[发明专利]泡沫水泥密度随压力变化的检测装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种泡沫水泥密度随压力变化的检测装置及其方法，该装置包括高压取样短节和泄压排放短节，高压取样短节包括高压取样管、连接在高压取样管两端的第一节流阀和第二节流阀；泄压排放短节包括与第二节流阀相连的泄压排放管以及连接在泄压排放管上的泄压阀。该方法包括：将泡沫水泥密度随压力变化的检测装置的第一节流阀安装到高压管线的旁通阀上后，将高压泡沫水泥浆流体导入高压取样腔体内；获取高压取样腔体内的压力以及高压取样腔体内的高压泡沫水泥浆流体的质量；并结合高压取样腔体的内容积计算高压泡沫水泥浆流体在压力P下的密度；释放部分高压取样腔体的压力后，重新计算密度。本发明能够得到泡沫水泥浆流体随压力变化的密度。

技术领域

本发明涉及泡沫水泥密度随压力变化规律的技术领域，尤其涉及一种泡沫水泥密度随压力变化的检测装置及其检测方法。

背景技术

泡沫水泥浆以其独特的低密度特性和压缩特性被广泛应用于石油的钻完井领域，泡沫水泥浆属于气液两相流范畴，密度随温度和压力变化敏感，目前由于气相模型不够精确导致利用物性模型计算泡沫水泥浆的密度还存在较大误差，在工程领域只有较为准确的预测到在不同压力下的泡沫水泥浆密度，才能较好地采取合适的工艺措施，达到较好的施工效果。

中国专利公开文献CN101526445A以及CN202676565U都只能测量固定压力下的密度，不能测量不同压力下泡沫水泥浆和水泥石的密度。

中国专利公开文献CN102539280A涉及到的装置有自加压加温功能，利用电控进行测试，结构复杂，操作复杂，成本高。

美国专利公开文献US5974858涉及到的密度测量装置必须安装在待测管路上，不能够持续加压，只能够被动测量此处温压下的密度。

可见，目前专门针对测量泡沫水泥浆密度的成熟的装置和设备还未见到，开发可以测量泡沫水泥浆密度的成熟的装置是本领域的紧急任务。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

本发明提供一种泡沫水泥密度随压力变化的检测装置，包括高压取样短节和泄压排放短节，其中：

所述高压取样短节包括高压取样管以及连接在所述高压取样管两端的第一节流阀和第二节流阀；

所述泄压排放短节包括与所述第二节流阀相连的泄压排放管以及连接在所述泄压排放管上的泄压阀。

在本发明的一个实施例中，所述泡沫水泥密度随压力变化的检测装置包括：

第一压力测量仪器，装设在所述高压取样管上；

第二压力测量仪器，装设在所述泄压排放管上。

在本发明的一个实施例中，所述第一节流阀和/或所述第二节流阀为手动式节流阀。

本发明还提供一种利用本发明任一实施例所述的泡沫水泥密度随压力变化的检测装置实现的泡沫水泥密度随压力变化的检测方法，包括步骤：

S1、将所述泡沫水泥密度随压力变化的检测装置的第一节流阀安装到高压管线的旁通阀上，此时，所述泡沫水泥密度随压力变化的检测装置的第一节流阀、第二节流阀、泄压阀处于关闭状态；

S2、打开所述旁通阀、第一节流阀，将高压泡沫水泥浆流体导入由所述高压取样管、第一节流阀和第二节流阀围成的高压取样腔体内；

S3、获取所述高压取样腔体内的压力，记为P；

S4、获取所述高压取样腔体内的高压泡沫水泥浆流体的质量，记为M；

S5、计算所述高压泡沫水泥浆流体在压力P下的密度ρ，ρ＝M/V；其中，V为所述高压取样腔体的内容积；

S6、释放部分所述高压取样腔体的压力；