[发明专利]用于设计水泥组合物的方法和装置

权利要求书

1.一种方法，包括：

制备基础水泥浆料，所述基础水泥浆料包含水泥、水、和一种或多种添加剂；

将所述基础水泥浆料的样品放入具有垂直高度的样品容器；以及

在沿着所述垂直高度的一个或多个位置测量能量通过所述样品的飞行时间，以测定所述基础水泥浆料的沉降性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量能量的飞行时间进一步包括：

在第一时间测量第一飞行时间；

在以后的第二时间测量第二飞行时间；以及

比较所述第一飞行时间和所述第二飞行时间，

其中在第一飞行时间和所述第二飞行时间之间的差异表明在所述浆料中的沉降。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在沿着所述样品容器的所述垂直高度的多个垂直分隔开的位置测量所述飞行时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在沿着所述样品容器的所述垂直高度的所述垂直分隔开的多个位置同时测量所述飞行时间。

5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中，在多个时间和在沿着所述样品容器的所述垂直高度的垂直分隔开的多个位置测量所述飞行时间。

6.根据权利要求3、4或5所述的方法，其中，在所述多个垂直分隔开的位置测得的飞行时间之间的差异表明在所述浆料中的沉降。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在所述多个时间、所述多个垂直分隔开的位置、或两者测得的飞行时间之间的差异表明在所述浆料中的沉降。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，进一步包括将基础水泥组合物的沉降性能与参比沉降值比较。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过关联水泥浆料的飞行时间测量值和在所述浆料凝固以后在相应的测量位置获得的另外的沉降测量值来测定所述参比值。

10.根据权利要求8或9所述的方法，进一步包括，在所述基础水泥组合物并不符合所述参比沉降值的情况下，基于所述沉降性能来调节所述基础水泥组合物，以产生经调节的基础水泥组合物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，调节所述基础水泥组合物包括改变所述组合物的密度、在所述组合物中一种或多种添加剂的表面积、在所述组合物中一种或多种添加剂的选择、在所述组合物中一种或多种添加剂的量、所述组合物的流变性能、或它们的组合。

12.根据权利要求10或11所述的方法，进一步包括：在沿着所述垂直高度的一个或多个位置反复测量通过所述样品的能量飞行时间以测定所述经调节的水泥浆料的沉降性能；将所述经调节的水泥组合物的所述沉降性能与所述参比沉降值比较；以及基于所述沉降性能来调节所述水泥组合物直到所述水泥组合物符合所述参比沉降值，从而提供首次优化的水泥组合物。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：测定所述首次优化的水泥组合物的至少一种机械性能，将所述首次优化的水泥组合物的所述机械性能与参比机械值比较；以及在所述首次优化的水泥组合物并不符合所述参比机械值的情况下，基于所述机械性能来调节所述首次优化的水泥组合物。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：反复测定所述首次优化的水泥组合物的至少一种机械性能，将所述首次优化的水泥组合物的所述机械性能与参比机械值比较；以及基于所述机械性能来调节所述首次优化的水泥组合物直到所述水泥组合物符合所述参比沉降值，从而提供第二次优化的水泥组合物。

15.根据权利要求12、13或14所述的方法，进一步包括将所述首次优化的水泥组合物放置在井筒的下方。

16.根据权利要求14或15所述的方法，进一步包括将所述第二次优化的水泥组合物放置在井筒的下方。

17.一种方法，包括：

提供沉降试验装置，所述沉降试验装置包括具有垂直高度的柱和至少一对转换器，其中所述转换器彼此相对放置并且所述柱位于其间；

将水泥浆料样品放置在所述柱内；以及

在沿着所述垂直高度的一个或多个位置借助于所述转换器对来测量通过所述样品的能量飞行时间以测定所述水泥浆料的沉降性能。