[发明专利]油井水泥高温高压压缩应力应变系统及其测试方法

权利要求书

1.油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，所述系统包括水泥压缩测试组件，电源及压力控制单元，温控单元，信号控制处理单元和管路；所述信号控制处理单元为油井水泥高温高压压缩应力应变仪；

将待测水泥注入所述水泥压缩测试组件，所述压力控制单元和温控单元根据所述信号控制处理单元输出的控制信号控制所述水泥压缩测试组件的压力和温度；所述水泥压缩测试组件将测试信号输出给信号控制处理单元，得到待测水泥的压缩应力结果。

2.根据权利要求1所述的油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，

所述系统中还包括位移传感器，所述位移传感器设置在所述水泥压缩测试组件中，用于测试水泥石在外压下的微小的变形，并将形变数据输出给所述信号控制处理单元。

3.根据权利要求1或2所述的油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，

所述水泥压缩测试组件包括高压釜体和压缩模具；所述压缩模具设置在所述高压釜体内；

所述高压釜体包括位移传感器(16)，养护压力胶管(14)，压头加压胶管(15)，养护压力接头(27)，压头加压接头(28)，压缩釜体上盖(29)，活塞(30)，胶圈组(31)(34)，压缩模具(32)，压缩釜体(33)，压缩釜体下盖(35)；

所述位移传感器(16)设置在油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)中， 所述位移传感器(16)与活塞(30)连接，所述活塞(30)顶入到压缩釜体上盖(29)的上口(40)；

胶圈(31)套在压缩釜体上盖(29)的缺槽内；养护压力胶管(14)连到养护压力接头(27)上；养护压力接头(27)拧入压缩釜体上盖(29)的右口(42)；压头加压胶管(15)连到压头加压接头(28)上；压头加压接头(28)拧入压缩釜体上盖(29)的左口(41)；胶圈(34)套在压缩釜体下盖(35)的缺槽内；压缩釜体下盖(35)拧到压缩釜体(33)的下部；压缩模具(32)放入压缩釜体(33)中；压缩釜体上盖(29)拧到压缩釜体(33)的上部；

所述压缩模具包括压缩模具上盖(36)，压缩模具筒(37)，模具杯底活塞(38)和压缩模具杯底(39)；

将模具杯底活塞(38)推入压缩模具杯底(39)的缺口处，并共同组装在压缩模具筒(37)的底部，所述压缩模具上盖(36)落在水泥面上。

4.根据权利要求1或3所述的油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，

所述压力控制单元包括压力源，电源开关，压力表组和阀门组；所述压力表组包括输入压力压表(9)，用于显示空气压缩机(1)向精密压力源(3)输入的压力大小；输出压力压表(8)，用于显示精密压力源(3)向油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)中输入的压力大小；所述阀门组包括水源阀(10)，用于控制水源(7)输入到精密压力源(3)的水量；高压输出阀门(11)，用于控制空气压缩机(1)输入到精密压力源(3)的空气量；加压速率调节阀(12)，用于控制精密压力源(3)输入到油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)压力 的速率；压力调节阀(46)用于控制精密压力源(3)输入到油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)的压力大小；

所述压力控制单元一端分别和水源，电源连接，并通过所述阀门组控制压力和水源输出；另一端将输出的信号通过所述信号控制处理单元传输给所述水泥压缩测试组件的端口。

5.根据权利要求4所述的油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，加压速率可以调节范围在0-15MPa/S。

6.根据权利要求1或3所述的油井水泥高温高压压缩应力应变系统，其特征在于，

所述温控单元包括热电偶(17)、加热釜套(18)、温度控制器(19)；

所述电热偶(17)设置在油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)中；加热釜套(18)上表面有一个加热釜套孔(43)；电热偶(17)插入加热釜套孔(43)中；电热偶(17)用于测量加热釜套(18)以及压缩釜体(33)的温度，该温度在温度控制器(19)中显示出来；

所述油井水泥高温高压压缩应力应变仪(44)的上部是总控面板(5)，下部是操作台(45)；

所述加热釜套(18)设置在操作台(45)中，其作用是用来放置压缩釜体(33)；

所述温度控制器(19)设置在所述信号控制处理单元中物性参数控制模块(5)中，用于显示输出温度。