[发明专利]一种高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置

权利要求书

1.一种高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，包括：

第一测管（130），密封釜体（30）侧面连接有多条输入管线，其中一输入管路的输入端由密封釜体（30）侧面伸入至密封釜体（30）内的水泥浆中，其中伸入水泥浆中的至少一条输入管线配置为所述第一测管（130），

其特征在于，

所述第一测管（130）配置有能够观察管口处水泥浆的微观变化的结构，并通过压力表（100）记录相应时刻的压力值P；

第一测管（130）管口处产生预定大小的气泡时，计此时的压力为初始破乳压力P₁；第一测管（130）管口处产生至少单个完整气泡时，计此时的压力为最终破乳压力P₂；第一测管（130）管口处的水泥浆波动、颤动或是产生裂隙之时，计此时的压力为P₃，并以此表征对应时刻的水泥浆的胶凝强度。

2.根据权利要求1所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，所述密封釜体（30）顶部的压力室与一用于向该压力室注入加压流体的输入管线连通。

3.根据权利要求2所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，所述密封釜体（30）的压力腔顶部连接有加压流体泵机组，所述加压流体泵机组用于提供将所述加压流体作用至水泥浆之上从而模拟所述水泥浆处于相应地层下的压力状态时的动力。

4.根据权利要求3所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，加热单元（40）能够向所述密封釜体（30）提供用于模拟所述水泥浆处于不同地层深度下的温度状态的热能。

5.根据权利要求4所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，所述密封釜体（30）的压力腔和其顶部的压力室之间设置有至少一层隔离层（50）。

6.根据权利要求5所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，所述密封釜体（30）和所述加热单元（40）连接于活动支架（20），以能够通过升降所述加热单元（40）的方式向所述密封釜体（30）提供热能。

7.一种基于权利要求1~6任一项所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，包括：

第二测管（140），密封釜体（30）侧面连接有多条输入管线，伸入所述密封釜体（30）侧面压力室中的至少一条输入管线被配置为第二测管（140）；

其特征在于，

所述第二测管（140）呈能够打开结构，使水泥浆300继续发生凝结硬化反应达到预定时间之后，持续泵送平稳缓慢的流体至水泥环和密封釜体30内壁之间的空隙。

8.根据权利要求7所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，当通过第二测管（140）所在位置处的第二窗口（120）观察到水泥环和釜体内壁之间产生松动之时，停止泵入流体，并记录此时的泵入压力，用以表征模拟水泥环和套管之间的胶结强度，且该泵入压力与水泥环和井壁之间的胶结强度呈正相关关系。

9.根据权利要求8所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，用于向所述密封釜体（30）注入加压流体的各输入管线之上配置有流量检测装置（70）、流体输送装置（80）和压力表（100），且所述各输入管线机械和/或电路连通于控制器（90）。

10.根据权利要求9所述的高仿真模拟测量固井一界面胶结强度的监测装置，其特征在于，所述第一测管（130）和第二测管（140）各自的端部处于第一窗口（110）和第二窗口（120）的可见范围之内。