[实用新型]一种测试水泥环与套管胶结强度的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气井工程领域，具体地，涉及一种测试水泥环与套管胶结强度的实验装置。

背景技术

为了提高油气采收率及产量，需要用到的射孔、酸化、压裂、高压注水等一系列增产措施对固井质量提出了很高的要求。尤其是在高温高压井和热采井中，井下温度较高，对固井质量更是一个严峻的挑战。如果固井质量不好，复杂的地下地质条件会对油气开采产生很大的影响，主要包括管外油气水泄漏、井壁坍塌、窜槽甚至井报废。影响水泥环与套管胶结强度的影响因素很多，如：套管粗糙度、候凝时间、温度、水泥组分、水泥高度等。研究水泥环与套管胶结强度影响规律，提高固井质量可以为稠油等难采油气开发提供保证。

因此，研究水泥环与套管胶结强度影响规律具有重要意义。但是，目前的实验装置不能充分模拟不同工况温度和压力条件下水泥环与套管胶结强度，无法为固井质量评价提供试验数据。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种测试水泥环与套管胶结强度的实验装置，用以模拟不同工况温度和压力条件下的水泥环与套管胶结强度。为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种测试水泥环与套管胶结强度的实验装置，包括：釜体，釜体内部有多个套管，包括：模拟地层，与夹持器外壳之间构成围压腔；位于模拟地层内部、与模拟地层同轴相套的套管，并与模拟地层形成水泥环环空；测试水泥环与套管胶结强度的实验装置还包括：水泥浆储存罐，用于向水泥环环空注入水泥浆；加热棒，下入到套管内腔，用于加热加热液至设定温度；与围压腔连接的自动围压泵，用于向模拟地层施加设定围压；位于围压腔与自动围压泵之间的围压传感器，用于采集围压数据；高压泵，用于对活塞施加压力；位于与高压泵与活塞之间的高压泵压力传感器，用于采集高压泵压力数据；位于活塞与套管之间的承压块，用于对套管施加轴向力；套管内腔和水泥环环空均插有温度传感器，用于采集温度数据；套管内腔插有内压传感器，用于采集内压数据；水泥环环空插有压力传感器，用于采集压力数据。

在其中一种实施例中，还包括：分别与加热棒、自动围压泵、高压泵、围压传感器、高压泵压力传感器、多个温度传感器、内压传感器、以及压力传感器连接的控制装置，用于控制加热棒加热加热液、控制自动围压泵向模拟地层施加设定围压，控制高压泵对活塞施加压力，采集来自围压传感器的围压数据、来自高压泵压力传感器的高压泵压力数据、来自多个温度传感器的多个温度数据、来自内压传感器的内压数据、以及来自压力传感器的压力数据。

在其中一种实施例中，还包括：高压泵控制阀，第一端与高压泵连接，第二端与活塞连接；自动围压泵控制阀，第一端与自动围压泵连接，第二端与围压腔连接。

在其中一种实施例中，还包括：釜体，包括上釜盖与下釜座；上釜盖与下釜座上均有两两相对的多个凹槽，用于分别插入模拟地层和套管。

在其中一种实施例中，还包括：多个密封圈，用于密封多个凹槽。

在其中一种实施例中，上釜盖在套管的上方位置有缓冲胶圈，用于防止套管冲击破坏上釜盖。

在其中一种实施例中，还包括：位于上釜盖的上流道；上流道与冷凝泵连接，冷凝泵用于输送冷凝水冷却上釜盖；冷凝泵控制阀，第一端与上流道连接，第二端与冷凝泵连接。

因为本实用新型的测试水泥环与套管胶结强度的实验装置通过水泥浆储存罐向水泥环环空注入水泥浆模拟地层地质环境，通过加热棒加热加热液至设定温度，通过高压泵对活塞施加压力，通过活塞和承压块对套管施加轴向力，通过自动围压泵向模拟地层施加设定围压，通过围压传感器、高压泵压力传感器、温度传感器、内压传感器和压力传感器进行数据采集，从而模拟不同工况温度和压力条件下的水泥环与套管胶结强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中测试水泥环与套管胶结强度的实验装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。