[發明專利]一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統及其方法

有效

• 申請號: 201210208464.2
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103510910A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 劉建;劉偉;丁士東;桑來玉;周仕明;周體秋;汪曉靜;方春飛;張林海
• 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: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/005
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：所述系統包括泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養護漿杯，泡沫水泥漿混配漿杯以及帶壓管路；所述混配漿杯在所述帶壓管路下進行泡沫水泥漿發泡和混漿；之后將預混后泡沫水泥漿帶壓輸入所述養護漿杯中，對水泥石進行強度養護；

所述養護漿杯設置為帶壓結構，用于模擬井下高溫高壓環境；所述帶壓結構采用漿杯內設置活塞結構。

2.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：

所述的養護漿杯包括漿杯（1），三通閥桿（8），活塞（3），活塞座（10）和備壓螺桿（12）；所述三通閥桿（8）設置在所述漿杯底座（2）內，且在所述三通閥桿（8）上設置有水平進液口和底端密封口；所述活塞（3）設置在所述漿杯（1）內腔中；所述備壓螺桿（12）一端通過所述工字型活塞座（10）和活塞（3）接觸式連接。

3.根據權利要求2所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：

所述養護漿杯還包括一組固定件和一組密封件；所述固定件包括底座（2），底座支撐螺母（14），活塞螺釘（9），活塞擋環（11），連桿（4）和連桿螺釘（5）；所述密封件包括底座密封螺釘（13），三通閥桿（8）的O型密封圈（15），底座（2）的O型密封圈（6）以及活塞（3）的O型密封圈（7）；

所述漿杯（1）與底座（2）絲扣密封連接，并通過底座（2）通過O型密封圈（6）密封；所述三通閥桿（8）設置在所述底座（2）內，且通過所述底座密封螺釘（13）控制所述三通閥桿（8）的開閉，所述O型密封圈（15）密封所述三通閥桿（8）；所述活塞螺釘（9）和活塞（3）通過螺扣固接，且所述活塞通過活塞（3）的O型密封圈（7）與所述漿杯（1）內壁密封；所述活塞擋環（11）設置在漿杯（1）的頂端，并通過絲扣固接在漿杯（1）內，所述連桿（4）通過連桿螺釘（5）與所述漿杯（1）壁固接。

所述備壓螺桿（12）一端通過所述工字型活塞座（10）和活塞（3）接觸式連接，另一端通過螺扣穿過連桿（4），所述備壓螺桿（12）的把手設置在所述漿杯（1）外，用于控制壓力。

4.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：

所述帶壓管路包括高壓氮氣罐，高壓管線和控制閥；所述混配漿杯在所述帶壓管路的加壓環境下進行發泡和混漿。

5.根據權利要求4所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：

所述壓力范圍控制在0.3-0.5MPa。

6.根據權利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：

所述系統還包括一個高溫高壓釜，所述養護漿杯放入所述的高溫高壓釜進行強度養護。

7.根據權利要求2所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養護系統，其特征在于：所述的活塞（3）直徑30-60mm；漿杯（1）的高度150-250mm；厚度12-20mm，且所述漿杯（1）及絲扣連接處耐受壓力為25-35MPa。

8.采用權利要求1-7之一所述的泡沫水泥漿強度養護系統進行養護的方法，其特征在于，所述方法包括：

混漿步驟，所述混漿步驟包括將水泥基漿和泡沫混配；所述水泥基漿的密度范圍為1.88-1.91g/cm³；泡沫是根據發泡劑發泡倍數的要求，由發泡劑的發泡液高速剪切產生；所述混配比例為0.3-0.5%；

混漿輸入養護漿杯步驟，所述步驟包括預混好的漿液通過帶壓管線將泡沫水泥漿通過所述三通閥桿（8）的三通水平入口進入養護漿杯內，輸入時，泡沫水泥漿會通過閥桿向上運移并且推動活塞（3）向上移動，為了控制活塞（3）移動速率手動控制備壓螺桿（12）的后退速率，所述后退速率根據泡沫和水泥漿混配壓力的不同，控制在1-3mm/s，保證泡沫水泥漿均勻的注入漿杯內，當活塞（3）頂到所述活塞擋板（11）的位置時，斷開所述三通閥桿（8）三通水平入口外的快速接頭并將三通下端的底座密封螺釘（13）擰緊關閉三通閥門；擰開連桿螺釘（5）并將備壓螺桿(12)和連桿（4）取下，方便后續的高溫高壓養護；

高溫高壓養護步驟，將取下備壓螺桿（12）和連桿（4）的養護漿杯放入高溫高壓釜，進行高溫高壓養護；養護的溫度50-90℃，壓力范圍為：10-20MPa。