[實用新型]一種測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720024486.1
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206386111U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李軍;張輝;王昊;張鑫;董健;姜敞;譚天一
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: E21B47/005
• 分類號: E21B47/005;E21B47/06;E21B47/07
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王天堯

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及油氣井工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置。

背景技術(shù)

為了提高油氣采收率及產(chǎn)量，需要用到的射孔、酸化、壓裂、高壓注水等一系列增產(chǎn)措施對固井質(zhì)量提出了很高的要求。尤其是在高溫高壓井和熱采井中，井下溫度較高，對固井質(zhì)量更是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。如果固井質(zhì)量不好，復(fù)雜的地下地質(zhì)條件會對油氣開采產(chǎn)生很大的影響，主要包括管外油氣水泄漏、井壁坍塌、竄槽甚至井報廢。影響水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的影響因素很多，如：套管粗糙度、候凝時間、溫度、水泥組分、水泥高度等。研究水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度影響規(guī)律，提高固井質(zhì)量可以為稠油等難采油氣開發(fā)提供保證。

因此，研究水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度影響規(guī)律具有重要意義。但是，目前的實驗裝置不能充分模擬不同工況溫度和壓力條件下水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度，無法為固井質(zhì)量評價提供試驗數(shù)據(jù)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型實施例的主要目的在于提供一種測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置，用以模擬不同工況溫度和壓力條件下的水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置，包括：釜體，釜體內(nèi)部有多個套管，包括：模擬地層，與夾持器外殼之間構(gòu)成圍壓腔；位于模擬地層內(nèi)部、與模擬地層同軸相套的套管，并與模擬地層形成水泥環(huán)環(huán)空；測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置還包括：水泥漿儲存罐，用于向水泥環(huán)環(huán)空注入水泥漿；加熱棒，下入到套管內(nèi)腔，用于加熱加熱液至設(shè)定溫度；與圍壓腔連接的自動圍壓泵，用于向模擬地層施加設(shè)定圍壓；位于圍壓腔與自動圍壓泵之間的圍壓傳感器，用于采集圍壓數(shù)據(jù)；高壓泵，用于對活塞施加壓力；位于與高壓泵與活塞之間的高壓泵壓力傳感器，用于采集高壓泵壓力數(shù)據(jù)；位于活塞與套管之間的承壓塊，用于對套管施加軸向力；套管內(nèi)腔和水泥環(huán)環(huán)空均插有溫度傳感器，用于采集溫度數(shù)據(jù)；套管內(nèi)腔插有內(nèi)壓傳感器，用于采集內(nèi)壓數(shù)據(jù)；水泥環(huán)環(huán)空插有壓力傳感器，用于采集壓力數(shù)據(jù)。

在其中一種實施例中，還包括：分別與加熱棒、自動圍壓泵、高壓泵、圍壓傳感器、高壓泵壓力傳感器、多個溫度傳感器、內(nèi)壓傳感器、以及壓力傳感器連接的控制裝置，用于控制加熱棒加熱加熱液、控制自動圍壓泵向模擬地層施加設(shè)定圍壓，控制高壓泵對活塞施加壓力，采集來自圍壓傳感器的圍壓數(shù)據(jù)、來自高壓泵壓力傳感器的高壓泵壓力數(shù)據(jù)、來自多個溫度傳感器的多個溫度數(shù)據(jù)、來自內(nèi)壓傳感器的內(nèi)壓數(shù)據(jù)、以及來自壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)。

在其中一種實施例中，還包括：高壓泵控制閥，第一端與高壓泵連接，第二端與活塞連接；自動圍壓泵控制閥，第一端與自動圍壓泵連接，第二端與圍壓腔連接。

在其中一種實施例中，還包括：釜體，包括上釜蓋與下釜座；上釜蓋與下釜座上均有兩兩相對的多個凹槽，用于分別插入模擬地層和套管。

在其中一種實施例中，還包括：多個密封圈，用于密封多個凹槽。

在其中一種實施例中，上釜蓋在套管的上方位置有緩沖膠圈，用于防止套管沖擊破壞上釜蓋。

在其中一種實施例中，還包括：位于上釜蓋的上流道；上流道與冷凝泵連接，冷凝泵用于輸送冷凝水冷卻上釜蓋；冷凝泵控制閥，第一端與上流道連接，第二端與冷凝泵連接。

因為本實用新型的測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置通過水泥漿儲存罐向水泥環(huán)環(huán)空注入水泥漿模擬地層地質(zhì)環(huán)境，通過加熱棒加熱加熱液至設(shè)定溫度，通過高壓泵對活塞施加壓力，通過活塞和承壓塊對套管施加軸向力，通過自動圍壓泵向模擬地層施加設(shè)定圍壓，通過圍壓傳感器、高壓泵壓力傳感器、溫度傳感器、內(nèi)壓傳感器和壓力傳感器進行數(shù)據(jù)采集，從而模擬不同工況溫度和壓力條件下的水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例中測試水泥環(huán)與套管膠結(jié)強度的實驗裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。