專利名稱：一種水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有關(guān)水泥漿參數(shù)的測(cè)試設(shè)備，特別是一種有關(guān)水泥漿凝固參數(shù)的測(cè)試設(shè)備。
背景技術(shù)：
早在上世紀(jì)80年代初，石油鉆探領(lǐng)域中，振動(dòng)固井技術(shù)已被應(yīng)用到固井作業(yè)中，但是，水泥漿在什么樣的振動(dòng)頻率下，什么樣的溫度條件下，什么樣的振動(dòng)幅度下，才能凝固的最好，能夠達(dá)到最好的固定石油礦井的效果？一直沒(méi)有可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)驗(yàn)室中，通過(guò)一套標(biāo)準(zhǔn)化的工具，獲得這些數(shù)據(jù)就成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可測(cè)試水泥漿在振動(dòng)、溫度情況下凝固參數(shù)的測(cè)試設(shè)備，應(yīng)具有控溫功能，抗震性能，互換性及重復(fù)使用性。
本發(fā)明的一種水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱，包括箱體、箱蓋、箱體底座和放置于箱體內(nèi)的模具、模具板。
其所述箱體、箱蓋為保溫結(jié)構(gòu)箱體的箱側(cè)板、箱底板以及所述箱蓋均由內(nèi)外兩層金屬板構(gòu)成，中間充滿保溫材料。箱體可采用焊接、螺栓固定等現(xiàn)有技術(shù)中可用的固定方式固定在箱體底座上。
箱體各箱板(側(cè)板、底板)間為密封結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中可采用現(xiàn)有技術(shù)中各種箱體密封方式或結(jié)構(gòu)，能夠使水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱不向外滲水。箱蓋固定在箱體上的方式可采用現(xiàn)有技術(shù)中各種固定方式，比如邊緣裝有鎖扣同箱體固定，或合頁(yè)同鎖扣配合使用來(lái)固定等。
以上所述模具板水平固定在箱體內(nèi)，并且可以拆卸。以上所述的模具是用于測(cè)試水泥漿在振動(dòng)凝固過(guò)程中參數(shù)的模具。模具固定在模具板上，采用現(xiàn)有技術(shù)中可拆卸式固定，比如利用螺栓、螺釘固定等方式。
所述箱體的內(nèi)設(shè)置有加熱元件和溫度傳感器，與水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱外的溫度控制器連接。加熱元件和溫度傳感器優(yōu)選設(shè)置在箱體的內(nèi)壁上。通過(guò)加熱元件、溫度傳感器和溫度控制器可對(duì)保溫箱體內(nèi)的水泥漿進(jìn)行可控性升溫，保障試驗(yàn)的溫度條件。
為了更細(xì)化的測(cè)試水泥漿在振動(dòng)凝固過(guò)程中的各種參數(shù)，本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱中的模具可放入以下模具中的其中一種養(yǎng)護(hù)漿體模具、膠結(jié)強(qiáng)度模具、凝結(jié)模具和強(qiáng)度模具。根據(jù)試驗(yàn)需要四種模具可以單獨(dú)或至少兩種同時(shí)放入箱體內(nèi)。
以上所述的養(yǎng)護(hù)漿體模具包括上蓋a、下底座a和中間筒體a。其中中間筒體a的橫截面的形狀不受限制，可以為任意形狀，如圓形、橢圓形、三角形、矩形或邊長(zhǎng)大于等于五的多邊形等；上蓋a、下底座a分別上下封閉住中間筒體a，上蓋a、下底座a與中間筒體a的上端、下端分別為可拆卸式連接。
所述養(yǎng)護(hù)漿體模具的上蓋a、下底座a可優(yōu)選為平板結(jié)構(gòu)；中間筒體a的上、下端端口優(yōu)選為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體的環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑一致，外徑分別大于或等于筒體上下端外徑；上蓋a、下底座a分別封閉住中間筒體a的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
在設(shè)定的溫度下，將水泥漿倒入養(yǎng)護(hù)漿體模具中。在設(shè)定的振動(dòng)頻率下振動(dòng)后，用該模具中的水泥漿做流變、稠化實(shí)驗(yàn)，得到的稠化時(shí)間與未經(jīng)過(guò)振動(dòng)的同樣水泥漿的稠化時(shí)間相比較，可以看出振動(dòng)和不振動(dòng)對(duì)水泥漿稠化的不同影響。
以上所述的膠結(jié)強(qiáng)度模具包括包括上蓋b、中間筒體b、下底座b。其中中間筒體b為圓筒結(jié)構(gòu)；上蓋b、下底座b分別上下封閉住中間筒體b；所述上蓋b為筒狀結(jié)構(gòu)，其上端封閉，為中心開(kāi)有通孔的圓板結(jié)構(gòu)，其下端開(kāi)放，上蓋b筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁與中間筒體b上端的外壁為螺紋連接；所述下底座b為一平板結(jié)構(gòu)，其上垂直于平板有一圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱的外壁與中間筒體b下端的內(nèi)壁為螺紋連接。
