① 超高温高压失水仪研发设计思路
在泥浆液柱压力和储层压力之间的压差作用下，泥浆循环时的返流和钻柱旋转时的旋流会产生动态滤失，这种流动对井壁过滤面产生冲刷作用，影响了渗滤的过程。此外，还有钻井时钻柱旋转对泥饼的压实与刮切作用、划眼时破坏了老泥饼，重新开始新的渗滤过程、在起下钻过程中，井内液柱压力激动对泥浆渗滤的影响等。如果我们要模拟所有的这些因素来进行研究，则不仅难以实现，而且不容易得到规律性的结果。因此我们在研究中，把在钻井过程始终存在的比较有规律的泥浆冲刷作用和压差作为主要的影响因素来进行模拟。
6.3.1 仪器功能设计
1）动态模拟方式：为了真实模拟钻进过程中钻井液在井下的流动状态，使钻井液在井筒上返流动过程中既存在钻柱旋转剪切下的周向运动，又存在环空轴向上返运动，呈现复合流态。需设计搅拌器，使其在实验过程中搅拌钻井液，维持钻井液的复合流动状态，同时搅拌器的搅拌速度能实现无级调速。钻井环空剪切速度一般为200～300r/min，考虑到井下复杂情况及实验要求，设计转速调节范围应为0～1200r/min。
2）实验温度和压力：为真实模拟井底环境，仪器设计工作温度需达到300℃以上，工作压力需达到20MPa以上。而且在低温、低压、中温、中压、高温、高压三种复合温压条件下，均能够对压力和温度进行精确控制。
3）功能：根据高温深井钻井液测试要求，该仪器应具有高温高压动态滤失实验的功能，能够在模拟钻井液旋转剪切和循环剪切的动态流动条件下，进行高温高压滤失实验。
6.3.2 仪器结构
1）动力传动组件：由电机、皮带轮、横梁、锁紧手柄、皮带罩等组成，是仪器的动力传动系统。
2）主机：主机由底座、外壳、加热系统等组成。
3）实验釜体（压滤器）：材质为不锈钢、哈氏合金，钛，钽，镍等，带自密封及C环的钳形闭合方式，简易安全；高温高压釜体（容积为300～400mL、承压40MPa）、过滤介质（采用人造岩心滤筒）、紧定螺钉等组成。带加热装置和冷却装置。滤液接收器能承受10MPa压力（图6.4）。
4）加压稳压系统：包括氮气瓶、泵、储油罐、压力转换器及管线。是一个高压减压装置，高压经减压稳压，以提供实验所需压力；管汇组件由调压手柄、高压胶管、压力表、放气阀等组成。可供压力为100MPa。
5）搅拌装置：磁力驱动搅拌器，在负载情况下转速为0～1200r/min，搅拌轴装有单个波形叶片，用不锈钢或耐腐蚀材料做成（图6.5）。
图6.4 高温高压反应釜
图6.5 磁力搅拌
6.3.3 工作原理
该仪器在模拟井下作业的实际状况而确定的参数进行工作的，它是将钻井液通过加热套部件加温并恒定于某一温度，其间由变速电机按规定的转速带动传动轴不停地搅拌，并由减压稳压装置提供压力作用于钻井液上，模拟现场工作状态，获其滤失量。如被温度大于90℃时为防止液体蒸发，应采用回压装置。
② 高压装置是如何发明与运用的
物质在高压下的效应是人们认识物质世界极为关键的因素。此外，通过这一领域的研究还有可能合成新材料和模拟实际上无法直接观测的某些自然现象。在高压下，物质原子的空间位置和电子结构都会发生变化，从而发生相变。这对分子也一样。例如冰在压力下有几种不同的结晶状态，且熔点可高达400℃。化学家对高压研究很感兴趣，因为他们渴望通过高压作用合成新的材料；地质学家和地球物理学家则希望利用高压在实验室里模拟地壳和地幔之下的物理化学过程。
虽然高压物理这样吸引人，但是这个领域却开拓得较晚。这是因为技术上的困难很大，产生高压的有效装置很晚才被研制出来。直到1850年左右，科学家才研制达到了3000公斤/厘米2的压强，并在这个压力条件下实现了气体的液化。1893年，德国的塔曼开创了一系列高压物理实验，但主要是研究高压下的相变，如熔化等。
在高压物理理论和技术领域中做出最杰出贡献的人当首推美国物理学家布里奇曼。为了进行高压实验，他设计了一种专门的压力设备，并通过它进行实验研究，从而发现了行之有效的无支持面密封原理，其密封度随着压强的升高而升高。这样，高压装置就不再受到漏压的限制，而只与材料的强度有关。
1910年，布里奇曼等人根据这种密封原理设计出压强可达20000公斤/厘米2的高压装置，这是世界上第一个切实可行的高压装置。后来，布里奇曼又使用了特殊合金——碳化钨，并制成二级高压容器。就这样，他利用自己出色设计的高压设备和娴熟运用现代技术的能力，一步一步地把压强提高，终于做到能在100000公斤/厘米2的压强下进行实验工作。在某些情况下，压强甚至可以达到400000～500000公斤/厘米2。布里奇曼测定了在30000～400000公斤/厘米2流体静压强下的100多种物质的力学、电学、热学性质的数据，引起了其他物理学家的注意，特别是他发现了许多物质的变体，如磷的同位素异构体黑磷，6种以上的冰的异构体等。他还在高压物理各个方面都进行了深入的研究，像测量物质的电导率、热导率、压缩率、抗拉强度和黏滞性等都在技术应用上具有很大价值。他的关于大量材料的压缩率的测定，至今还经常作为标准而引用。他发现的铋、钡、碲等元素的高压相变点也成了测量高压的标准。
在高压物理的应用方面，人们最突出的成果当属人工合成金刚石。1953年，美国通用电气公司在布里奇曼高压装置的基础上，设计了一种叫做“BELT”型的高压装置，并利用它于1955年首次合成了金刚石，引起了整个工业界的轰动。后来，他们又合成了其他多种超硬材料。
目前，世界上的高压实验室总数已经超过了上百个。美国和日本的物理学家利用金刚石高压设备进行研究，得到了许多重要数据。他们利用X射线和激光加热高压容器，肯定了地幔深处的相变。以前人们曾认为地幔的相变是正交晶系变成尖晶石，并最终变成密堆积的氧化物。现在根据高压实验发现存在着有钙钛矿和钛铁矿结构的尖晶石相，这一结果导致了科学家对地震数据的修正。此外，世界上其他国家也纷纷在进行高压方面的研究，以便更快地推动科技的进步。