книги из ГПНТБ / Особенности вскрытия, испытания и опробования трещинных коллекторов нефти

Лектора, заполнение рабочей камеры мультипликатора маслом и т. д.). При выполнении экспериментов, оперируя кранами, мож­ но создавать давление в камере бомбы до 400 кгс/см2 подачей масла непосредственно от насоса или от 400 до 1500 кгс/см2 — подачей масла через мультипликатор / / . Кроме того, с помощью кранов можно регулировать скорость подъема давления и сни­ мать давление до нуля.

и..

Рис. 17. Принципиальная схема лабораторной установки для изучения процессов опробования трещинного коллектора.

Для имитации процессов опробования модели трещинного коллектора испытателем пластов служит система прокачки плас­ товой жидкости через трещины модели. Эта система состоит из насоса 18 и гидроаккумуляторов 19 и 20. Насос 18 подает жид­ кость в гидроаккумулятор 19 и поддерживает в нем заданное пластовое давление. Автоматическая регулировка давления осу­ ществляется электроконтактным манометром 21. Гидроаккумуля­ тор 20 служит для прокачки жидкости при различных противо­ давлениях, т. е. при различных депрессиях. Требуемое давление в гидроаккумуляторе 20 устанавливается по манометру 22. Управление системой выполняется с помощью вентилей 23, 24, 25, 26, 27. Наблюдение за давлением в трещинах модели ведется по образцовому манометру 28. Для записи характера изменения давления в трещинах при проведении экспериментов установлен тензометрический датчик давления 29, подключенный к тензометрической системе.

62

ния для подключения тензометрических датчиков, установленных на макете.

Конструкция головки показана на рис. 19. Она состоит из кор­ пуса 1, в котором выполнены два канала: центральный А и боко­ вой Б. Сверху каналы заканчиваются резьбой под штуцера для присоединения к системе прокачки пластовой жидкости чер.ез трещины модели. Снизу в специальное гнездо устанавливается переводник 2-й фиксируется винтом 3. Переводник имеет цент­ ральное отверстие, соединяющееся с центральным отверстием го-

Рис. 19. Головка бомбы.

ловки, и четыре боковых отверстия, сообщающиеся с боковым ка­ налом головки посредством прямоугольного паза, выполненного Е торце переводника. Для обеспечения гидравлического уплотне­ ния переводника применены кольца из термо-иефтестойкой рези­ ны. В нижней части переводника выполнена кольцевая проточка, в которую заливается эпоксидная смола, образующая манжету 4 для создания гидравлического уплотнения между латунной обо­ лочкой макета и переводником.

В четырех сквозных отверстиях корпуса головки с помощью гаек 5 крепятся капсулы 6 электровводов высокого давления, че­ рез которые проведены провода 7. Уплотнение достигается эпок­ сидной смолой 8. Провода электровводов подключены к клеммни'кам 9. Для свободного прохода воздуха через головку при ус­ тановке и извлечении ее из камеры бомбы имеется специальный канал с запорным винтом 10.

64

Высокое давление в камере бомбы создается с помощью муль­ типликатора, конструкция которого показана на рис. 20. Мультипликатор состоит из корпуса камеры высокого давления /

диаметра 4. Уплотнение поршня 2 достигается набором уплотнительных колец 5 из тефлона и латуни. Для уплотнения порш­

вает эффект самоуплотнения. Винт 8 позволяет периодически под­ нимать уплотнения большого поршня для обеспечения необходи­

Рис. 20. Мультипликатор.