在設(shè)定的溫度下，將水泥漿倒入膠結(jié)強(qiáng)度模具中。在設(shè)定的振動(dòng)頻率下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)振動(dòng)，之后停振，放置規(guī)定的時(shí)間，檢測(cè)水泥石與該模具的筒壁的摩擦阻力數(shù)值，把得到的數(shù)值與未經(jīng)過(guò)振動(dòng)的同一水泥漿的形成的水泥石與筒壁的阻力數(shù)值相比較，找出參數(shù)的變化規(guī)律。
以上所述的凝結(jié)模具包括上蓋c，中間筒體c，下底座c。中間筒體c為上端小下端大的圓錐形筒體。上蓋c、下底座c分別上下封閉住中間筒體c，上蓋c、下底座c和中間筒體c的上端、下端分別為可拆卸式連接。
所述凝結(jié)模具的上蓋c、下底座c優(yōu)選為圓板結(jié)構(gòu)；中間筒體c的上、下端端口優(yōu)選為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑分別與筒體上下端內(nèi)徑一致，外徑分別大于或等于筒體上下端外徑；上蓋c、下底座c分別封閉住中間筒體c的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
在設(shè)定的溫度下，將水泥漿倒入凝結(jié)模具中。在設(shè)定的振動(dòng)頻率下振動(dòng)后，測(cè)量水泥漿的初凝和終凝時(shí)間數(shù)值，把得到的數(shù)值與未經(jīng)過(guò)振動(dòng)的同一水泥漿的初凝和終凝時(shí)間數(shù)值相比較，找出不同之處。
以上所述強(qiáng)度模具包括上蓋d、中間筒體d、下底座d。中間筒體d為隔成左右兩室的矩形筒體；上蓋d、下底座d分別上下封閉住中間筒體d，上蓋d、下底座d和中間筒體d的上端、下端分別為可拆卸式連接。
所述強(qiáng)度模具的上蓋d、下底座d優(yōu)選為矩形平板結(jié)構(gòu)；中間筒體d的上、下端端口優(yōu)選為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)邊長(zhǎng)分別與中間筒體d上下端端口相應(yīng)的內(nèi)邊長(zhǎng)一致，外邊長(zhǎng)分別大于或等于筒體上下端端口相應(yīng)的外邊長(zhǎng)；上蓋d、下底座d分別封閉住中間筒體d的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
在設(shè)定的溫度下，將水泥漿倒入強(qiáng)度模具中。在設(shè)定的振動(dòng)頻率下振動(dòng)后，測(cè)量水泥漿的24小時(shí)抗壓強(qiáng)度數(shù)值，把得到的數(shù)值與未經(jīng)過(guò)振動(dòng)的同一水泥漿的24小時(shí)強(qiáng)度數(shù)值相比較，找出不同之處。
以上利用四種模具對(duì)水泥漿進(jìn)行的各種試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19139-2003》的《油井水泥試驗(yàn)方法》中的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)7.2.5、7.5.1-7.5.3、7.6.2.2；油井模擬稠化時(shí)間試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)9.1-9.4.5；流變性能的測(cè)定符合12.4.1-12.4.9。
為了更好的提高模具的互換性及更方便拆卸，所述水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)內(nèi)的模具板(7)上排列有孔距一致的螺栓孔，所述模具的下底座或下底座與中間筒體下端環(huán)狀結(jié)構(gòu)的相接觸部分上設(shè)有通孔，其通孔孔距與模具板(7)上的螺栓孔孔距一致；所述模具與模具板(7)可通過(guò)螺栓連接進(jìn)行固定。
本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱在用于測(cè)試水泥漿在振動(dòng)情況下凝固的參數(shù)時(shí)，可采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的各種可產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備給水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱施加振動(dòng)。在本發(fā)明中可優(yōu)選中國(guó)專利申請(qǐng)200510077725.1(2005年6月24日申請(qǐng))中提供的機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀作為振動(dòng)設(shè)備。該機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀包括振動(dòng)平臺(tái)、抗震底座、可調(diào)速電機(jī)、偏心振子，其中抗震底座的下端固定在地面上，抗震底座的上端經(jīng)過(guò)彈簧支撐起振動(dòng)平臺(tái)；振動(dòng)平臺(tái)位于偏心振子的上方，振動(dòng)平臺(tái)的底部平面與偏心振子的外周表面相接觸，偏心振子以其軸心垂直固定在可調(diào)速電機(jī)的主軸上，可調(diào)速電機(jī)與變頻器電路連接；當(dāng)抗震底座的彈簧為自然放松狀態(tài)時(shí)，偏心振子的外周與振動(dòng)平臺(tái)相接觸的點(diǎn)到其軸心的距離為最短偏心距。
