[发明专利]一种适于固井水泥保温隔热性能的评价设备及方法

说明书

本发明公开了一种适于固井水泥保温隔热性能的评价设备及方法，包括等效井筒、内循环系统、外循环系统、保温盖、支架、温感系统、水泥模具。该设备可以模拟井下真实情况，对固井水泥的保温隔热性能评价实验，并且可以进行不同温度下的实验，温度控制达到自动化，同时该装置可以进行水泥环模的脱落，使得该装置可以再次使用。该评价方法可以对固井水泥进行保温隔热性能评价。

技术领域

本发明属于固井水泥材料性能评价领域，具体涉及一种适于固井水泥保温隔热性能的评价设备及方法。

背景技术

由于海底低温高压环境，海洋深水浅层存在大量的天然气水合物。现场在进行油气生产作业时，油管中的热流体在流动过程中会将热量沿径向传递至地层，导致水合物层温度升高，易使水合物受热分解，引发固井事故。为了防止水合物在生产过程中受热分解，需要提高水合物层附近水泥环的保温隔热能力，从而使凝固后的水泥环能够很好的将环空中的热量阻隔在井筒内，防止井筒中的热量向地层扩散。因此需要对水泥的保温隔热性能进行研究。

目前，国内对于保温隔热水泥的研究还处于起步阶段，因此亟需一种针对固井水泥保温隔热性能的评价方法，以利于保温隔热水泥的进一步研究。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中有关固井水泥保温隔热性能评价方法的空白，提供一种适于固井水泥保温隔热性能的评价设备及方法。该设备能有效模拟真实地层环境，可以更好地满足研究需要，利用该设备可以对固井水泥的保温隔热性能进行评价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种适于固井水泥保温隔热性能的评价设备，包括：

内部设有空腔的外腔体，所述外腔体内部设置有隔板，该隔板将外腔体内部的空腔分隔成两个独立的空间，分别为外循环空腔和放置空腔；所述外腔体外壁上设置有保温层；

设置在放置空腔中的等效井筒，所述等效井筒内部开设有上下贯通的通腔，所述等效井筒为双层壁结构，两层壁之间形成环形空腔；所述等效井筒两端还设置有与所述环形空腔相连通的进液口和出液口；

内腔体，所述内腔体插设在所述通腔中，所述内腔体内部开设有内循环空腔；内腔体的顶部设置有挡边，所述挡边卡接在所述内腔体的顶部；

保温盖，所述保温盖压合在所述外腔体和等效井筒顶部；

外循环系统，包括低温恒温槽，所述低温恒温槽通过外循环管路与所述外循环空腔相连通构成所述外循环系统；

内循环系统，包括高温恒温槽，所述高温恒温槽通过内循环管路与所述内循环空腔相连通构成所述的内循环系统；

还包括温感系统，所述温感系统包括A组温度传感器、B组温度传感器与温度测量仪，所述A组温度传感器及B组温度传感器设置在放置空腔中并分别与温度测量仪电性连接。

优选的，所述外腔体底部开设有与外界贯通的阶梯孔，所述阶梯孔中配合放置有所述等效井筒。

优选的，所述进液口与出液口中螺纹连接有沉头螺钉。

优选的，所述保温盖开设有中心孔，所述挡边插设在该中心孔中。

优选的，还包括用于辅助填充沙泥的水泥模具。

优选的，还包括用于压实沙泥的压实体。

本发明还提出了一种适于固井水泥保温隔热性能的评价方法，包括如下步骤：

S1：将等效井筒放入外腔体内部的放置空腔中，向等效井筒的环形空腔中加入等效流体；

S2：将内腔体吊入等效井筒的通腔中，下放至内腔体上端的挡边卡在等效井筒上端；将高温恒温槽通过内循环管路与内循环空腔相连通构成内循环系统；