[实用新型]一种油气井管外水泥环压力传递演化规律的测试装置

说明书

一种油气井管外水泥环压力传递演化规律的测试装置，其特征在于，装置主要包括：直角台肩、上腔体、第一锥形台肩、下腔体、水泥环、内螺纹、下组合垫圈、承压腔室、上组合垫圈、高精度应变计、第二锥形台肩、定位孔、凹槽、盲孔，基于该装置可有效模拟套管外水泥环对深井及超深井地层压力的传递及演化过程，开展不同地层压力作用下，套管外水泥环压力传递演化规律测试，并准确获取地层压力作用下水泥环套管受到的外压/背压及其随时间的演变规律、套管外水泥环对地层压力的传递效率、水泥浆体系及水泥环厚度对管外水泥环压力传递的影响规律，全面反应水泥环压力传递特性及演化规律，为深井及超深井套管选材及强度设计提供理论支撑。

技术领域

本实用新型涉及油气井钻采工程技术领域，具体是一种油气井管外水泥环压力传递演化规律的测试装置。

背景技术

在固井施工中，水泥浆被注入套管与地层之间的环空，对套管外的环空形成有效封隔，防止油气井钻井、增产作业和生产过程中的地层流体流窜；并形成具有一定胶结能力和硬度的水泥环，具有有效地封隔地层和支撑、保护套管的作用。在油气井钻井及油气开发过程中，固井水泥环主要受到诸如套管内压力、地层岩石外压等的作用，只有明确地层压力通过水泥环作用于套管外壁的外压及背压，才能实现深井及超深井套管的合理选材及强度的优化设计，否则可能造成材料过渡浪费或因套管强度不够而造成井筒完整性失效。

为了实现既能不浪费材料，又能满足套管强度要求且保证井筒的完整性，需要对套管进行合理选材及强度(抗外挤强度、抗内压强度及抗拉强度)的优化设计，尤其针对深井及超深井。如果套管受到压裂产生的内压过大，套管可能发生爆裂失效；如果套管受到的地层外压过大，套管可能发生挤毁失效，上述事故发生都将造成油气井报废。 (水泥环对地层压力传递的影响)

研究水泥环对地层压力的传递特性及演化规律，为套管进行全生命周期的强度设计和选材及深井、超深井的开采提供保证。

目前，我国还没有能模拟油气井管外水泥环压力传递演化规律的测试装置及方法，无法对水泥环压力传递特性及演化规律进行系统性的评价。为此，本实用新型提出一种水泥环压力传递演化规律的测试装置，并给出对应的测试方法，该装置既可以模拟不同地层压力通过水泥环作用于套管外壁的外压/背压及其随时间的演变规律，又能模拟不同水泥浆体系及水泥环厚度对管外水泥环压力传递的影响规律，实现对水泥环压力传递特性及演化规律的测试，明确不同地层压力通过水泥环作用于套管外壁的外压及背压，为深井及超深井套管选材及强度设计提供理论支撑，既能避免减少材料不必要的浪费，又能防止因套管强度不够而造成井筒完整性失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种油气井管外水泥环压力传递演化规律的测试装置，以解决实际油气井套管外水泥环压力传递演化规律不能准确测量的技术难题及其导致套管选材及强度设计问题，尤其针对深井及超深井，并在达到上述目的的同时，最大限度的降低了测试装置及实验成本。