在具體試驗(yàn)中，將本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的箱體底座固定在以上所述機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀的振動(dòng)平臺(tái)上。采用可拆卸式固定方式，比如分別在箱體底座和振動(dòng)平臺(tái)相對(duì)應(yīng)的位置上分別設(shè)置螺栓孔，通過(guò)螺栓連接將二者固定。當(dāng)所述水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀中電機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心振子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。與偏心振子外周相接觸的振動(dòng)平臺(tái)即隨著其轉(zhuǎn)動(dòng)而上下振動(dòng)。所述電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可通過(guò)變頻器連續(xù)調(diào)整，因此振動(dòng)平臺(tái)及水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的振動(dòng)頻率也可通過(guò)調(diào)整變頻器的頻率而實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。
試驗(yàn)中，將試驗(yàn)所需模具固定在模具板上，并將模具板水平固定在箱體內(nèi)。向箱體內(nèi)注入水至模具上端處，不要淹沒(méi)模具。然后通過(guò)溫度控制器設(shè)定溫度，通過(guò)加熱元件、溫度傳感器及對(duì)箱體內(nèi)的水進(jìn)行升溫及控溫。溫度恒定后，將水泥漿灌滿固定在箱體內(nèi)模具板上的模具內(nèi)，通過(guò)振動(dòng)設(shè)備(如所述機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀)給養(yǎng)護(hù)箱一定頻率的振動(dòng)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的振動(dòng)，結(jié)束試驗(yàn)，檢測(cè)水泥漿的流變性能、稠化時(shí)間，水泥石的抗壓強(qiáng)度、膠結(jié)強(qiáng)度等性能的變化情況。
本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱及其內(nèi)部的模具板和模具等可采用金屬材料制備，如不銹鋼金屬材料1鉻18鎘9鈦的材料等。所述的加熱元件、溫度傳感器及溫度控制器均采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的元件和或儀器等。
本發(fā)明的有益效果是可以獲得同一振動(dòng)頻率下，同一振動(dòng)幅度下，同一溫度條件下，水泥漿在凝結(jié)過(guò)程中的流變參數(shù)、稠化時(shí)間、膠結(jié)強(qiáng)度、初終凝時(shí)間、抗壓強(qiáng)度五種參數(shù)數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)調(diào)整溫度及振動(dòng)情況，獲得水泥漿在凝結(jié)過(guò)程中參數(shù)的變化。由于本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的各個(gè)主要部件均為可拆卸式固定，即可在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中保障箱體及各部件的抗振性，同時(shí)各個(gè)模具可以重復(fù)使用，易于互換，提高了實(shí)驗(yàn)的靈活性。本發(fā)明的養(yǎng)護(hù)箱如同是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)工具，大大提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)性，使這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更具說(shuō)服力，對(duì)于石油鉆探領(lǐng)域中，振動(dòng)固井技術(shù)中水泥漿變化情況的掌握有很大的意義。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的工作狀態(tài)示意圖。
圖3是養(yǎng)護(hù)漿體模具的結(jié)構(gòu)示意圖(含主視及俯視)。
圖4是膠結(jié)強(qiáng)度模具的結(jié)構(gòu)示意圖(含主視及俯視)。
圖5是凝結(jié)模具的結(jié)構(gòu)示意圖(含主視及俯視)。
圖6是強(qiáng)度模具的結(jié)構(gòu)示意圖(含主視、左視及俯視)。
