一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油田低密度固井領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬井下條件的泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯，泡沫水泥漿混配漿杯以及帶壓管路；所述混配漿杯在所述帶壓管路下進(jìn)行泡沫水泥漿發(fā)泡和混漿；之后將預(yù)混后泡沫水泥漿帶壓輸入所述養(yǎng)護(hù)漿杯中，對泡沫水泥漿進(jìn)行強度養(yǎng)護(hù)；所述養(yǎng)護(hù)漿杯設(shè)置為帶壓結(jié)構(gòu)，用于模擬井下高溫高壓環(huán)境；所述帶壓結(jié)構(gòu)采用漿杯內(nèi)設(shè)置活塞結(jié)構(gòu)。解決實驗室評價模擬井下復(fù)雜條件下泡沫水泥石強度發(fā)展趨勢的規(guī)律的問題，對于優(yōu)選物理發(fā)泡劑和現(xiàn)在進(jìn)行泡沫水泥漿固井作用具有指導(dǎo)作用。
【專利說明】一種耐高溫高壓泡沬水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田低密度固井領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬井下條件的泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫水泥是指在常規(guī)水泥漿中混入一定量的泡沫，形成固、液、氣三相且具有高度分散性的多相體系。泡沫水泥固井主要是降低水泥漿密度，從而降低環(huán)空水泥漿段的液柱壓力，以解決低壓易漏油層的固井漏失問題，并起到保護(hù)油層的作用。泡沫水泥漿雖然在50多年前就己被用于建筑行業(yè)，但是油井泡沫水泥漿還是在1975年由美國的Aldrich和Mitchell首次提出，1984年，Smith等人在加拿大東海岸的深水地區(qū)，使用泡沫水泥進(jìn)行固井，成功實現(xiàn)了長封固、漏失地層的一次性固井作業(yè)。在國內(nèi)，對使用泡沫水泥進(jìn)行固井施工的研究始于1985年，隨后相繼在各個油田得以研究和發(fā)展，此外隨著發(fā)泡和穩(wěn)泡技術(shù)的發(fā)展，以及固井設(shè)備性能的提高，使得泡沫低密度水泥固井技術(shù)得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)在泡沫水泥漿主要包括:物理發(fā)泡機械混合和化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡。物理機械發(fā)泡又分成將泡沫預(yù)先發(fā)好然后與水泥漿泵前混合和在水泥車泵后充氮發(fā)泡兩者方式，化學(xué)發(fā)泡是將發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑分別混入灰樣和配漿水中，在固井施工的過程中兩者因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。與化學(xué)反應(yīng)生成氮氣相比，機械充氮泡沫水泥的強度明顯要高。因為化學(xué)發(fā)泡的水泥漿中含有強氧化劑，對水泥石的整體性能會產(chǎn)生破壞。且由于化學(xué)發(fā)泡的化學(xué)劑中亞硝酸鹽和氨具有腐蝕性和毒性，亞硝酸鹽和氧化劑與水泥漿外加劑相互之間的作用關(guān)系復(fù)雜，所以沒有推廣開。
