[实用新型]水平井井眼坍塌压力测试装置

说明书

本实用新型公开了水平井井眼坍塌压力测试装置，包括压力釜；导流堵头；轴向推力机构；位移控制机构，所述位移控制机构能相对所述刚性桶沿径向移动；温度控制机构，所述温度控制机构用于对所述弹性桶内的温度进行控制；红外测量机构，所述红外测量机构包括设置在所述第一透光部下侧的第一探头和设置在所述第二透光部上侧并与所述第一探头沿纵向对应的第二探头，所述第一探头和所述第二探头能沿水平方向同步运动；导向机构包括导轨、探头夹持机构、电机，所述电机的输出轴和探头夹持机构传动连接。该技术可监测井眼周围岩石单轴加载试验、岩石三轴力学试验、岩石蠕变力学试验、岩石温变应力加载试验等试验中的力学和位移信息。

技术领域

本实用新型涉及岩石力学实验领域，尤其涉及一种水平井井眼坍塌压力测试装置。

背景技术

随着油气开发的深入，钻井垂直深度已接近万米，不同井型裸眼井段长度不断增加，深层岩石的温度环境发生显著增加，在高温井钻井过程中深层井壁岩石温度甚至可达350℃以上，岩石温度的变化导致岩石的结构和力学特性会发生变化，因此准确了解温度变化对岩石力学特性和损伤破环机理的影响规律，判别和预测井壁强度，特别是高温状态下井壁稳定性对安全钻井工程具有重要的现实意义。

坍塌压力测量的方法较多，如室内测定、利用差分法计算、有限元预测等，但大多不是用于油田深部地层，尤其对于深层埋深高温地层目前还没有一种完善且连续的测试方法，主要原因如下：1、对于浅部低温地层，采用传统的机械测试方式能够满足岩石的物性参数的测定，且方法成熟，数据获取直接通常采用单轴、三轴等机械测试方法；2、随着高温高压井的开发，高温度、高压力共同作用对岩石物性参数的影响加剧，单一的温度或围压环境模拟已经不能精确模拟所需环境；3、将温度、围压同光学测试集成形成一套完整的测试系统，在压力腔、光学探头等环节都需要较高的集成度。

因此，因此研究一套经济简捷的室内测量方法及装置是解决深层高温井钻井井壁稳定力学研究的当务之急。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水平井井眼坍塌压力测试装置，该结构简单直观，操作简便，可以实现温变状态下不同井型井眼力学实验过程中光学信号的同步采集，并实现信号的识别处理和蠕变位移的跟踪测试，进而得到井眼岩石温度对坍塌压力的具体位移信息。

本实用新型的具体技术方案是：一种水平井井眼坍塌压力测试装置，包括：

压力釜，所述压力釜包括沿水平方向延伸的压力腔以及沿水平方向延伸的测试腔，所述测试腔包括位于所述压力腔内的刚性桶以及位于所述刚性桶内并能沿径向发生形变的弹性桶；

导流堵头，所述导流堵头设置在所述弹性桶内的右侧，以供岩石容置，所述导流堵头具有第一透光部；

轴向推力机构，所述轴向推力机构相对所述导流堵头位于岩石的右侧，所述轴向推力机构能相对所述压力釜运动，所述轴向推力机构位于压力釜内的一端设置有能与所述压力腔和所述测试腔接合的导流机构，所述导流机构包括能在其与所述压力腔和所述测试腔接合时将所述压力腔和所述弹性桶之间连通的渗流通道，所述导流机构具有第二透光部；

位移控制机构，所述位移控制机构能相对所述刚性桶沿横向移动，所述位移控制机构的一端位于所述压力腔内，所述位移控制机构的另一端设置在所述弹性桶上；

温度控制机构，所述温度控制机构用于对所述弹性桶内的温度进行控制；

红外测量机构，所述红外测量机构包括设置在所述第一透光部右侧的第一探头和设置在所述第二透光部左侧并与所述第一探头沿横向对应的第二探头，所述第一探头和所述第二探头能沿水平方向同步运动；

导向机构，导向机构包括导轨、能沿导轨的延伸方向移动地设置在所述导轨上的探头夹持机构、具有输出轴的电机，所述探头夹持机构用于夹持第一探头或第二探头，所述电机的输出轴和探头夹持机构传动连接。