[发明专利]测试固井胶结面抗窜能力的实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，包括呈密封设置的页岩开采模拟部，所述页岩开采模拟部包括自外向内依次同轴套设的模拟地层、水泥环环空和模拟套管，所述模拟地层的外侧设置围压腔，所述水泥环环空内能养化水泥浆构成模拟水泥环，所述模拟水泥环与所述模拟套管之间的接触面构成固井胶结面；所述页岩开采模拟部上密封连接有用于调整所述页岩开采模拟部内部压力的加压装置；所述模拟套管内设有用于调整所述页岩开采模拟部内部温度的加热装置；所述模拟套管的外壁中部设有固井质量检测仪；所述模拟水泥环内位于固井胶结面下部的位置密封连通有注气装置，所述水泥环环空的顶部设置气体检测仪，所述气体检测仪与所述模拟套管的外壁抵靠接触；所述测试固井胶结面抗窜能力的实验装置还包括控制部，所述控制部与所述加压装置、所述加热装置、所述固井质量检测仪、所述气体检测仪和所述注气装置电连接。

2.如权利要求1所述的测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，所述加压装置包括第一液压活塞结构、第二液压活塞结构和第三液压活塞结构，所述第一液压活塞结构包括第一伸缩活塞杆和第一活塞，所述模拟套管的顶部设置套管加压接口，所述第一活塞能沿所述套管加压接口的内壁密封往复移动；所述第二液压活塞结构包括第二伸缩活塞杆和第二活塞，所述水泥环环空的顶部设置水泥环加压接口，所述第二活塞能沿所述水泥环加压接口的内壁密封往复移动；所述第三液压活塞结构包括第三伸缩活塞杆和第三活塞，所述围压腔的顶部设置围压腔加压接口，所述第三活塞能沿所述围压腔加压接口的内壁密封往复移动。

3.如权利要求2所述的测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，所述第一液压活塞结构上设有第一液压活塞控制器，所述第二液压活塞结构上设有第二液压活塞控制器，所述第三液压活塞结构上设有第三液压活塞控制器，所述第一液压活塞控制器、所述第二液压活塞控制器和所述第三液压活塞控制器均与所述控制部电连接。

4.如权利要求2所述的测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，所述测试固井胶结面抗窜能力的实验装置还包括注液结构和排液结构，所述注液结构包括导热液注入结构、水泥注入结构和围压液注入结构，所述围压液注入结构与所述围压腔的顶部连通，所述水泥注入结构与所述水泥环环空的上部连通，所述导热液注入结构与所述模拟套管的内腔顶部连通；所述排液结构包括导热液导出结构和围压液导出结构，所述围压液导出结构与所述围压腔的下部连通，所述导热液导出结构与所述模拟套管的内腔下部连通。

5.如权利要求4所述的测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，所述页岩开采模拟部包括油缸结构，所述油缸结构包括油缸外壳，所述油缸外壳内部同轴且径向间隔套设第一套管结构和第二套管结构，所述第二套管结构构成所述模拟地层，所述油缸外壳与所述第二套管结构之间构成封闭的所述围压腔；

所述第一套管结构和所述第二套管结构之间构成所述水泥环环空；

所述第一套管结构构成所述模拟套管，所述第一套管结构的顶部密封连接所述第一液压活塞结构，所述第一套管结构内设置所述加热装置，所述第一套管结构的内腔顶部与所述导热液注入结构连通，所述第一套管结构的内腔下部与所述导热液导出结构连通，所述第一套管结构的中部设置所述固井质量检测仪。

6.如权利要求5所述的测试固井胶结面抗窜能力的实验装置，其特征在于，所述第一套管结构上位于所述加热装置的上方设置第一压力传感器和第一温度传感器，所述水泥环环空的顶部设置第二压力传感器和第二温度传感器，所述围压腔的顶部设置第三压力传感器，所述第一压力传感器、所述第一温度传感器、所述第二压力传感器、所述第二温度传感器和所述第三压力传感器均与所述控制部电连接。