圖7是模具板的結(jié)構(gòu)示意圖(含主視、俯視)。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的結(jié)構(gòu)示意圖。水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2包括箱體6、箱蓋12、箱體底座8和放置于箱體6內(nèi)的模具、模具板7、加熱元件9和溫度傳感器10。
其中所述箱體6、箱蓋12為保溫結(jié)構(gòu)，箱體6的箱側(cè)板、底板以及箱蓋12均由內(nèi)外兩層金屬板組成，中間充滿保溫材料。箱體6采用螺栓連接或焊接方式固定在箱體底座8上。箱體6各箱板間均為密封結(jié)構(gòu)，使水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2不向外滲水。箱蓋12邊緣裝有鎖扣13，可將箱蓋12固定在保溫箱體6上防止振動(dòng)過(guò)程中箱蓋12掉落。
模具板7水平固定在保溫箱體6內(nèi)，采用現(xiàn)有技術(shù)中各種可拆卸式固定，比如螺栓固定、焊接等。模具板7上均與排列著孔距一致的螺栓孔，用來(lái)固定各個(gè)模具。
加熱元件9和溫度傳感器10固定在保溫箱體6的內(nèi)壁上，與水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2外的溫度控制器1連接。通過(guò)加熱元件9、溫度傳感器10和溫度控制器1可對(duì)保溫箱體6內(nèi)的水泥漿進(jìn)行可控性升溫，保障試驗(yàn)的溫度條件。
為了更細(xì)化的測(cè)試水泥漿在振動(dòng)凝固過(guò)程中的各種參數(shù)，水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2中的模具包括以下四種模具養(yǎng)護(hù)漿體模具26、膠結(jié)強(qiáng)度模具27、凝結(jié)模具28和強(qiáng)度模具29。圖3～6為各個(gè)模具結(jié)構(gòu)示意圖。各個(gè)模具的下底座上有用來(lái)固定的螺栓孔，其孔徑和模具板7(見(jiàn)圖7)上的螺栓孔孔距一致，可利用螺栓將模具固定在模具板7上。
圖3是養(yǎng)護(hù)漿體模具的結(jié)構(gòu)示意圖。養(yǎng)護(hù)漿體模具26包括上蓋a14、下底座a16和中間筒體a15。其中上蓋a14、下底座a16為圓板結(jié)構(gòu)。所述中間筒體a15為圓筒結(jié)構(gòu)，其上、下端端口為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體的環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑一致，外徑分別大于筒體上下端外徑下底座a16的外徑；上蓋a14、下底座a16分別封閉住中間筒體a15的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓相連接。養(yǎng)護(hù)漿體模具26的下底座16與筒體下端環(huán)形結(jié)構(gòu)相接觸部分設(shè)有通孔，通孔孔距和模具板7上的孔距相吻合并能夠通過(guò)螺栓固定在模具板7的任何位置上。
圖4是膠結(jié)強(qiáng)度模具的結(jié)構(gòu)示意圖。膠結(jié)強(qiáng)度模具27包括上蓋b17，中間筒體b18，下底座b19。其中所述中間筒體b18為圓筒結(jié)構(gòu)；上蓋b17為筒狀結(jié)構(gòu)，其上端封閉，為中心開(kāi)有通孔的圓板結(jié)構(gòu)，其下端開(kāi)放，上蓋b17筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁與中間筒體b18上端的外壁為螺紋連接。所述下底座b19優(yōu)選為一平板結(jié)構(gòu)，其上垂直于平板有一圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱的外壁與中間筒體b18下端的內(nèi)壁為螺紋連接。拆卸時(shí)只要順絲扣擰開(kāi)即可。下底座19上設(shè)有通孔，其孔距和模具板7上的孔距相吻合，能夠?qū)⑵涔潭ㄔ谀＞甙?的任何位置上。
圖5是凝結(jié)模具的結(jié)構(gòu)示意圖。凝結(jié)模具28包括上蓋c20，中間筒體c21，下底座c22。中間筒體c21為上端小下端大的圓錐形筒體。其中所述上蓋c20、下底座c22均為圓板結(jié)構(gòu)；中間筒體c21的上、下端端口均為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑分別與筒體上、下端內(nèi)徑一致，外徑分別大于筒體上下端外徑并等于上蓋c20、下底座c22；上蓋c20、下底座c22分別封閉住中間筒體c21的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓相連接。凝結(jié)模具28的下底座c22與筒體下端環(huán)形結(jié)構(gòu)相接觸部分設(shè)有通孔，通孔孔距和模具板7上的孔距相吻合并能夠通過(guò)螺栓固定在模具板7的任何位置上。
