[发明专利]一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统及其方法

权利要求书

1.一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：所述系统包括泡沫水泥浆耐高温高压强度养护浆杯，泡沫水泥浆混配浆杯以及带压管路；所述混配浆杯在所述带压管路下进行泡沫水泥浆发泡和混浆；之后将预混后泡沫水泥浆带压输入所述养护浆杯中，对水泥石进行强度养护；

所述养护浆杯设置为带压结构，用于模拟井下高温高压环境；所述带压结构采用浆杯内设置活塞结构。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：

所述的养护浆杯包括浆杯（1），三通阀杆（8），活塞（3），活塞座（10）和备压螺杆（12）；所述三通阀杆（8）设置在所述浆杯底座（2）内，且在所述三通阀杆（8）上设置有水平进液口和底端密封口；所述活塞（3）设置在所述浆杯（1）内腔中；所述备压螺杆（12）一端通过所述工字型活塞座（10）和活塞（3）接触式连接。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：

所述养护浆杯还包括一组固定件和一组密封件；所述固定件包括底座（2），底座支撑螺母（14），活塞螺钉（9），活塞挡环（11），连杆（4）和连杆螺钉（5）；所述密封件包括底座密封螺钉（13），三通阀杆（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）；

所述浆杯（1）与底座（2）丝扣密封连接，并通过底座（2）通过O型密封圈（6）密封；所述三通阀杆（8）设置在所述底座（2）内，且通过所述底座密封螺钉（13）控制所述三通阀杆（8）的开闭，所述O型密封圈（15）密封所述三通阀杆（8）；所述活塞螺钉（9）和活塞（3）通过螺扣固接，且所述活塞通过活塞（3）的O型密封圈（7）与所述浆杯（1）内壁密封；所述活塞挡环（11）设置在浆杯（1）的顶端，并通过丝扣固接在浆杯（1）内，所述连杆（4）通过连杆螺钉（5）与所述浆杯（1）壁固接。

所述备压螺杆（12）一端通过所述工字型活塞座（10）和活塞（3）接触式连接，另一端通过螺扣穿过连杆（4），所述备压螺杆（12）的把手设置在所述浆杯（1）外，用于控制压力。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：

所述带压管路包括高压氮气罐，高压管线和控制阀；所述混配浆杯在所述带压管路的加压环境下进行发泡和混浆。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：

所述压力范围控制在0.3-0.5MPa。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：

所述系统还包括一个高温高压釜，所述养护浆杯放入所述的高温高压釜进行强度养护。

7.根据权利要求2所述的一种耐高温高压泡沫水泥浆强度养护系统，其特征在于：所述的活塞（3）直径30-60mm；浆杯（1）的高度150-250mm；厚度12-20mm，且所述浆杯（1）及丝扣连接处耐受压力为25-35MPa。

8.采用权利要求1-7之一所述的泡沫水泥浆强度养护系统进行养护的方法，其特征在于，所述方法包括：

混浆步骤，所述混浆步骤包括将水泥基浆和泡沫混配；所述水泥基浆的密度范围为1.88-1.91g/cm³；泡沫是根据发泡剂发泡倍数的要求，由发泡剂的发泡液高速剪切产生；所述混配比例为0.3-0.5%；

混浆输入养护浆杯步骤，所述步骤包括预混好的浆液通过带压管线将泡沫水泥浆通过所述三通阀杆（8）的三通水平入口进入养护浆杯内，输入时，泡沫水泥浆会通过阀杆向上运移并且推动活塞（3）向上移动，为了控制活塞（3）移动速率手动控制备压螺杆（12）的后退速率，所述后退速率根据泡沫和水泥浆混配压力的不同，控制在1-3mm/s，保证泡沫水泥浆均匀的注入浆杯内，当活塞（3）顶到所述活塞挡板（11）的位置时，断开所述三通阀杆（8）三通水平入口外的快速接头并将三通下端的底座密封螺钉（13）拧紧关闭三通阀门；拧开连杆螺钉（5）并将备压螺杆(12)和连杆（4）取下，方便后续的高温高压养护；

高温高压养护步骤，将取下备压螺杆（12）和连杆（4）的养护浆杯放入高温高压釜，进行高温高压养护；养护的温度50-90℃，压力范围为：10-20MPa。