мого уплотнения. Камера высокого давления мультипликатора имеет резьбу для подсоединения к штуцеру камеры бомбы. При подъеме давления в камере бомбы до 400 кгс/см2 масло закачи­ вается насосом через канал А. Одновременно с подъемом давле­ ния в камере бомбы осуществляется отгон поршней, заполнение камеры высокого давления мультипликатора маслом и выдав­ ливание масла из камеры низкого давления через канал В в сливной бачок насоса. После подъема давления закрываются вентили на каналах А и В, и подачей масла через канал Б под­ нимают давление в камерах мультипликатора и бомбе. В этом случае давление в камерах мультипликатора зависит от соотно­ шения площадей поршней. В комплекте установки имеются муль­ типликаторы с соотношением площадей поршней 3 и 4. Поэтому при максимальном рабочем давлении в камере низкого давления мультипликатора 400 кгс/см2 в камере бомбы можно создать давление 1200 кгс/см2 или 1600 кгс/см2 .

Для измерения и записи изменений давления в камерах ус­ тановки был специально разработан тензометрический датчик высокого давления. Конструкция датчика, показанная на рис. 21, позволяет измерять и записывать изменение давлений в широ­ ком диапазоне от 0 до 2500 кгс/см2 .

Датчик состоит из переводника 1, упругого элемента 4, про­ кладки 2, клеммника 5, стержня 6 для крепления электропрово-

дов н предохранительного колпака 3. Принцип работы датчика давления заключается в том, что деформация упругого элемента, которая происходит под давлением жидкости в канале Б, изме­ ряется наклеенными на его поверхность тензометрическими со­ противлениями.

Упругий элемент 4 имеет три поверхности А, В и Г. Поверх­ ность А является его рабочей частью. Вдоль нее наклеивается

кратного использования. Недостатком является низкая чувстви­ тельность упругого элемента, что требует применения высоко­ чувствительной тензометрической и записывающей аппаратуры, а также специальных приборов для тарировки.

Конструкции применяемых тензометров показаны на рис. 22. При подготовке к выполнению экспериментов опытным путем определялся наиболее удобный диапазон чувствительности сис­ темы тензоизмерений. Это осуществлялось подбором различных типов гальванометров шлейфного осциллографа и толщин плас­ тин упругих элементов. Подобранные тензометры и гальвано-

66

§ 3. ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕРИМЕНТАМ

Изготовление моделей трещинного коллектора. Для выпол­ нения лабораторных исследований изготавливались два типа мо­ делей трещинного коллектора — с горизонтальными и верти­ кальными трещинами. В качестве материала для изготовления моделей использовались образцы керна, представленные плот­ ными разностями доломита, известняка и ангидрита.

Модель с горизонтальными трещинами изготавливалась из бруска керна длиной 100 мм, диаметром 60 мм. Торцы керна об­ рабатывались до .получения чистой поверхности. Параллельность

отверстие диаметром 4—6 мм, глубиной 60—70 мм. Подготовлен­ ный таким образом брусок керна представлял собой модель бло­ ка трещинного коллектора. Роль горизонтальной трещины играл зазор между торцами модели и переводником головки, который образовался после крепления модели к переводнику. Величина

пластинок подбирались таким образом, чтобы отношение площа­ ди поверхности трещин к площади торца блока было в пределах 0,8—0,85.

Модели с вертикальными трещинами изготавливались из та­ кого же бруска керна. В центре одного из торцов сверлилось от­ верстие диаметром 4—6 мм, глубиной 60—70 мм. Затем брусок распиливался вдоль оси просверленного отверстия па две поло­ вины. На одну из половин наклеивались стальные пластинки тол­ щиной 0,25 мм. Размеры пластинок подбирались так же, как и для модели с горизонтальными трещинами, т. е. отношение пло­ щади трещин к площади продольного сечения бруска выдержи­ валось в пределах 0,8—0,85. Обычно приклеивалось три пластин­ ки по контуру сечения — две вдоль блока и одна снизу поперек сечения. Верхняя часть блока, где просверлено отверстие, оста­ валась свободной. Обе половины блока склеивались эпоксидной смолой и запаивались в латунную оболочку. Открытым оставал­ ся торец с просверленным отверстием. На этот торец модели ук­ ладывались медная прокладка с одним центральным и четырьмя боковыми отверстиями. Последние соединялись между собой кольцевыми канавками, выполненными с обеих сторон проклад­ ки. Это обеспечивало подачу жидкости из боковых отверстий переводника головки бомбы в вертикальную трещину независи­ мо от положения модели.

