[发明专利]工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置及方法

权利要求书

1.工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置，包括测试主体和工作平台，所述工作平台有计算机（22），设有压力温度控制终端，所述测试主体包括支架（6）、位于支架上的釜体（3），其特征在于，所述釜体（3）为钢质中空圆筒，釜体壁外有金属外罩（1）、保温层（2），釜体壁内有加热丝（4），釜体中从外向内依次为模拟围岩（14）、环形空间、套管（17），模拟围岩连有周向位移计（16），向环形空间置入水泥浆，水泥浆养护形成水泥环（15）后，釜体中形成模拟围岩-水泥环-套管组合体，套管内有应变片（20）、温度传感器（7）和冷凝管（9），所述周向位移计（16）、应变片（20）、温度传感器（7）均连接计算机（22）；所述釜体有上釜盖（19）、下釜盖（18），上釜盖、下釜盖与模拟围岩-水泥环-套管组合体端面接触部分为密封垫圈（12）及偏心座（21），并设有气体进出管路（11）、（13），气体进出管路有气体进入通道和气体出口通道；釜体下部设有围压增降压阀门（5），上釜盖设有内压增降压阀门（10）；气体进出管路、围压增降压阀门及内压增降压阀门均连接由计算机控制的压力泵（23）；气体进入通道和气体出口通道分别连通水泥环（15）的上、下端面，气体进入通道连接氮气瓶，气体出口通道连接气体流量计。

2.利用权利要求1所述的装置评价工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的方法，依次包括以下步骤：

（1）配制所需水泥浆，灌入模拟围岩与套管的环形空间内，密封上釜盖，确定养护条件；

（2）将气体进入通道、气体出口通道连接至压力泵，通过计算机将釜体内的温度、套管内压、模拟围岩的围压以及水泥环端面压力调整至养护条件的温度压力，在规定时间内候凝，养护硬化成环，形成模拟围岩-水泥环-套管组合体；

（3）将气体进入通道连接氮气瓶，气体出口通道连接气体流量计，保持围压一定，根据实验工况改变套管内温度压力，计算机实时采集套管内应变片测试的套管径向位移数据，以及周向位移计测试的模拟围岩周向位移数据，在计算机处理界面显示随套管内压力变化而造成的套管径向位移曲线、发生密封失效前水泥环的应力及应变曲线，通过气体流量计监测水泥环密封失效情况；

（4）取出模拟围岩-水泥环-套管组合体，做微观检测，检测水泥环内产生的微裂缝、一二界面处产生的微环隙，分析水泥环密封失效形式。