[0003]隨著泡沫固井技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)盡管泡沫固井技術(shù)已在現(xiàn)場展開，但室內(nèi)對泡沫水泥漿的研究還僅限于從理論上對泡沫水泥漿的性能影響規(guī)律進(jìn)行研究，對泡沫水泥漿的物理發(fā)泡的實驗室研究最關(guān)鍵的是模擬井下的高溫高壓的條件，在泡沫固井注水泥施工過程中，泡沫水泥漿的流動都存在一定壓力，而且泡沫水泥漿的體積和密度變化都受壓力的影響，因此要真實的測定現(xiàn)場泡沫水泥漿的性能，需在密閉帶壓條件下進(jìn)行。目前室內(nèi)采用的機械注氮方式產(chǎn)生泡沫的方式多為機械攪拌發(fā)泡，它是將發(fā)泡液倒入攪拌漿杯中，然后用攪拌機的葉片剪切發(fā)泡液,通過在氣體(一般指氮氣)中攪動液體,把氣體攪入液體中而產(chǎn)生泡沫，通過水泥漿和泡沫混合的相關(guān)裝置，采用泡沫在帶壓的情況下產(chǎn)生，在密閉的容器中和水泥漿混合均勻，并在壓力的作用下注入本專利提及的高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯，放入油井水泥石強度評價的高溫高壓養(yǎng)護(hù)釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方式，泡沫水泥漿在一定齡期內(nèi)養(yǎng)護(hù)成型，然后脫模，測定泡沫水泥石的強度及滲透率變化規(guī)律，為現(xiàn)場推廣泡沫水泥漿的應(yīng)用具有指導(dǎo)性的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提出了一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及其方法，該裝置能解決實驗室評價模擬井下復(fù)雜條件下泡沫水泥石強度發(fā)展趨勢的規(guī)律的問題，對于優(yōu)選物理發(fā)泡劑和現(xiàn)在進(jìn)行泡沫水泥漿固井作用具有指導(dǎo)作用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為
[0006]一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯，泡沫水泥漿混配漿杯以及帶壓管路；所述混配漿杯在所述帶壓管路下進(jìn)行泡沫水泥漿發(fā)泡和混漿；之后將預(yù)混后泡沫水泥漿帶壓輸入養(yǎng)護(hù)漿杯中，對水泥石進(jìn)行強度養(yǎng)護(hù)；
[0007]所述養(yǎng)護(hù)漿杯設(shè)置為帶壓結(jié)構(gòu)，用于模擬井下高溫高壓環(huán)境；所述帶壓結(jié)構(gòu)采用漿杯內(nèi)設(shè)置活塞結(jié)構(gòu)。
[0008]所述帶壓管路包括高壓氮氣罐，高壓管線和控制閥；所述混配漿杯在所述帶壓管路的加壓環(huán)境下進(jìn)行發(fā)泡和混漿。
[0009]在具體的發(fā)明里，所述的養(yǎng)護(hù)漿杯包括漿杯1，底座2，三通閥桿8，活塞3，活塞座10和備壓螺桿12 ;所述三通閥桿8設(shè)置底座2內(nèi)，且在所述閥桿8上設(shè)置有水平進(jìn)液口和底座密封螺釘13 ;所述活塞3設(shè)置在所述漿杯I內(nèi)腔中；所述備壓螺桿12 —端通過工字型活塞座10與活塞3接觸式連接，另一端通過螺扣穿過連桿4，把手設(shè)置在所述漿杯I外，用于控制壓力。
[0010]為了配合帶壓結(jié)構(gòu)，所述養(yǎng)護(hù)漿杯還包括一組固定件和一組密封件；所述固定件包括底座2，底座密封螺釘13，活塞螺釘9，活塞擋環(huán)11，連桿4和連桿螺釘5 ;所述密封件包括底座密封螺釘13，O型密封圈15，底座2的O型密封圈6以及活塞3的O型密封圈7 ；
[0011]所述漿杯I與底座2絲扣密封連接，并通過底座2的O型密封圈6密封；所述三通閥桿8設(shè)置在所述底座2內(nèi)，所述三通閥桿8設(shè)置在所述底座2內(nèi)，且通過所述底座密封螺釘13控制所述三通閥桿8的開閉，所述O型密封圈15密封所述三通閥桿8 ;所述活塞螺釘9與所述活塞3螺扣密封連接，且所述活塞通過活塞3的O型密封圈7與所述漿杯I內(nèi)壁密封；所述活塞擋環(huán)11設(shè)置在漿杯I的頂端，并通過絲扣固接在漿杯I內(nèi)，所述連桿4通過連桿螺釘5與所述漿杯I壁固接。
[0012]所述系統(tǒng)還包括一個高溫高壓釜，所述養(yǎng)護(hù)漿杯放入所述的高溫高壓釜進(jìn)行強度養(yǎng)護(hù)。