圖6是強(qiáng)度模具的結(jié)構(gòu)示意圖。強(qiáng)度模具29包括上蓋d23、中間筒體d24、下底座d25。中間筒體d24為隔成左右兩室的矩形筒體。其中所述上蓋d23、下底座d25均為矩形板結(jié)構(gòu)；中間筒體d24的上端端口的外邊長(zhǎng)與上蓋d 23的相應(yīng)外邊長(zhǎng)一致。中間筒體d24的下端端口為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)邊長(zhǎng)與中間筒體d24下端端口相應(yīng)的內(nèi)邊長(zhǎng)一致，外邊長(zhǎng)分別大于筒體下端端口相應(yīng)的外邊長(zhǎng)并等于下底座d25相應(yīng)的外邊長(zhǎng)；上蓋d23封閉住中間筒體d24的上端口，與上端口用螺釘連接；下底座d25封閉住中間筒體d24下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓相連接。強(qiáng)度模具29的下底座d25與筒體下端環(huán)形結(jié)構(gòu)相接觸部分設(shè)有通孔，通孔孔距和模具板7上的孔距相吻合并能夠通過(guò)螺栓固定在模具板7的任何位置上。
根據(jù)不同的試驗(yàn)選擇其中的至少一種模具固定在模具板上，并將模具板固定在保溫箱體6中，使模具和水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱構(gòu)成一個(gè)整體，具有抗震性和互換性。
圖2是水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的工作狀態(tài)示意圖。圖中可見(jiàn)，采用中國(guó)專利申請(qǐng)200510077725.1中提供的機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀作為振動(dòng)設(shè)備。機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀包括振動(dòng)平臺(tái)30、抗震底座4、可調(diào)速電機(jī)5、偏心振子11。圖中抗震底座4的一端通過(guò)地腳螺栓固定在地面上，另一端通過(guò)彈簧支撐起振動(dòng)平臺(tái)30。抗震底座4上的彈簧將振動(dòng)平臺(tái)30拉靠在偏心振子11的上方。振動(dòng)平臺(tái)30的底部平面與偏心振子11的外周上表面相接觸。所述偏心振子11以其軸心垂直固定在可調(diào)速電機(jī)5的主軸上，可調(diào)速電機(jī)5通過(guò)電路與變頻器3連接。當(dāng)抗震底座4的彈簧為自然放松狀態(tài)時(shí)，偏心振子11的外周與振動(dòng)平臺(tái)30相接觸的點(diǎn)到其軸心的距離為最短偏心距。隨著偏心振子11的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)該接觸點(diǎn)到振子軸心的距離為最大偏心距時(shí)，偏心振子11克服抗震底座4上的彈簧拉力托起振動(dòng)平臺(tái)30，振動(dòng)平臺(tái)30升到最高端；當(dāng)該接觸點(diǎn)到軸心距離為最小時(shí)，抗震底座4上的彈簧將振動(dòng)平臺(tái)30拉回到最低位置，從而使振動(dòng)平臺(tái)30上下往復(fù)振動(dòng)。
本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2的在試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)螺栓固定將其箱體底座8固定在以上所述機(jī)械式水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀的振動(dòng)平臺(tái)30上。當(dāng)上述水泥漿振動(dòng)試驗(yàn)儀中可調(diào)速電機(jī)5主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心振子11隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。與偏心振子11外周相接觸的振動(dòng)平臺(tái)30即隨著其轉(zhuǎn)動(dòng)而上下振動(dòng)。所述電機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率可通過(guò)變頻器3連續(xù)調(diào)整，因此振動(dòng)平臺(tái)30及水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2的振動(dòng)頻率也可通過(guò)調(diào)整變頻器的頻率而實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。
試驗(yàn)中，先將養(yǎng)護(hù)漿體模具26、膠結(jié)強(qiáng)度模具27、凝結(jié)模具28、強(qiáng)度模具29一同安裝在模具板7上，然后將模具板7和上述四個(gè)模具一同放入水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2中。此時(shí)，向箱體內(nèi)注入水至模具上端處，不淹沒(méi)模具。打開(kāi)溫度控制器1的開(kāi)關(guān)，通過(guò)所述的加熱元件9、溫度傳感器10及溫度控制器1對(duì)箱體內(nèi)的對(duì)模具進(jìn)行水浴加熱。溫度恒定后，將水泥漿灌滿固定在箱體內(nèi)模具板上的模具內(nèi)，封好各個(gè)模具的上蓋，并封好水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱的箱蓋。將變頻器3設(shè)置為試驗(yàn)頻率，打開(kāi)電源按鈕，水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2就在設(shè)定的頻率、振幅(振幅的變化是通過(guò)調(diào)換不同最大偏心距的偏心振子實(shí)現(xiàn)的)、溫度下振動(dòng)。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的振動(dòng)后結(jié)束試驗(yàn)，之后將模具板、模具取出，檢測(cè)水泥漿的流變參數(shù)、稠化時(shí)間、膠結(jié)強(qiáng)度、初終凝時(shí)間、抗壓強(qiáng)度五種參數(shù)的變化情況。
