水泥浆性能试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水泥浆性能试验系统，其包括：具有一贯穿通道的壳体，所述壳体内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶凝强度测试装置，所述水泥浆静胶凝强度测试装置包括超声波探头和/或搅拌测试装置。设置于所述壳体上端的密封盖；设置于所述壳体下端的底座，所述底座上设置有用于监测水泥浆失重的压力传感器。本实用新型专利技术提供的水泥浆性能试验系统能够用于实验室模拟水泥浆静胶凝状态下的水泥浆失重过程，测试得到水泥浆失重与水泥浆静胶凝强度发展的关系，为水泥浆浆柱结构设计以及注水泥后的压稳工艺措施提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开采
，特别涉及一种水泥浆性能试验系统。
技术介绍
固井注水泥施工结束后，水泥浆将会由液态发展到固态，即水泥石。水泥浆在液态状态下，液柱压力可完全传递到井底，保证压。稳井底油气水层，防止发生窜流；水泥浆发展到固态时，即水泥石状态下，由于水泥石状态具有一定的强度，能够与地层胶结，可防止地层油气水窜流。但是水泥浆发展到水泥石并不是瞬间完成的，而是需要过渡到“半液态、半固态”的状态，即胶凝状态，这种状态将大幅度降低液柱压力传递效率，即水泥浆的失重，上部液柱压力无法完全传递到井底，导致压稳失效，同时又未形成强度或与地层胶结，因此地层油气水层极易发生窜流，影响层间封隔质量。目前，国内外对水泥浆防窜性能主要有两个手段：实验手段和理论计算。理论方面认为水泥浆失重后压力传递降低，以地层水密度换算成水泥浆静液注压力，理论比较粗糙，且水泥浆何时失重不能明确，不能为注水泥后的压稳工艺措施提供数据支撑。在实验方面，主要在圆柱形的空腔内灌满水泥浆，圆柱底部采用承重的方式监测水泥浆随水化进行底部压力变化，以此判断水泥浆处于何种状态。但是，这种方法存在局限性，无法监测水泥浆失重时，水泥浆的状态，即液态或者胶凝状态。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种水泥浆性能试验系统，其能够在水泥浆失重过程中监测水泥浆的状态。本技术实施例的具体技术方案是：一种水泥浆性能试验系统，其包括：具有一贯穿通道的壳体，所述壳体内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶凝强度测试装置，所述水泥浆静胶凝强度测试装置包括超声波探头和/或搅拌测试装置。设置于所述壳体上端的密封盖；设置于所述壳体下端的底座，所述底座上设置有用于监测水泥浆失重的压力传感器。优选地，所述搅拌测试装置包括通过传动轴穿过所述密封盖设置于所述壳体内部的桨叶。优选地，所述超声波探头为两个，其设置于所述壳体的同一高度，两个所述超声波探头相对设置于所述壳体的两侧。优选地，所述底座上开设有用于向壳体内部通入气体的流道。优选地，所述壳体的侧壁内开设有能容置液体的环形空间，所述壳体上还开设有与环形空间相连通的、供液体进出的进口和出口。优选地，所述壳体至少包括第一段壳体、与第一段壳体相连接的第二段壳体、与第二段壳体相连接的第三段壳体，所述搅拌测试装置设置于所述第一段壳体处，所述超声波探头设置于所述第二段壳体处，所述第三段壳体处设置有能够开闭的通孔。优选地，所述壳体开设的通孔内设置有滤网。本技术的技术方案具有以下显著有益效果：1、本技术提供的水泥浆性能试验系统能够用于实验室模拟水泥浆静胶凝状态下的水泥浆失重过程，测试得到水泥浆失重与水泥浆静胶凝强度发展的关系，为水泥浆浆柱结构设计以及注水泥后的压稳工艺措施提供数据支撑。2、本水泥浆性能试验系统在监测水泥浆底部液柱压力的同时，可以向水泥浆液柱底部注入氮气，进而测试得到不同时期水泥浆防气窜的能力。3、该水泥浆性能试验系统操作方便，可近似模拟井下真实环境。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本技术。图1为本技术水泥浆性能试验系统上半部分的结构示意图。图2为本技术水泥浆性能试验系统下半部分的结构示意图。以上附图的附图标记：1、壳体；11、第一段壳体；12、第二段壳体；13、第三段壳体；14、第四段壳体；15、环形空间；16、进口；17、出口；18、通孔；19、接箍；2、水泥浆静胶凝强度测试装置；21、搅拌测试装置；211、传动轴；212、桨叶；22、超声波探头；3、密封盖；4、底座；41、流道；42、螺杆；43、螺母；5、压力传感器。