[發明專利]油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201010277842.3
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102401770A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 汪曉靜;周仕明;桑來玉;楊廣國;穆海朋
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02;G01K7/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，所述系統包括水泥拉伸測試組件，電源及壓力控制單元，溫控單元，信號控制處理單元和管路；所述信號控制處理單元為油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀；

將待測水泥注入所述水泥拉伸測試組件，所述壓力控制單元和溫控單元根據所述信號控制處理單元輸出的控制信號控制所述水泥拉伸測試組件的壓力和溫度；所述水泥拉伸測試組件將測試信號輸出給信號控制處理單元，得到待測水泥的拉伸應力結果。

2.根據權利要求1所述的油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，

所述系統中還包括位移傳感器，所述位移傳感器設置在所述水泥拉伸測試組件中，用于測試水泥石在外壓下的微小的變形，并將形變數據輸出給所述信號控制處理單元。

3.根據權利要求1或2所述的油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，

所述水泥拉伸測試組件包括高壓釜體和拉伸模具；所述拉伸模具設置在所述高壓釜體內；

所述高壓釜體包括位移傳感器(16)，養護壓力接頭(27)，養護壓力膠管(14)，壓頭加壓接頭(28)，壓頭加壓膠管(15)，拉伸釜體上蓋(29)，活塞(30)，膠圈組(31)(34)，拉伸模具(32)，拉伸釜體下蓋(35)，拉伸釜體(33)，加熱釜套(18)；?

所述位移傳感器設置在油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀(44)中；位移傳感器(16)連接在活塞(30)上，活塞(30)頂入到拉伸釜體上蓋(29)的上口(40)；膠圈(31)套在拉伸釜體上蓋(29)的缺槽內；養護壓力膠管(14)連到養護壓力接頭(27)上；養護壓力接頭(27)擰入拉伸釜體上蓋(29)的右口(42)；壓頭加壓膠管(15)連到壓頭加壓接頭(28)上；壓頭加壓接頭(28)擰入拉伸釜體上蓋(29)的左口(41)；膠圈(34)套在拉伸釜體下蓋(35)的缺槽內；拉伸釜體下蓋(35)擰到拉伸釜體(33)的下部；拉伸模具(32)放入拉伸釜體(33)中；拉伸釜體上蓋(29)擰到拉伸釜體(33)的上部；將拉伸釜體(33)落入加熱釜套(18)中；

所述拉伸模具包括拉伸承壓柱(36)，拉伸模具上蓋(37)和拉伸模具筒體(38)；將拉伸承壓柱(36)的細端插入到拉伸模具筒體(38)的孔中，將拉伸模具上蓋(37)落在水泥面上。

4.根據權利要求1或3所述的油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，

所述壓力控制單元包括壓力源，電源開關，壓力表組和閥門組；所述壓力表組包括輸入壓力壓表(9)，用于顯示空氣壓縮機(1)向精密壓力源(3)輸入的壓力大小；輸出壓力壓表(8)，用于顯示精密壓力源(3)向油井水泥高溫高壓壓縮應力應變儀(44)中輸入的壓力大小；所述閥門組包括水源閥(10)，用于控制水源(7)輸入到精密壓力源(3)的水量；高壓輸出閥門(11)，用于控制空氣壓縮機(1)輸入到精密壓力源(3)的空氣量；加壓速率調節閥(12)，用于控制精密壓力源(3)輸入到油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀(44)壓力?的速率；壓力調節閥(39)用于控制精密壓力源(3)輸入到油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀(44)的壓力大小；

所述壓力控制單元一端分別和水源，電源連接，并通過所述閥門組控制壓力和水源輸出；另一端將輸出的信號通過所述信號控制處理單元傳輸給所述水泥拉伸測試組件的端口。

5.根據權利要求4所述的油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，加壓速率可以調節范圍在0-15MPa/S。

6.根據權利要求1或3所述的油井水泥高溫高壓拉伸應力應變系統，其特征在于，

所述溫控單元包括熱電偶(17)、加熱釜套(18)、溫度控制器(19)；

所述電熱偶(17)設置在油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀(44)中；加熱釜套(18)上表面有一個加熱釜套孔(43)；電熱偶(17)插入加熱釜套孔(43)中；電熱偶(17)用于所述測量加熱釜套(18)以及拉伸釜體(33)的溫度，該溫度在溫度控制器(19)中顯示出來；

所述加熱釜套(18)設置在操作臺(45)中，所述操作臺用來放置拉伸釜體(33)；

所述油井水泥高溫高壓拉伸應力應變儀(44)的上部是物性參數控制模塊面板(5)，下部是操作臺(45)；

所述溫度控制器設置在所述信號控制處理單元中物性參數控制模塊中，用于控制輸出溫座。?