將原漿(嘉華G級(jí)水泥[市售]與44體積％水配混)按實(shí)驗(yàn)順序在本發(fā)明的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱中振動(dòng)一定時(shí)間后停止，其在振動(dòng)前后性能數(shù)據(jù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表1表1

以上所做的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19139-2003》的《油井水泥試驗(yàn)方法》中的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)7.2.5、7.5.1-7.5.3、7.6.2.2；油井模擬稠化時(shí)間試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)9.1-9.4.5；流變性能的測(cè)定符合12.4.1-12.4.9。
權(quán)利要求
1.一種水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，包括箱體(6)、箱蓋(12)、箱體底座(8)，其特征在于箱體(6)內(nèi)放置有模具、模具板(7)；所述箱體(6)底部固定在箱體底座(8)上，箱體(6)各箱板間為密封結(jié)構(gòu)；所述模具板(7)可拆卸式、水平固定在箱體(6)內(nèi)；所述模具可拆卸式固定在模具板(7)上；所述箱體(6)的內(nèi)設(shè)置有加熱元件(9)和溫度傳感器(10)，并與水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)外的溫度控制器(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其所述箱體(6)、箱蓋(12)為保溫結(jié)構(gòu)箱體(6)的箱側(cè)板、箱底板以及所述箱蓋(12)均由內(nèi)外兩層金屬板構(gòu)成，中間充滿保溫材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其所述加熱元件(9)和溫度傳感器(10)設(shè)置在箱體(6)的內(nèi)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具包括養(yǎng)護(hù)漿體模具(26)，養(yǎng)護(hù)漿體模具(26)包括上蓋a(14)、下底座a(16)和中間簡(jiǎn)體a(15)，其中上蓋a(14)、下底座a(16)分別上下封閉住中間筒體a(15)，上蓋a(14)、下底座a(16)與中間筒體a(15)的上端、下端分別為可拆卸式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述養(yǎng)護(hù)漿體模具(26)的上蓋a(14)、下底座a(16)均為平板結(jié)構(gòu)；中間筒體a(15)的上、下端端口均為垂直于筒體軸線的、與筒體為一體的環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑一致，外徑分別大于或等于筒體上下端外徑；上蓋a(14)、下底座a(16)分別封閉住中間筒體a(15)的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具包括膠結(jié)強(qiáng)度模具(27)，膠結(jié)強(qiáng)度模具(27)包括上蓋b(17)、中間筒體b(18)、下底座b(19)，其中中間筒體b(18)為圓筒結(jié)構(gòu)；上蓋b(17)、下底座b(19)分別上下封閉住中間筒體b(18)；所述上蓋b(17)為筒狀結(jié)構(gòu)，其上端封閉，為中心開(kāi)有通孔的圓板結(jié)構(gòu)，其下端開(kāi)放，上蓋b(17)筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁與中間筒體b(18)上端的外壁為螺紋連接；所述下底座b(19)為一平板結(jié)構(gòu)，其上垂直于平板有一圓柱結(jié)構(gòu)，圓柱的外壁與中間筒體b(18)下端的內(nèi)壁為螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具包括凝結(jié)模具(28)，凝結(jié)模具(28)包括上蓋c(20)，中間簡(jiǎn)體c(21)，下底座c(22)，其中中間簡(jiǎn)體c(21)為上端小下端大的圓錐形筒體；上蓋c(20)、下底座c(22)分別上下封閉住中間簡(jiǎn)體c(21)，上蓋c(20)、下底座c(22)和中間筒體c(21)的上端、下端分別為可拆卸式連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