На рис. 23 и 24 показаны конструкции моделей трещинных

68

ройств. В качестве тензометрических датчиков в наших экспери-

ментах применялись проволочные теизометрические сопротивле­ ния на бумажной основе с базой 10 и 20 мм, сопротивлением 100, 200 Ом. Приклейка датчиков на тензометры (металлические упругие элементы) осуществлялась клеем БФ-2 или БФ-4.

Тензометры имели шлифованные рабочие поверхности под наклейку датчиков. Перед наклейкой тонкой шкуркой делалась небольшая зачистка места приклейки таким образом, чтобы ос-, тались тонкие штрихи в направлении, перпендикулярном изме­ ряемой деформации. Тензометр тщательно промывался в ацето­ не, а затем в спирте. На подготовленную поверхность наносился тонкий слой клея, который подсушивался, после чего к поверх­ ности клея прижимали датчики. Под выводы датчиков подкла-

69

дывали кусочек полиэтиленовой пленки для предотвращения контакта тензометра с металлом. Наклеенный датчик закрывал­ ся триацетатной пленкой, с которой БФ-2 и БФ-4 не склеивают­ ся, сверху накладывалась прокладка (резина, войлок) и прижи­ малась струбциной, чтобы избежать возникновения пузырьков

ратуре, повышающейся в течение 2 ч до 100—150°С. После про­ сушивания датчиков их соединительные концы прикреплялись к клеммникам. Изготовленные тензометры покрывались бакелито­ вым лаком для защиты датчиков и электрических соединений от повреждения.

Проверка качества наклейки датчика на упругий элемент и снятие рабочей характеристики изготовленного тензометра осу­ ществлялись тарировкой. При этом определялась стабильность показателей, линейность характеристики в заданных пределах измерений и постоянная тензометра.

Проверка и тарировка тензометров давления выполнялись с помощью грузопоршневого манометра МП-2500. Для этого тен­ зометр крепился к отводу грузопоршневого манометра и вклю­ чался в систему тензоизмерений. Каналы тензоусилителя и шлейфного осциллографа выбирались те, на которых предпола­ галось его использование при экспериментах. После балансиров­ ки канала усилителя сначала при меньшей чувствительности, а затем при большей тензометр нагружался максимальным рабо­

или требуемого диапазона отклонения, измеряли чувствитель­ ность усилителя или заменяли гальванометр шлейфного осцил­ лографа на менее чувствительный, т. е. понижали чувствитель­

шкалы измерений снова многократно нагружали датчик макси­ мальным давлением и наблюдали за движением луча гальва­ нометра. Если при многократных замерах положение луча в точ­ ках максимального и нулевого давлений остается постоянным, показания датчика стабильны. Небольшие расхождения пока­ заний датчика устранялись «тренировкой» — многократным иагружением максимальным давлением и дополнительной про­ сушкой в сушильном шкафу. Если устранить дефект не удава­ лось, тензометр отбраковывался.

Для проверки линейности показаний тензометра последний нагружался давлением постепенно. При этом записывались дав­

70

нения луча гальванометра. На практике это делалось только при специальных исследованиях. В обычных экспериментах те­ кущие рабочие давления в камерах установки контролировались по показаниям образцовых манометров, а тензометр давления был необходим для записи характера изменения давления в экс­ периментах. Поэтому определить постоянную при необходимости можно было в любое время. Это значительно упрощало работу

в

Рис. 25. Устройство для тарировки тензометров.

с тензодатчнком давления, а его проверка сводилась только к проверке линейности показаний.

Подготовка и проверка тензометров для измерения деформа­ ций производилась на специальном тарировочном устройстве. Конструкция прибора для тарировки тензометров показана на

71