[实用新型]一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置

说明书

本实用新型公开了一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置，涉及水泥试验装置技术领域。本实用新型包括水泥浆筒、超声波检测仪、超声波检测组件、加热套、温度控制器、驱动控制器和主控计算机，将超声波检测组件沿着水泥浆筒不同高度设置多个，以检测超声波在不同层段水泥浆中的传播速度，获取水泥浆沉降稳定性的相关信息；本装置还可以检测水泥浆沉降稳定性对水泥石强度发展的影响，动态实时地检测注水泥浆全过程的沉降稳定性以及其对水泥石力学性能的影响。

技术领域

本实用新型涉及水泥试验装置技术领域，更具体地说涉及一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置。

背景技术

水泥浆的沉降稳定性对油气井固井质量的影响很大，沉降稳定性差的水泥浆会出现分层现象，产生大量的游离液，对环空封固造成极大的危害。当水泥浆稳定性差出现分层现象时，容易形成为油、气、水窜的通道，影响水泥石的封隔效果，同时水泥颗粒沉降会导致水泥石环的力学性质分布不均匀，在井内高压环境下压力沿着强度薄弱点方向传递，可能破环水泥环的完整性，甚至造成套管的损坏。因此，全面准确的评价水泥浆的沉降稳定性极其重要。

对于油井水泥沉降稳定性的检测，国内外标准规定的方法为：按照标准规范要求配置水泥浆，在沉降管中装满水泥浆，在一定条件下养护24h或凝固后取出，按照规定切割并称量，运用阿基米德原理计算水泥石的相对密度，评价水泥浆的稳定性，该方法的检测结果受操作人员的操作规范程度影响较大，且缺乏对沉降过程的描述。

文献一种评价水泥浆沉降稳定性的新方法，设计了一种微压力波动测试仪，测试滤失-沉降耦合作用下的水泥浆的分段压力，以此计算浆体的密度差，评价水泥浆的沉降稳定性。以及申请号CN202010402482.9的发明专利，名称为“固井水泥浆沉降稳定性实时评价装置及方法”公开了一种固井水泥浆沉降稳定性实时评价装置，该装置由釜体、顶盖、压力管头、釜体支架、中心轴、支撑基座、蜗轮蜗杆减速机、手柄、加热组件、热电偶、压力传感器和控制箱组成，实验时由计算机系统实时获取釜体内的水泥浆的静液压力，通过观察水泥浆的静液压力的变化来评价水泥浆的沉降稳定性。上述装置受压力传感设备的精度的影响较大。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置，本实用新型的发明目的在于解决现有水泥浆沉降稳定性检测装置受压力传感设备精度因素影响较大，及受操作人员操作规范程度影响较大的问题。本实用新型提供的一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置，包括水泥浆筒、超声波检测仪、超声波检测组件、加热套、温度控制器、驱动控制器和主控计算机，将超声波检测组件沿着水泥浆筒不同高度设置多个，以检测超声波在不同层段水泥浆中的传播速度，获取水泥浆沉降稳定性的相关信息；本装置还可以检测水泥浆沉降稳定性对水泥石强度发展的影响，动态实时地检测注水泥浆全过程的沉降稳定性以及其对水泥石力学性能的影响。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种超声波测定油井水泥稳定性的检测装置，其特征在于：包括主控计算机、温度控制器、驱动控制器、超声波检测仪和超声波检测装置，所述超声波检测装置包括浆筒、底盖、顶盖、磁力驱动搅拌组件、加热套和多组超声波检测组件，所述底盖连接在浆筒底部，顶盖盖装在浆筒上端；磁力驱动搅拌组件安装在顶盖上，磁力驱动搅拌组件伸入浆筒中用以搅拌浆筒中水泥浆，磁力驱动搅拌组件上端与驱动控制器相连，并在驱动控制器驱动下搅拌浆筒中水泥浆；超声波检测组件设置在浆筒侧壁上，且多组超声波检测组件沿浆筒不同高度设置，以检测浆筒内不同层段的水泥浆中的超声波传播速度；多组超声波检测组件分别与超声波检测仪相连；浆筒置于加热套内，加热套与温度控制器相连；所述温度控制器、驱动控制器和超声波检测仪分别与主控计算机通讯连接。

所述超声波检测组件包括超声波发射器和超声波接收器，所述超声波发射器和超声波接收器分别沿浆筒径向设置在浆筒两侧，且超声波发射器和超声波接收器位于浆筒直径方向上；多组超声波检测组件沿浆筒轴向布置，且位于同一轴面上。