[0013]具體的應(yīng)用中，所述壓力范圍控制在0.3-0.5MPa。
[0014]所述的活塞3直徑30-60mm ;漿杯I的高度150_250mm ;厚度12_20mm，且所述漿杯耐受壓力為25-35MPa。
[0015]本發(fā)明的另一發(fā)明點是利用泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方法，所述方法包括:
[0016]混漿步驟，所述混漿步驟包括將水泥基漿和泡沫混配；所述水泥基漿的密度圍為
1.88-1.91g/cm3 ;泡沫是根據(jù)發(fā)泡劑發(fā)泡倍數(shù)的要求，由發(fā)泡劑的發(fā)泡液高速剪切產(chǎn)生；所述混配比例為0.3-0.5% ；
[0017]混漿輸入養(yǎng)護(hù)漿杯步驟，所述步驟包括預(yù)混好的漿液通過帶壓管線將泡沫水泥漿通過所述三通閥桿8的水平入口進(jìn)入養(yǎng)護(hù)漿杯內(nèi)，輸入時，泡沫水泥漿會通過三通閥桿8進(jìn)入密封的漿杯內(nèi)并且推動活塞3向上移動，為了控制活塞3移動速率手動控制備壓螺桿12的后退速率，所述后退速率根據(jù)泡沫和水泥漿混配壓力的不同，控制在l-3mm/s，保證泡沫水泥漿均勻的注入漿杯內(nèi)，當(dāng)活塞3頂?shù)剿龌钊麚醢?1的位置時，斷開所述三通閥桿8三通水平入口外的快速接頭并將三通閥桿8底端密封螺母擰緊關(guān)閉三通閥門；擰開螺母5并將備壓螺桿12和連桿4取下。
[0018]高溫高壓養(yǎng)護(hù)步驟，將取下備壓螺桿12和連桿4的養(yǎng)護(hù)漿杯放入高溫高壓釜，進(jìn)行高溫高壓養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)的溫度50-90°C，壓力范圍為:10-20MPa。
[0019]所述方法還包括檢測步驟，泡沫水泥漿在帶壓的情況下注入養(yǎng)護(hù)漿杯通過高溫高壓養(yǎng)護(hù)成型后形成水泥石，因此需要測定的強度和滲透率的水泥石是一直放置在該漿杯中，將待測水泥石從養(yǎng)護(hù)漿杯中取出，測定其強度及滲透率
[0020]具體的水泥為G級油井水泥，水為一般的自來/K，配制后水泥漿的n=0.3-0.5，K=0.9-1.5之間。η值是流動指數(shù)，K是稠度系數(shù)，二者都是反映水泥流變狀態(tài)的參數(shù)，η值越小，K值越大水泥漿體流動性較弱，降低泡沫表面的張力有利于泡沫在水泥漿內(nèi)均勻混合，從而達(dá)到穩(wěn)泡的作用。發(fā)泡劑為蛋白質(zhì)類液體發(fā)泡劑，發(fā)常壓下泡倍數(shù)為18-25，泡沫形成后的高度變化半衰期為1800s左右；備壓螺桿為軸承鋼，螺距為
4.8-6.0mm ；
[0021]本發(fā)明的耐高溫高壓泡沫水泥漿養(yǎng)護(hù)裝置由柱體、底蓋、帶有密封圈的活塞加有備壓的上蓋及快速轉(zhuǎn)化接頭組成。
[0022]本發(fā)明的特點如下:
[0023](I)杯筒全部采用耐腐蝕、耐磨損的不銹鋼材料，以能耐高溫高壓；
[0024](2)上下杯蓋特點:多絲扣，能耐25_35MPa的壓力，上杯蓋為空心頂住活塞的擋環(huán)，下杯蓋有一個帶三抓底座的不銹鋼蓋；
[0025](3)活塞材料選用加有上下密封圈的不銹鋼材料，活塞直徑30_60mm，漿杯的底蓋和運動活塞均采用O型圈密封，而活塞更是采用了雙重密封方式以保證活塞在運動的過程中的密封行，能有效保證漿杯能耐高壓，而密封圈同樣采用的是抗高溫的改性橡膠。
[0026](4)備壓系統(tǒng)由活塞座，備壓螺桿，連桿組成，能給漿杯內(nèi)的水泥漿施加穩(wěn)定的備壓，通過搖動連桿，退出絲桿，慢慢釋放備壓，絲桿移動速率l-3mm/s，使泡沫水泥漿可以緩慢均勻注入取樣器中；
[0027](5)直杯筒高度150-250mm ;厚度12_20mm，活塞到頂部的設(shè)計高度正好是熱電偶能接觸的高度，在進(jìn)行高溫高壓養(yǎng)護(hù)時，能保證熱電偶測得的溫度與漿杯內(nèi)泡沫水泥漿養(yǎng)護(hù)的溫度一致；
