцеві кришки з отворами, замінюючи їх тимчасовими суцільними кришками (на кресленнях не показані). У разі необхідності в середину камери 3 встановлюють осердя 17. Заливають цементний розчин у випробувальну камеру 3. Закривають випробувальну камеру 3 суцільними кришками з обох торців і залишають її до повного затвердіння розчину. Потім знімають тимчасові суцільні кришки і встановлюють на випробувальну камеру 3 із розміщеним всередині неї зразком цементного каменя верхню торцеву кришку 4, нижню торцеву кришку 5 та підключають до випробувальної камери 3 датчик 8 та трубопровід 1 для подання рідини через патрубок 10. Як рідину в установці використовують спеціально підготовлений розчин, що міститься в ємності (на кресленнях не показана) або водопровідну воду. Вмикають комп'ютер 6, відкривають кран 15 і запускають гідравлічний насос 2, який починає подавати рідину трубопроводом 1 до випробувальної камери 3. На початку роботи випускають повітря із випробувальної камери 3 через патрубок 62204 6 9. Далі програмно за допомогою комп'ютера 6 та з'єднаного з ним датчика 8 встановлюють та контролюють необхідні значення температури випробувальної камери 3 та тиску в ній, обираючи відповідний режим роботи нагрівачів 11 і гідравлічного насоса 2. Поступово збільшуючи тиск рідини у випробувальній камері 3, досягають такого його значення, при якому відбувається гідропрорив цементного каменя. На підставі значень тиску у випробувальній камері 3, отриманих датчиком 8, за допомогою комп'ютера 6 та встановлених на ньому програмних засобів будують апроксимовану криву зміни тиску в часі, що відображається на моніторі комп'ютера 6. В момент гідропрориву цементного каменя всередині випробувальної камери 3, крива тиску на моніторі комп'ютера 6 змінює свій вигляд і замість зростання виходить на плато, відображаючи стале значення тиску в камері 3. Це значення тиску і є тиском гідропрориву. В момент гідропрориву відбувається витік рідини крізь отвори 7 задньої торцевої кришки 5, що може бути зафіксовано оператором візуально. Після початку витоку рідини за допомогою комп'ютера 6 та підключеного до нього гідравлічного насоса 2 тиск знижують до початкового значення і знов проводять його поступове зниження до моменту гідропрориву, як описано вище. Отримані в першому і другому дослідженні значення тисків гідропрориву усереднюють, одержуючи остаточний результат. При необхідності кількість досліджень може бути більшою ніж два. В процесі роботи установки фільтром 12 очищують робочу рідину від сторонніх домішок, використовуючи ресивер 13, позбавляються від гідравлічних пульсацій в трубопроводі 1, спричинених роботою гідравлічного насоса 2, а за допомогою клапану 14 запобігають надмірному перевищенню тиску в трубопроводі 1, унеможливлюючи створення аварійної ситуації. Тиск у трубопроводі 1 контролюють за допомогою манометра 16. 7 62204 8 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 62204 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601