[发明专利]一种测量套管交变内压破坏水泥环完整性的装置及方法

说明书

本发明提供一种测量套管交变内压破坏水泥环完整性的装置及方法，包括釜盖、套管上盖、套管、水泥环、橡胶管、金属套、釜体环空、釜体、套管下盖、验窜注气口、套管底部入口、釜体排水口、验窜进气口、热电偶、釜体进水口、窜气出口、套管上盖排气口。所述釜体内，套管、水泥环、橡胶管、金属套、釜体环空由内至外依次安装，套管上盖盖在套管及水泥环的顶部，窜气出口设置于套管上盖内部，窜气出口一端对应水泥环，另一端连通套管上盖中部通孔，套管上盖中部通孔内设有套管上盖排气口，釜盖盖合在釜体上。本发明用于模拟地层高温高压环境下，测试套管内部在交变载荷下对固井水泥环完整性的影响。

技术领域

本发明属于油气勘探技术领域，尤其涉及一种测量套管交变内压破坏水泥环完整性的装置及方法。

背景技术

在钻完井及后续生产过程中，如果水泥环完整性严重失效，将影响井筒安全、开发产能及环境污染。在套管高内压作业下，必然会对水泥环完整性造成一定程度上的破坏，严重时会造成井口环空带压，影响油气井寿命。现阶段对水泥环的完整性的研究主要集中在理论模型及有限元模拟的分析，而通过室内试验模拟装置进行研究分析较少，考虑实验因素也较单一。

因此，需要一套相对完善的测试套管交变内压破坏水泥环完整性的装置，进行套管内压影响水泥环完整性的实验研究及理论计算模型的验证。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种测量套管的装置及方法，用于模拟地层高温高压环境下，测试均匀载荷和非均匀载荷下固井水泥环卸载能力对套管抗外挤能力的影响。

本发明采用如下技术方案：

一种测量套管交变内压破坏水泥环完整性的装置，包括釜盖、套管上盖、套管、水泥环、橡胶管、金属套、釜体环空、釜体、套管下盖、验窜注气口、套管底部入口、釜体排水口、验窜进气口、热电偶、釜体进水口、窜气出口、套管上盖排气口。

釜体环空进口阀、釜体压力表、气动液体增压泵、进水阀、增压阀、泄压阀、泄压泵、高压释放阀、套管阀、釜体环空出口阀、验窜出口阀、密封水箱、电子天平、压力释放阀、测压进口阀、验窜压力表、验窜压力调节器、气体气动增压泵、增压阀。

所述釜体内，套管、水泥环、橡胶管、金属套、釜体环空由内至外依次安装，套管上盖盖在套管及水泥环的顶部，窜气出口设置于套管上盖内部，窜气出口一端对应水泥环，另一端连通套管上盖中部通孔，套管上盖中部通孔内设有套管上盖排气口，釜盖盖合在釜体上。

釜体侧壁上从上至下依次设置有釜体进水口、热电偶、釜体排水口。

套管下盖安装在套管及水泥环的底部，验窜进气口设置在套管下盖内部，其一端与水泥环对应，另一端设置在釜体底部、内壁上，釜体底壁内设置有验窜注气口，套管下盖的中部通孔内设有套管底部入口。

套管上盖排气口与连接管a一端相连，连接管a另一端与验窜出口阀一端相连，验窜出口阀另一端与连接管b一端相连，连接管b另一端安装在密封水箱的一端，密封水箱的另一端与连接管c的一端相连，连接管c的另一端与电子天平相连接。

釜体上的釜体进水口与连接管d一端相连，连接管d另一端与釜体环空进口阀相连，釜体环空进口阀另一端与连接管e一端相连，连接管e分别与连接管(f、g)相连，连接管g的另一端与泄压泵的一端相连，连接管e另一端安装在气动气体增压泵上，气体增压泵的第二端通过连接管h与水源相接，进水阀安装在连接管h上，气体增压泵的第三端与连接管i一端相连，连接管i另一端与增压阀一端相连。