[0028](6)配合使用的加壓系統(tǒng)由高壓氮氣瓶、高壓管線、放氣閥和截止閥組成為泡沫水泥漿提供帶壓的環(huán)境。
[0029]通過泡沫水泥漿高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯養(yǎng)護(hù)后的泡沫水泥石體積完整，沒有出現(xiàn)體積收縮的現(xiàn)象，對于密度為1.5g/cm3的水泥石，測定其48h抗壓強度為12.4MPa，相應(yīng)的滲透率為0.058md,相對于常壓養(yǎng)護(hù)的泡沫水泥石，高溫高壓養(yǎng)護(hù)后的水泥石的抗壓強度較大，滲透率較低，能真實反映水泥石在井下的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯的外部正視結(jié)構(gòu)示意圖；[0032]圖3為泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]將結(jié)合
【發(fā)明內(nèi)容】
和【具體實施方式】加以說明
[0034]圖中，1-漿杯；2-底座；3-活塞；4-連桿；5-螺釘；6_0型圈；7_0型圈；8_三通閥桿；9_螺釘；10_活塞座；11_活塞擋環(huán)；12_備壓螺桿；13_底座密封螺釘；14_底座支撐螺母；15-0型圈。
【具體實施方式】
[0035]所述的養(yǎng)護(hù)漿杯包括漿杯1，三通閥桿8，活塞3，活塞座10和備壓螺桿12 ;所述三通閥桿8設(shè)置在所述漿杯底座2內(nèi)，且在所述三通閥桿8上設(shè)置有水平進(jìn)液口和底端密封口 ；所述活塞3設(shè)置在所述漿杯I內(nèi)腔中；所述備壓螺桿12 —端通過工字型活塞座10將活塞3和備壓螺桿12接觸式連接，另一端通過螺扣穿過連桿4，把手設(shè)置在所述漿杯I外，用于控制壓力。
[0036]為了配合帶壓結(jié)構(gòu)，所述養(yǎng)護(hù)漿杯還包括一組固定件和一組密封件；所述固定件包括底座2，底座密封螺釘13，活塞螺釘9，活塞擋環(huán)11，連桿4和連桿螺釘5 ；所述密封件包括底座密封螺釘13的O型密封圈15，底座2的O型密封圈6以及活塞3的O型密封圈7 ；
[0037]所述漿杯I與底座2絲扣密封連接，并通過底座2的O型密封圈6密封；所述三通閥桿8設(shè)置在所述底座2內(nèi)，而且通過三通閥桿8的O型密封圈15密封；活塞螺釘9和活塞3通過螺扣密封連接，所述活塞座10通過工型將活塞3和備壓螺桿接觸式連接，方便備壓螺桿在活塞座10轉(zhuǎn)動而不會擰松活塞螺釘9。且所述活塞通過活塞3的O型密封圈7與所述漿杯I內(nèi)壁密封；所述活塞擋環(huán)11設(shè)置在漿杯I的頂端，并通過絲扣固接在漿杯I內(nèi)，所述連桿4通過連桿螺釘5與所述漿杯I壁螺扣固接。
[0038]所述的活塞3直徑30-60mm ;漿杯I的高度150_250mm ;厚度12_20mm，且所述漿杯耐受壓力為25-35MPa。
[0039]泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯是配合著泡沫水泥漿混配漿杯使用的，另外需要由高壓氮氣瓶、高壓管線、放氣閥和截止閥組成為泡沫水泥漿提供帶壓的環(huán)境，泡沫水泥漿混配漿杯在加壓系統(tǒng)提高的壓力下進(jìn)行發(fā)泡和混漿，事先將2-底座和11-活塞擋板都抒緊密封好，4-連桿通過5-螺釘與1-衆(zhòng)杯固定好,2-底座利用的絲扣與1-衆(zhòng)杯密封好，實驗開始時活塞的位于漿杯的最底部。預(yù)混好了之后通過帶壓管線將泡沫水泥漿通過三通8-閥桿的水平入口進(jìn)入養(yǎng)護(hù)漿杯內(nèi)，因為漿杯內(nèi)的壓力小于加壓系統(tǒng)，泡沫水泥漿會通過閥桿進(jìn)入漿杯內(nèi)并且推動活塞向上移動，為了控制活塞移動速率要手動控制12-備壓螺桿的后退速率保證泡沫水泥漿能均勻的注入漿杯內(nèi)，當(dāng)3活塞頂?shù)?1-活塞擋板的位置時，斷開所述三通閥桿(8)水平入口外的快速接頭并將底端密封螺母擰緊關(guān)閉三通閥門；擰開螺母(5)并將備壓螺桿(12)和連桿(4)取下。