述凝結(jié)模具(28)的上蓋c(20)、下底座c(22)均為圓板結(jié)構(gòu)；中間簡(jiǎn)體c(21)的上、下端端口均為垂直于簡(jiǎn)體軸線的、與筒體為一體環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑分別與簡(jiǎn)體上下端內(nèi)徑一致，外徑分別大于或等于簡(jiǎn)體上下端外徑；上蓋c(20)、下底座c(22)分別封閉住中間筒體c(21)的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具包括強(qiáng)度模具(29)，強(qiáng)度模具(29)包括上蓋d(23)、中間簡(jiǎn)體d(24)、下底座d(25)，其中中間筒體d(24)為隔成左右兩室的矩形筒體；上蓋d(23)、下底座d(25)分別上下封閉住中間筒體d(24)，上蓋d(23)、下底座d(25)和中間簡(jiǎn)體d(24)的上端、下端分別為可拆卸式連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述強(qiáng)度模具(29)的上蓋d(23)、下底座d(25)均為矩形平板結(jié)構(gòu)；中間筒體d(24)的上、下端端口均為垂直于筒體軸線的、與簡(jiǎn)體為一體矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)邊長(zhǎng)分別與中間簡(jiǎn)體d(24)上下端端口相應(yīng)的內(nèi)邊長(zhǎng)一致，外邊長(zhǎng)分別大于或等于筒體上下端端口相應(yīng)的外邊長(zhǎng)；上蓋d(23)、下底座d(25)分別封閉住中間簡(jiǎn)體d(24)的上、下端口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并與環(huán)形結(jié)構(gòu)用螺栓或螺釘相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具包括所述的養(yǎng)護(hù)漿體模具(26)、膠結(jié)強(qiáng)度模具(27)、凝結(jié)模具(28)和強(qiáng)度模具(29)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4～10任一項(xiàng)所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中所述模具板(7)上排列有孔距一致的螺栓孔，所述模具的下底座或下底座與中間簡(jiǎn)體下端環(huán)狀結(jié)構(gòu)的相接觸部分上設(shè)有通孔，其通孔孔距與模具板(7)上的螺栓孔孔距一致；所述模具與模具板(7)之間為螺栓連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中包括振動(dòng)系統(tǒng)，所述振動(dòng)系統(tǒng)包括振動(dòng)平臺(tái)(30)、抗震底座(4)、可調(diào)速電機(jī)(5)、偏心振子(11)，其特征在于所述抗震底座(4)的下端固定在地面上，抗震底座(4)的上端經(jīng)過(guò)彈簧支撐起振動(dòng)平臺(tái)(30)；振動(dòng)平臺(tái)(30)位于偏心振子(11)的上方，振動(dòng)平臺(tái)(30)的底部平面與偏心振子(11)的外周上表面相接觸，偏心振子(11)以其軸心垂直固定在可調(diào)速電機(jī)(5)的主軸上，可調(diào)速電機(jī)(5)與變頻器(3)電路連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱(2)，其中當(dāng)所述振動(dòng)系統(tǒng)中抗震底座(4)的彈簧為自然放松狀態(tài)時(shí)，偏心振子(11)的外周與振動(dòng)平臺(tái)相接觸的點(diǎn)到軸心的距離為最小偏距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2，涉及水泥漿凝固參數(shù)測(cè)試技術(shù)。其包括箱體6、箱蓋12、箱體底座8和箱體6內(nèi)的模具、模具板7、加熱元件9和溫度傳感器10。箱體6的箱板、箱蓋12均由內(nèi)外兩層金屬板組成，中間充滿保溫材料；水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱2為密封結(jié)構(gòu)；模具板7水平放置，固定在保溫箱體6內(nèi)；模具可拆卸式固定在模具板7上；加熱元件9和溫度傳感器10固定在保溫箱體6的內(nèi)壁中，并與其外的溫度控制器1連接。在試驗(yàn)中給水泥漿抗振養(yǎng)護(hù)箱施加振動(dòng)，并通過(guò)水浴加熱灌入模具中的水泥漿，可測(cè)試水泥漿在凝結(jié)過(guò)程中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)性和可重復(fù)性大大提高，可用于石油鉆探中振動(dòng)固井技術(shù)。
文檔編號(hào)B28B11/00GK1888898SQ20051008020
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者張克堅(jiān), 丁士東, 周體秋, 周仕明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院