[发明专利]高温高压气井水泥环密封完整性评价系统

摘要

本发明公开了一种高温高压气井水泥环密封完整性评价系统，包括套管、固井水泥环、筒状模拟地层、密封胶套、耐压外筒、外筒下法兰、外筒上法兰、套管上法兰、套管下法兰、套管下堵头、套管上堵头、气井温度模拟调节装置、围压模拟调控装置、套管内压力模拟调控装置和气窜模拟及水泥环密封泄压模拟装置，系统中围有密闭的围压模拟环形密封腔和固井水泥环端面泄压模拟密封腔。本系统可根据高温高压气井的实际工况，模拟温度及压力的持续变化对水泥环密封失效的影响，并根据环空带压情况，实现环空气体泄压值、泄压步长、泄压周期等参数对水泥环完整性的评价。

主权项

1.一种高温高压气井水泥环密封完整性评价系统，其特征在于：包括套管（1）、固井水泥环（2）、筒状模拟地层（4）、密封胶套（5）、耐压外筒（6）、外筒下法兰（7）、外筒上法兰（8）、套管上法兰（9）、套管下法兰（10）、套管下堵头（11）、套管上堵头（12）、气井温度模拟调节装置、围压模拟调控装置、套管内压力模拟调控装置和气窜模拟及水泥环密封泄压模拟装置，密封胶套（5）套装在筒状模拟地层（4）的外围，耐压外筒（6）套装在密封胶套（5）的外围，耐压外筒（6）的长度小于筒状模拟地层（4）的长度，外筒下法兰（7）和外筒上法兰（8）套装在筒状模拟地层（4）的外围且通过螺栓（13）分别与耐压外筒（6）的两端连接，耐压外筒（6）的两端分别与外筒下法兰（7）和外筒上法兰（8）之间设有密封圈，密封胶套（5）、耐压外筒（6）、外筒下法兰（7）和外筒上法兰（8）围成了一个密闭的围压模拟环形密封腔（14），所述耐压外筒（6）的筒壁上设有高压气流动端口（15），所述围压模拟调控装置通过高压气流动端口（15）将高压气送入围压模拟环形密封腔（14）内；套管（1）位于筒状模拟地层（4）内，固井水泥环（2）位于套管（1）和筒状模拟地层（4）之间，并且固井水泥环（2）的长度分别小于套管（1）的长度和筒状模拟地层（4）的长度，套管上法兰（9）、套管下法兰（10）位于筒状模拟地层（4）的两端，并且通过螺栓（16）分别与外筒上法兰（8）、外筒下法兰（7）连接，套管下堵头（11）、套管上堵头（12）分别固定在套管上法兰（9）、套管下法兰（10）上，套管下堵头（11）、套管上堵头（12）插接在套管（1）的两端将套管（1）封闭，套管（1）的两端与套管下堵头（11）、套管上堵头（12）之间设有全氟密封圈，所述气井温度模拟调节装置用以调节套管（1）内的模拟温度，所述套管内压力模拟调控装置用以调节套管（1）内的模拟压力，筒状模拟地层（4）、固井水泥环（2）、套管（1）和套管上法兰（9）围成一个固井水泥环端面泄压模拟密封腔（3），套管上法兰（9）上设有与固井水泥环端面泄压模拟密封腔（3）连通的泄压模拟进气通道（17），所述套管下法兰（10）上设有与筒状模拟地层（4）的端面相对的窜流模拟进气通孔（18），气窜模拟及水泥环密封泄压模拟装置通过泄压模拟进气通道（17）给固井水泥环端面泄压模拟密封腔（3）输入高压气；气窜模拟及水泥环密封泄压模拟装置给窜流模拟进气通孔（18）输入高压气。