[0040]實例1:
[0041 ] 在泡沫水泥漿混漿杯中，水泥基漿密度1.88g/cm3,泡沫由含0.3%的發(fā)泡劑的發(fā)泡液高速剪切產(chǎn)生。泡沫和水泥漿以質(zhì)量比為5:100混配，通過加壓系統(tǒng)提高0.3-0.5MPa的壓力將混漿杯內(nèi)的泡沫水泥漿通過快速轉(zhuǎn)化接頭注入高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯中，在注入的過程中，同時調(diào)節(jié)備壓螺桿，保證進(jìn)入高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯內(nèi)泡沫水泥漿均勻，沒有游離氣進(jìn)入，保證養(yǎng)護(hù)后的水泥石的完整性。[0042]實例2
[0043]在泡沫水泥漿混漿杯中，水泥基漿密度1.89g/cm3,泡沫由含0.3%的發(fā)泡劑的發(fā)泡液高速剪切產(chǎn)生。泡沫和水泥漿以質(zhì)量比為3:100混配，通過加壓系統(tǒng)提高0.3-0.5MPa的壓力將混漿杯內(nèi)的泡沫水泥漿通過快速轉(zhuǎn)化接頭注入高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯中，在注入的過程中，同時調(diào)節(jié)備壓螺桿，保證進(jìn)入高溫高壓養(yǎng)護(hù)漿杯內(nèi)泡沫水泥漿均勻，沒有游離氣進(jìn)入，保證養(yǎng)護(hù)后的水泥石的完整性。
[0044]表1:實例I對比實驗結(jié)果
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括泡沫水泥漿耐高溫高壓強度養(yǎng)護(hù)漿杯，泡沫水泥漿混配漿杯以及帶壓管路；所述混配漿杯在所述帶壓管路下進(jìn)行泡沫水泥漿發(fā)泡和混漿；之后將預(yù)混后泡沫水泥漿帶壓輸入所述養(yǎng)護(hù)漿杯中，對水泥石進(jìn)行強度養(yǎng)護(hù)； 所述養(yǎng)護(hù)漿杯設(shè)置為帶壓結(jié)構(gòu)，用于模擬井下高溫高壓環(huán)境；所述帶壓結(jié)構(gòu)采用漿杯內(nèi)設(shè)置活塞結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的養(yǎng)護(hù)漿杯包括漿杯(1)，三通閥桿(8)，活塞(3)，活塞座(10)和備壓螺桿(12)；所述三通閥桿(8 )設(shè)置在所述漿杯底座(2 )內(nèi)，且在所述三通閥桿(8 )上設(shè)置有水平進(jìn)液口和底端密封口 ；所述活塞(3)設(shè)置在所述漿杯(I)內(nèi)腔中；所述備壓螺桿(12)—端通過所述工字型活塞座(10)和活塞(3)接觸式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于: 所述養(yǎng)護(hù)漿杯還包括一組固定件和一組密封件；所述固定件包括底座(2)，底座支撐螺母(14)，活塞螺釘(9)，活塞擋環(huán)(11)，連桿(4)和連桿螺釘(5);所述密封件包括底座密封螺釘(13)，三通閥桿(8)的O型密封圈(15)，底座(2)的O型密封圈(6)以及活塞(3)的O型密封圈(7)； 所述漿杯(I)與底座(2)絲扣密封連接，并通過底座(2)通過O型密封圈(6)密封；所述三通閥桿(8 )設(shè)置在所述底座(2 )內(nèi)，且通過所述底座密封螺釘(13)控制所述三通閥桿(8)的開閉，所述O型密封圈 (15)密封所述三通閥桿(8);所述活塞螺釘(9)和活塞(3)通過螺扣固接，且所述活塞通過活塞(3)的O型密封圈(7)與所述漿杯(I)內(nèi)壁密封；所述活塞擋環(huán)(11)設(shè)置在漿杯( I)的頂端，并通過絲扣固接在漿杯(I)內(nèi)，所述連桿(4 )通過連桿螺釘(5 )與所述漿杯(I)壁固接。 