[发明专利]一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置

权利要求书

1.一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，用于模拟水泥环在井下温度、水供给、内外侧向压力和轴向压力的条件，其特征在于：包括水泥环模拟成型系统、温度控制系统、围压控制系统和注水养护系统；

所述水泥环模拟成型系统包括基座(1)、压头(2)、外筒(3)和内筒(4)，所述的基座(1)设置在外筒(3)和内筒(4)的下端，内筒(4)设置在外筒(3)内，内筒(4)内封闭形成柱形空腔，该柱形空腔为内压腔(16)，内筒(4)外壁与外筒(3)内壁之间形成环形空腔，该环形空腔为供水泥容置并形成水泥环的容纳腔(15)，所述的压头(2)则压接在容纳腔(15)上端；所述的外筒(3)为内部中空具有环形空腔的环状结构，该环形空腔为外压腔(17)；

所述的温度控制系统包括加热带(5)和温度传感器(6)，所述的加热带(5)环绕外包在外筒(3)外壁上，所述的温度传感器(6)设置在容纳腔(15)内；

所述的围压控制系统包括侧向压力控制系统和轴向压力控制系统；

所述的侧向压力控制系统包括至少两组压力机构，每组压力机构包括注气管(8)和连接在注气管(8)后端的液压泵(14)，其中一组压力机构的注气管(8)前段与外压腔(17)管路连通，另一组压力机构的注气管(8)前段则与内压腔(16)管路连通；

所述的轴向压力控制系统包括伺服压机(12)，所述伺服压机(12)压接在压头(2)上方；

所述的注水养护系统包括注水管(7)线和伺服水泵(13)，所述的注水管(7)线与容纳腔(15)连通，所述的伺服水泵(13)与注水管(7)线连接并为其供水。

2.如权利要求1所述的一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，其特征在于：所述的基座(1)对应容纳腔(15)位置处上凸具有环形凸起，所述的环形凸起内壁与内筒(4)外壁之间通过密封圈(11)密封，环形凸起外壁与外筒(3)内壁之间也通过密封圈(11)密封。

3.如权利要求2所述的一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，其特征在于：所述的注水管(7)贯穿基座(1)后伸入容纳腔(15)，所述的注水管(7)与基座(1)之间密封设置；与内压腔(16)管路连通的压力机构的注气管(8)贯穿基座(1)后伸入内压腔(16)，该注气管(8)与基座(1)之间密封设置。

4.如权利要求1所述的一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，其特征在于：所述的压头(2)为与容纳腔(15)相适配的环形体，压头(2)滑动连接在容纳腔(15)顶部，且压头(2)与内筒(4)外壁、压头(2)与外筒(3)内壁之间通过密封圈(11)密封。

5.如权利要求4所述的一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，其特征在于：所述的伺服压机(12)垂直设置在压头(2)顶部并对压头(2)施加恒定轴压，所述的伺服压机(12)的轴向位移可测量记录。

6.如权利要求4所述的一种井底条件下油井水泥环膨胀收缩测试装置，其特征在于：所述的压头(2)上开有连接容纳腔(15)与外部的排气孔(9)，所述排气孔(9)上设有安全阀(10)。