[實(shí)用新型]一種高仿真固井膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920561344.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210660065U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;鄭明明;唐丞相;趙馨遠(yuǎn);印雪林;張歆瑞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/005
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/005
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高仿真固井膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置，包括中硬地層中測(cè)試形態(tài)和松軟地層中測(cè)試形態(tài)，分別可以測(cè)試中硬地層和松軟地層中固井第一、二界面的膠結(jié)強(qiáng)度。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少整個(gè)裝置的零部件數(shù)量，簡(jiǎn)化操作流程，降低零件間的配合難度與精度，方便量產(chǎn)的同時(shí)降低生產(chǎn)成本；可以快速模擬不同地層，提高水泥石?地層膠結(jié)情況模擬的準(zhǔn)確性；提高實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)便性和可操作性。另外，達(dá)到一個(gè)物理模型測(cè)試兩個(gè)界面膠結(jié)強(qiáng)度的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于固井作業(yè)膠結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高仿真固井第一、二界面膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置。

背景技術(shù)

固井作業(yè)是油氣鉆井工程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)維持井壁穩(wěn)定性、防止層間竄流等具有重要作用。固井作業(yè)完成后，套管和地層與二者之間環(huán)空中的水泥石相互膠結(jié)，形成一個(gè)具有一定強(qiáng)度和封隔性能的聯(lián)合體。固井水泥石與套管之間的膠結(jié)面稱(chēng)為第一界面，第一界面的膠結(jié)強(qiáng)度直接決定能有效支撐多少重量的套管，是套管選型的考量因素之一，同時(shí)膠結(jié)質(zhì)量的好壞對(duì)測(cè)井準(zhǔn)確性、以及防氣竄能力有顯著影響；而固井水泥石與地層膠之間的膠結(jié)面稱(chēng)為第二界面，第二界面是維持井壁力學(xué)穩(wěn)定、防止氣竄以及防止層間竄流的重要保障。對(duì)第一、二界面的膠結(jié)強(qiáng)度的測(cè)量有利于套管選型、固井水泥漿性能優(yōu)化以及固井工藝參數(shù)的優(yōu)選，對(duì)提高采集油氣采收率、延長(zhǎng)生產(chǎn)井壽命、提高長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。常見(jiàn)的第一、二界面的膠結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試方法多樣，相對(duì)比較成熟，但仍然需要進(jìn)一步改善。如常用套管-水泥石-金屬材料來(lái)模擬套管 -水泥石-地層系統(tǒng)，其方法簡(jiǎn)單快速，可重復(fù)性高，但水泥石-金屬材料的膠結(jié)情況難以準(zhǔn)確模擬水泥石與地層的膠結(jié)情況，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)性有限；通過(guò)先制作地層模擬樣然后再進(jìn)行固井模擬的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性較高，然而工作量相對(duì)較大、單次實(shí)驗(yàn)略長(zhǎng)，對(duì)于評(píng)價(jià)不同固井水泥漿配方或固井工藝的選擇上效率相對(duì)較低。因此有必要設(shè)計(jì)一種高仿真簡(jiǎn)便的固井第一、二界面膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置，同時(shí)擁有較高的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性以及工作效率。

現(xiàn)有技術(shù)雖然可以測(cè)得同一水泥環(huán)不同界面的膠結(jié)強(qiáng)度值但其需拆卸、安裝不同的支撐座，導(dǎo)致其操作比較繁瑣。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種高仿真固井膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置，能有效的解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：

一種高仿真固井膠結(jié)強(qiáng)度聯(lián)合測(cè)試輔助裝置，其特征在于：所述裝置適用于中硬地層，包括部件：模擬地層1、模擬套管2、底座4、加壓塊5和底座環(huán)6；

其中底座4由帶有環(huán)形凹槽14的基座11、環(huán)形底座墊片12和圓盤(pán)形底座墊片13組成，帶有環(huán)形凹槽14的基座11置于圓盤(pán)形底座墊片13上，環(huán)形底座墊片12的內(nèi)環(huán)直徑與圓盤(pán)形底座墊片13的直徑相同，圓盤(pán)形底座墊片13 設(shè)置于環(huán)形底座墊片12的內(nèi)環(huán)內(nèi)，所述基座11、環(huán)形底座墊片12和圓盤(pán)形底座墊片13三者同心；

模擬套管2嵌在環(huán)形凹槽14上，模擬地層1套在基座11外，且放置在環(huán)形底座墊片12上，模擬地層1和模擬套管2之間形成用于注入水泥的環(huán)形空間3；

環(huán)形凹槽14底面和環(huán)形底座墊片12之間高度差應(yīng)等于模擬地層1和模擬套管2的高度差；

所述加壓塊5置于模擬套管2上，用于承受測(cè)試機(jī)的壓力，并對(duì)模擬套管 2進(jìn)行加壓；加壓塊5為凸字形的兩圓柱相連組成，小圓柱的直徑略小于模擬套管2的外徑，大圓柱的直徑略小于模擬地層1的內(nèi)徑；

模擬地層1和模擬套管2的高度差等于加壓塊5的兩圓柱高度差的二倍；

所述底座環(huán)6為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，與模擬地層1和模擬套管2之間皆為間隙配合；底座環(huán)6與水泥環(huán)下底面相貼合。

作為優(yōu)選，環(huán)形底座墊片12和圓盤(pán)形底座墊片13之間、模擬地層1和模擬套管2與底座環(huán)6之間皆為間隙配合。

作為優(yōu)選，所述裝置適用于松軟地層，包括以下部件：