[发明专利]一种水泥环微环隙的模拟测试装置及模拟测试方法

权利要求书

1.一种水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述装置包括内筒和外筒，所述内筒和所述外筒之间构成环空，所述内筒和所述外筒均置于基座上，所述内筒的端口由内筒上盖封闭，所述外筒的端口由外筒上盖封闭；所述内筒上盖中开有贯穿孔，所述贯穿孔中内嵌有高压油管，通过所述高压油管可向所述内筒中注入液体；所述外筒上盖中开设有小孔，通过所述外筒上盖中的小孔可向所述环空内注入液体；所述基座上开设有小孔，通过所述基座上的小孔可向所述环空内注入气体，所述外筒上盖中的小孔可排出注入的所述气体；在所述外筒的两侧设置有超声波成像仪，以对所述外筒和所述内筒进行扫描。

2.根据权利要求1所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述内筒的筒壁上安装有用于检测形变的内应力片，所述外筒的筒壁上安装有用于检测形变的外应力片。

3.根据权利要求1所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述内筒靠近所述基座的一端填充有下丝堵，所述下丝堵上套有O形圈和挡圈。

4.根据权利要求1所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述外筒的一端由外筒法兰固定于所述基座上，所述外筒法兰上套有O形圈和挡圈。

5.根据权利要求1所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述内筒上盖的上端设置有用于检测施加于内筒中的压力和拉力的拉压力传感器。

6.根据权利要求1所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述装置还包括缸筒和液压顶板，所述缸筒内嵌套有活塞杆的一端，所述缸筒的下端口与中心开孔的缸筒顶盖相连，所述活塞杆穿过所述缸筒顶盖上的开孔与所述内筒上盖相连，所述液压顶板位于所述缸筒的顶端面上。

7.根据权利要求6所述的水泥环微环隙的模拟测试装置，其特征在于，所述缸筒的内壁与所述活塞杆的外侧之间填充有聚氨酯油封，所述活塞杆与所述缸筒顶盖上开孔的内壁之间也填充有聚氨酯油封。

8.一种应用于如权利要求1至7中任一所述的水泥环微环隙的模拟测试装置中的水泥环微环隙的模拟测试方法，其特征在于，所述方法包括：

通过设置于内筒上盖上的高压油管向内筒中注入液体，以模拟井筒内的液压；

在内筒和外筒形成的环空中注入水泥浆，并通过外筒上盖中开设的小孔，向所述环空中注入液体，以模拟所述环空中的压力；

当所述水泥浆凝固后，向内筒中施加预设压力和拉力，并通过基座上开设的小孔，向所述环空内注入气体；

通过所述外筒上盖上开设的小孔收集泄露的气体，以检测所述环空内的水泥是否产生微环隙；

利用超声波成像仪，对所述内筒和所述外筒进行扫描，以确定第一界面和第二界面分别与水泥的胶结信息，其中，所述第一界面为水泥与内筒筒壁之间的界面，所述第二界面为水泥与外筒筒壁之间的界面。

9.根据权利要求8所述的水泥环微环隙的模拟测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用安装于内筒筒壁上的内应力片和安装于外筒筒壁上的外应力片，分别检测内筒筒壁和外筒筒壁上的压力。

10.根据权利要求8所述的水泥环微环隙的模拟测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用设置于所述内筒上盖上的拉压力传感器，检测施加于内筒中的压力和拉力。