固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油鉆探技術(shù)的高速發(fā)展，對石油工程中的固井作業(yè)要求越來越高。而固井界面環(huán)境更加復(fù)雜，影響因素更多，固井界面膠結(jié)強(qiáng)度對工程質(zhì)量的影響就更大。因此，固井界面膠結(jié)質(zhì)量及強(qiáng)度直接影響油井的使用壽命和開發(fā)效益已是一個(gè)不爭的事實(shí)。
[0003]目前，固井交界面膠結(jié)強(qiáng)度測試沒有系統(tǒng)的測試裝置和明確的操作規(guī)程，而是現(xiàn)場施工后通過超聲波對固井界面膠結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，整個(gè)過程中測試步驟繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作強(qiáng)度大且效率低，還存在一定的安全隱患，測試結(jié)果不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較高，不利于大批樣品的測試。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，使得測試結(jié)果精確，提高了工作效率，便于大批樣品的測試。
[0005]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一方面，本實(shí)用新型提供一種固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，該固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置包括:
[0007]支撐座，所述支撐座具有通孔；
[0008]模擬套管，所述模擬套管的一端與所述支撐座連接，所述模擬套管的管腔與所述通孔尺寸一致且同軸設(shè)置，所述管腔的腔壁用于膠結(jié)水泥石；
[0009]施壓件，所述施壓件設(shè)置在所述模擬套管的另一端，能夠在壓力作用下擠壓所述水泥石，以將所述水泥石從所述管腔的腔壁上脫離掉入所述通孔內(nèi)；
[0010]壓力測試機(jī)，所述壓力測試機(jī)的壓力輸出端與所述施壓件連接，用于對所述施壓件施加所述壓力并記錄最大的壓力值。
[0011]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0012]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，所述施壓件包括:第一受力部和與所述第一受力部連接的第一施力部；
[0013]所述第一受力部與所述壓力輸出端連接，用于接收所述壓力測試機(jī)施加的壓力；
[0014]所述第一施力部的端部與所述水泥石接觸，用于將接收的壓力傳輸給所述水泥石，以使所述水泥石與所述管腔的腔壁脫離；
[0015]其中，所述第一受力部的外徑大于所述第一施力部的外徑，所述第一施力部的外徑小于等于所述管腔的內(nèi)徑。
[0016]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，所述水泥石內(nèi)具有巖心，所述巖心的軸線與所述管腔的軸線平行；
[0017]所述施壓件設(shè)置在所述模擬套管的另一端，能夠在壓力作用下擠壓所述巖心，以將所述巖心從與所述管腔的腔壁膠結(jié)的水泥石上脫離掉入所述通孔內(nèi)。
[0018]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，所述施壓件包括:第二受力部和與所述第二受力部連接的第二施力部；
[0019]所述第二受力部與所述壓力輸出端連接，用于接收所述壓力測試機(jī)施加的壓力；
[0020]所述第二施力部的端部與所述巖心接觸，用于將接收的壓力傳輸給所述巖心，以使所述巖心與所述水泥石脫離；
[0021]其中，所述第二受力部的外徑大于所述第二施力部的外徑，所述第二施力部的外徑小于等于所述巖心的外徑。
[0022]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，所述支撐座的一端部上設(shè)有支撐臺，所述支撐臺沿著所述管腔的腔壁設(shè)置，用于支撐所述模擬套管。
[0023]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，所述支撐臺的寬度與所述模擬套管的厚度一致。
[0024]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，其中，還包括:加熱器、高壓釜和養(yǎng)護(hù)杯；相應(yīng)的，
[0025]所述模擬套管還具有可拆卸的管蓋，所述管蓋上設(shè)有孔，所述孔通過管線與所述壓力輸出端連接；
[0026]所述高壓釜與所述管蓋螺紋連接，所述高壓釜內(nèi)部放置所述養(yǎng)護(hù)杯，所述高壓釜外部有所述加熱器。
[0027]另一方面，本實(shí)用新型提供一種固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法，應(yīng)用于上述所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置進(jìn)行測試的方法，該方法包括:
[0028]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0029]將水泥石與所述模擬套管膠結(jié)，其中，所述水泥石位于所述模擬套管的管腔內(nèi)且與所述管腔的腔壁膠結(jié)；
[0030]將膠結(jié)有水泥石的模擬套管的一端放置在所述支撐座上，且所述水泥石與所述支撐座的通孔同軸設(shè)置；
[0031 ]將所述施壓件放置在所述膠結(jié)有水泥石的模擬套管的另一端上；
[0032]采用壓力測試機(jī)對所述施壓件施加壓力，使所述水泥石從所述管腔的腔壁上脫離，或者，所述水泥石中的巖心從所述水泥石上脫離;其中，所述壓力方向?yàn)樗鏊嗍妮S線方向；
[0033]記錄所述壓力測試機(jī)的最大壓力值，并計(jì)算固井界面膠結(jié)強(qiáng)度。
[0034]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法，其中，所述將水泥石與所述模擬套管膠結(jié)具體為:
[0035]將所述模擬套管的端部通過管蓋密封；
[0036]采用鉆井液、沖洗液和隔離液依次對所述模擬套管的腔壁進(jìn)行潤濕清洗3_5min;
[0037]將水泥漿灌滿密封的模擬套管；
[0038]將灌滿水泥漿的模擬套管放在養(yǎng)護(hù)釜內(nèi)加溫180°C，加壓20MPa，并養(yǎng)護(hù)48h或72h，形成與所述模擬套管膠結(jié)的所述水泥石。