具体实施方式结合附图和本技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本技术的细节。但是，在此描述的本技术的具体实施方式，仅用于解释本技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本技术的限制。在本技术的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本技术的范围。图1为本技术水泥浆性能试验系统上半部分的结构示意图，图2为本技术水泥浆性能试验系统下半部分的结构示意图，如图1所示，图2所示，一种水泥浆性能试验系统，其包括：具有一贯穿通道的壳体1，壳体1内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶凝强度测试装置2，水泥浆静胶凝强度测试装置2包括超声波探头22和/或搅拌测试装置21。设置于壳体1上端的密封盖3；设置于壳体1下端的底座4，底座4上设置有用于监测水泥浆失重的压力传感器5。具体而言，壳体1具有一贯穿通道，该贯穿通道内能够容置水泥浆。为了模拟井内真是环境，壳体1一般而言与油管形状相似，其可以呈圆管状，其中贯穿通道的横截面呈圆形。由于壳体1具有一定的长度，如果壳体1为一整体，当其竖直后，由于高度原因不易进行组装以及连接其它测试设置，所示将壳体1拆分成多个部分，以方便进行组装。如此，所述壳体1至少包括第一段壳体111、与第一段壳体111相连接的第二段壳体121、与第二段壳体121相连接的第三段壳体131。所述第一段壳体111、所述第二段壳体121和所述第三段壳体131之间通过接箍19相连接。壳体1内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶凝强度测试装置2，水泥浆静胶凝强度测试装置2可以包括超声波探头22和/或搅拌测试装置21。第一段壳体111的上端可以设置有对壳体1上端进行密封的密封盖3。搅拌测试装置21包括通过传动轴211穿过密封盖3设置于所述壳体1内部的桨叶212。第一段壳体111的内部可以设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的桨叶212，该桨叶212通过传动轴211穿过密封盖3设置于第一段壳体111内部，传动轴211可以沿竖直方向设置，如此，驱动桨叶212旋转的的驱动装置，例如电动机，可以设置在壳体1的外部或密封盖3的上端。第二段壳体121处可以设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的超声波探头22，超声波探头22通过第二段壳体121的侧壁穿设入壳体1内部。在本实施方式中，超声波探头22为两个，其设置于第二段壳体121的同一高度。同时，两个超声波探头22可以相对设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥浆性能试验系统，其特征在于，其包括：具有一贯穿通道的壳体，所述壳体内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶凝强度测试装置，所述水泥浆静胶凝强度测试装置包括超声波探头和/或搅拌测试装置；设置于所述壳体上端的密封盖；设置于所述壳体下端的底座，所述底座上设置有用于监测水泥浆失重的压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种水泥浆性能试验系统，其特征在于，其包括：
具有一贯穿通道的壳体，所述壳体内部设置有用于监测水泥浆静胶凝强度的水泥浆静胶
凝强度测试装置，所述水泥浆静胶凝强度测试装置包括超声波探头和/或搅拌测试装置；
设置于所述壳体上端的密封盖；
设置于所述壳体下端的底座，所述底座上设置有用于监测水泥浆失重的压力传感器。
2.根据权利要求1所述的水泥浆性能试验系统，其特征在于，所述搅拌测试装置包括通
过传动轴穿过所述密封盖设置于所述壳体内部的桨叶。
3.根据权利要求1所述的水泥浆性能试验系统，其特征在于，所述超声波探头为两个，
其设置于所述壳体的同一高度，两个所述超声波探头相对设置于所述壳体的两侧。
4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳建洲，刘子帅，刘硕琼，徐明，于永金，齐奉忠，袁进平，张华，沈吉云，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11