所述備壓螺桿(12) —端通過所述工字型活塞座(10 )和活塞(3 )接觸式連接，另一端通過螺扣穿過連桿(4)，所述備壓螺桿(12)的把手設(shè)置在所述漿杯(I)外，用于控制壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于: 所述帶壓管路包括高壓氮氣罐，高壓管線和控制閥；所述混配漿杯在所述帶壓管路的加壓環(huán)境下進(jìn)行發(fā)泡和混漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于: 所述壓力范圍控制在0.3-0.5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)還包括一個高溫高壓釜，所述養(yǎng)護(hù)漿杯放入所述的高溫高壓釜進(jìn)行強度養(yǎng)護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫高壓泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于:所述的活塞(3)直徑30-60mm;漿杯(I)的高度150_250mm ;厚度12_20mm，且所述漿杯(I)及絲扣連接處耐受壓力為25-35MPa。
8.采用權(quán)利要求1-7之一所述的泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方法，其特征在于，所述方法包括: 混漿步驟，所述混漿步驟包括將水泥基漿和泡沫混配；所述水泥基漿的密度范圍為1.88-1.91g/cm3 ;泡沫是根據(jù)發(fā)泡劑發(fā)泡倍數(shù)的要求，由發(fā)泡劑的發(fā)泡液高速剪切產(chǎn)生；所述混配比例為0.3-0.5% ； 混漿輸入養(yǎng)護(hù)漿杯步驟，所述步驟包括預(yù)混好的漿液通過帶壓管線將泡沫水泥漿通過所述三通閥桿(8)的三通水平入口進(jìn)入養(yǎng)護(hù)漿杯內(nèi)，輸入時，泡沫水泥漿會通過閥桿向上運移并且推動活塞(3)向上移動，為了控制活塞(3)移動速率手動控制備壓螺桿(12)的后退速率，所述后退速率根據(jù)泡沫和水泥漿混配壓力的不同，控制在l-3mm/s，保證泡沫水泥漿均勻的注入漿杯內(nèi)，當(dāng)活塞(3)頂?shù)剿龌钊麚醢?11)的位置時，斷開所述三通閥桿(8)三通水平入口外的快速接頭并將三通下端的底座密封螺釘(13)擰緊關(guān)閉三通閥門；擰開連桿螺釘(5)并將備壓螺桿(12)和連桿(4)取下，方便后續(xù)的高溫高壓養(yǎng)護(hù)； 高溫高壓養(yǎng)護(hù)步驟，將取下備壓螺桿(12)和連桿(4)的養(yǎng)護(hù)漿杯放入高溫高壓釜，進(jìn)行高溫高壓養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)的溫度50-90°C，壓力范圍為:10-20MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)方法，其特征在于，所述方法包括: 水泥為G級油井水泥，配制后水泥漿的n=0.3-0.5, K=0.9-1.5之間；其中，η值是流動指數(shù)，K是稠度系數(shù)；發(fā)泡劑為蛋白質(zhì)類液體發(fā)泡劑，發(fā)常壓下泡倍數(shù)為18-25，泡沫形成后的高度變化半衰期為1800s左右；備壓螺桿的螺距為4.8-6.0mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泡沫水泥漿強度養(yǎng)護(hù)方法，其特征在于，所述方法包括: 所述方法還包括檢測步驟，水泥漿在帶壓的情況下注入養(yǎng)護(hù)漿杯通過高溫高壓養(yǎng)護(hù)成型后形成水泥石，將待測水泥石從養(yǎng)`護(hù)漿杯中取出，測定其強度及滲透率。
【文檔編號】E21B47/005GK103510910SQ201210208464
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】劉建, 劉偉, 丁士東, 桑來玉, 周仕明, 周體秋, 汪曉靜, 方春飛, 張林海 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院