[0039]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法，其中，所述水泥石的外徑小于等于所述通孔的外徑;所述水泥石與所述施壓件的接觸面積大于等于所述施壓件一端的端面積。
[0040]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法，其中，所述將水泥石與所述模擬套管膠結(jié)具體為:
[0041]將所述模擬套管的端部通過管蓋密封，在所述模擬套管的中心固定巖心；
[0042]采用鉆井液、沖洗液和隔離液依次對所述模擬套管的腔壁進(jìn)行潤濕清洗3_5min;
[0043]將水泥漿灌滿所述巖心與所述模擬套管形成的環(huán)形空間；
[0044]將灌滿水泥漿的模擬套管放在養(yǎng)護(hù)釜內(nèi)加溫180°C，加壓20MPa，并養(yǎng)護(hù)48h或72h，形成具有巖心且與所述模擬套管膠結(jié)的所述水泥石。
[0045]如前所述的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法，其中，所述巖心的外徑小于等于所述通孔的外徑;所述巖心與所述模擬套管同高度;所述巖心與所述施壓件的接觸面積大于等于所述施壓件一端的端面積。
[0046]借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0047]—、本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案通過在支撐座上設(shè)通孔，將模擬套管設(shè)置在支撐座上且模擬套管的管腔與通孔同軸設(shè)置，再在模擬套管的一端上設(shè)有連接壓力測試機(jī)的施壓件，當(dāng)壓力測試機(jī)對施壓件施加壓力時(shí)，施壓件能夠使模擬套管中的水泥石從模擬套管上脫離，記錄壓力測試機(jī)的最大壓力值以計(jì)算固井界面膠結(jié)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了模擬井下真實(shí)環(huán)境的測試，測試精確，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用性較高。
[0048]二、本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案通過將水泥漿注入模擬套管內(nèi)模擬井下環(huán)境使水泥漿形成水泥石后與模擬套管膠結(jié)，將模擬套管的一端放置在支撐座上后，另一端放上施壓件，在通過壓力測試機(jī)對施壓件施加壓力，使施壓件將水泥石從模擬套管上脫離，同時(shí)記錄壓力測試機(jī)的最大壓力值，最后計(jì)算出固井界面的膠結(jié)強(qiáng)度。因此，較現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的測試步驟是先進(jìn)行固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試，然后在進(jìn)行現(xiàn)場施工。在進(jìn)行固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試的過程中可以對水泥漿、測試環(huán)境參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整，使得測試結(jié)果精確，提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度，成本較低，便于大批樣品的測試。
[0049]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0050]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0051]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置中施壓件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置中模擬套管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置中支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的試驗(yàn)臺其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0057]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的一種固井界面膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置包括:支撐座10(如圖4所示)，模擬套管20(如圖3所示)，施壓件30(如圖2所示)和壓力測試機(jī)40。支撐座10具有通孔U。模擬套管20的一端與支撐座10連接，模擬套管20的管腔21與通孔11尺寸一致且同軸設(shè)置，管腔21的腔壁用于膠結(jié)水泥石I。模擬套管20與水泥石I膠結(jié)的具體實(shí)現(xiàn)為:將水泥漿注入模擬套管20內(nèi)后，對模擬套管20加溫加壓以模擬井下真實(shí)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)對井下真實(shí)環(huán)境下的固井界面的膠結(jié)強(qiáng)度測試。其中，水泥石I的長度與模擬套管20的高度一致。施壓件30設(shè)置在模擬套管20的另一端，能夠在壓力f作用下擠壓水泥石I，以將水泥石I從管腔21的腔壁上脫離掉入通孔11內(nèi)。其中，施壓件的作用力在水泥石的中心處，使得水泥石均勻受力，從而提高了測量精度。壓力測試機(jī)40的壓力輸出端與施壓件30連接，無需加壓栗及溫度控制裝置只需壓力檢測機(jī)輔助即可，生產(chǎn)成本較低。壓力測試機(jī)40用于對施壓件30施加壓力并記錄最大的壓力值，在通過計(jì)算得出固井界面的膠結(jié)強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。這里需要說明的是，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了對水泥石I與固井膠結(jié)的界面進(jìn)行的測試，即固井第一界面膠結(jié)強(qiáng)度測試。
[0058]具體實(shí)施時(shí)，如圖2所示，上述所述的施壓件30可以包括:第一受力部31和與第一受力部31連接的第一施力部32。第一受力部31與壓力輸出端連接，用于接收壓力測試機(jī)40施加的壓力。第一施力部32的端部與水泥石I接觸，用于將接收的壓力傳輸給水泥石I，以使水泥石