在油气田及矿产勘探和开发的钻井过程中,一般都会遇到泥页岩地层。地层中的泥页岩会从钻井液中吸收水分,吸收水分后的泥页岩会膨胀、分散,进而导致井壁的坍塌、缩径,导致埋钻、卡钻等事故的发生。轻则影响施工的进度,重则导致整口钻井报废。泥页岩吸水膨胀分散是造成井壁不稳定的重要因素之一。为了保证钻井安全顺利进行,就需要在钻井液中添加各种能够抑制泥页岩吸水膨胀分散的添加剂,通常使用膨胀仪来测定和评价其抑制性能的好坏和最佳加量,膨胀仪不仅对于研究和生产泥页岩抑制添加剂的生产单位是必需的,而且对于指导钻进现场泥浆体系的优选和调整,从而保证安全施工具有重要意义。目前,国内外用于膨胀量测试的仪器主要是常温常压静态膨胀量测试仪,分辨率低,手动操作,自动化程度低,平行性和重复性差,不能充分模拟井下高温高压动态的实际状况,无法满足当今科研和钻探现场的需要。本研究依托于1个国家863计划项目课题和两个国土资源部中国地质调查局地质大调查项目,研制出了一套具有自主知识产权的可以模拟高温高压动态(最高测试温度:260℃,最高测试压力7MPa,转速调节范围:0-3000转/分钟)三重测试条件的高温高压动态膨胀测试仪,填补了国内外在高温高压动态膨胀量测试仪研制方面的空白,并实现了膨胀仪从常温常压静态到高温高压动态的数字化、智能化和系列化,可以满足从实验室到钻探现场使用的各种需求。使用研制出来的系列化膨胀测试仪,对泥页岩的高温高压动态膨胀性进行了实验和研究,优选出了 2个适用于不同地层特点的具有良好抑制性的防膨胀抑制剂体系。本项目的研究内容主要包括:线性良好的高温高压非接触式位移传感器的研制和设计、高精度温度和压力控制系统的研制、非接触式磁力搅拌系统的设计、平行样品压制机的研制、对各部分进行控制和进行数据采集处理的软硬件系统和上位机软件系统的研制、整机的外检实验、适应于不同地层特点的具有良好抑制性的防膨胀抑制剂体系的优选。通过室内实验和外检实验证明,所研制的高温高压动态膨胀量测试仪具有智能化程度高,运行稳定可靠,测试结果重复性和平行性良好,完全可以满足泥页岩膨胀抑制剂高温高压动态膨胀性能测试的要求。