固井水泥石三轴试验试样制备模具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种固井水泥石三轴试验试样制备模具。所述固井水泥石三轴试验试样制备模具包括：至少一个注模单元，所述注模单元包括：第一模具和第二模具；所述第一模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第一模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第一模具具有半圆形的第一内腔；所述第二模具具有半圆形的第二内腔；所述第一内腔和所述第二内腔对接形成第一圆柱形内腔。本实用新型专利技术通过在底板上安装并固定好第一模具和第二模具，使第一模具和第二模具对接形成第一圆柱形内腔；将制备好的水泥浆，倒入所述第一圆柱形内腔中，完成灌浆；放入养护釜中，进行养护；拆开模具，得到所需的试样。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及固井水泥石力学性能测试领域，具体涉及一种固井水泥石三轴试验试样制备模具。
技术介绍
在石油天然气勘探开发过程中，固井是保证石油天然气开采安全性和生产效益的重要因素，而在固井过程中，使用的水泥石力学性能是否满足井底工况要求，直接影响着井筒长期封固质量。因而测试固井水泥石的力学性能是固井方面研究的重点之一。目前对于水泥石力学性能的测试，主要采用50.8×50.8×50.8(mm)的立方体，使用压力机开展试验，以求得其单轴抗压强度。但实际工况是，固井水泥石在井下，处于温度和三轴应力共同影响的工况。因此，为了对水泥石的力学性能进行更全面真实的测试，需要使用微机控制电液伺服水泥石三轴试验机系统对尺寸为φ25.4×50.8(mm)的圆柱形试样进行试验。但目前水泥石试样的制备，主要是采用立方体取芯的形式来获取，先制作好一个大的立方体，然后从这个大的立方体中切割出各个小试样，进行测试。该方法不仅操作繁琐，而且较难保证不对试样产生潜在损伤及尺寸精度的影响。综上所述，现有技术中至少存在以下问题：通过切割方式制取的固井水泥石三轴试验试样，对试样产生潜在损伤，影响实验的准确性和精度。
技术实现思路
本技术提供一种固井水泥石三轴试验试样制备模具，以解决现有的通过切割方式制取的固井水泥石三轴试验试样，对试样产生潜在损伤的问题。为此，本技术提出一种固井水泥石三轴试验试样制备模具，所述固井水泥石三轴试验试样制备模具包括：至少一个注模单元，所述注模单元包括：第一模具和第二模具；所述第一模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第一模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第一模具具有半圆形的第一内腔；所述第二模具具有半圆形的第二内腔；所述第一内腔和所述第二内腔对接形成第一圆柱形内腔。所述注模单元还包括：与所述第一模具和第二模具高度相同的第三模具；所述第三模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第三模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第三模具具有半圆形的第三内腔；所述第二模具还具有半圆形的第四内腔，其中，所述第二内腔和第四内腔分别位于所述第二模具的两侧，所述第三内腔和所述第四内腔对接形成第二圆柱形内腔；所述第一圆柱形内腔与所述第二圆柱形内腔的大小和形状相同。进一步地，所述注模单元还包括：连接所述第一模具、第二模具和第三模具的横向连接螺栓，所述横向连接螺栓的长度方向垂直所述第一圆柱形内腔的轴线。进一步地，所述注模单元还包括：底板，所述第一模具、第二模具和第三模具的底部平齐的支撑在所述底板上，所述底板封堵住所述第一内腔、第二内腔、第三内腔和所述第四内腔的底部。进一步地，所述注模单元的数目为多个，多个所述注模单元依次从下至上叠加，上方的注模单元的底板盖压并封堵在下方的注模单元的第一内腔、第二内腔、第三内腔和所述第四内腔的顶部；所述固井水泥石三轴试验试样制备模具还包括：盖压在最上方的注模单元之上的盖板，所述盖板封堵在最上方的注模单元的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔的顶部。进一步地，所述第一内腔、第二内腔、第三内腔和所述第四内腔均为竖直的通孔。进一步地，最下方的注模单元的底板的底部设有支脚。进一步地，多个所述注模单元分为最上方的注模单元、最下方的注模单元以及位于最上方的注模单元与最下方的注模单元之间的中间的注模单元；所述盖板以及位于中间的注模单元的底板均设有多个传压孔，各所述传压孔分别从最上方的注模单元以及中间的注模单元的底板的外侧壁延伸并连通至各所述第一圆柱形内腔或各所述第二圆柱形内腔。进一步地，所述固井水泥石三轴试验试样制备模具还包括：连接孔和设置在所述连接孔中的纵向连接螺栓，所述连接孔设置在各所述注模单元的第二模具中，并且所述纵向连接螺栓从上至下串联连接各所述注模单元的底板。进一步地，各所述注模单元中，所述第二模具的两侧还设有凸起，所述凸起位于所述第二内腔和和所述第四内腔之外，所述第一模具和第三模具的侧向分别设有与所述凸起卡接的凹槽。进一步地，所述固井水泥石三轴试验试样制备模具包括三个依次从下至上叠加的所述注模单元，所述盖板中还设有供所述纵向连接螺栓通过的贯穿孔。进一步地，每个所述注模单元中，所述第一圆柱形内腔与所述第二圆柱形内腔的数目分别是3个。进一步地，所述第一圆柱形内腔与所述第二圆柱形内腔的尺寸均为φ25.4mm×52mm。本技术制作一种符合固井水泥石特殊养护要求(在特定压力、温度下养护)的试样制备模具，用来便捷制备规范的水泥石三轴试样。本技术通过铸造或灌浆的方式直接制作试样，避免了传统的切割取样方式对试样造成的损伤，因而实验结果更准确。进而，本技术的试样制作由铸造或灌浆直接成型，尺寸精度比切割形成的试样要高许多，因而也提高了试验的精度。进而，本技术，也减少通过切割试样取芯带来的费用及人力损耗和时间的浪费。另外，本技术通过铸造或灌浆的方式直接制作试样，避免了传统的切割取样方式即减法方式制作试样需要时间长，压力保持难以确定的缺点，因而，本技术制作的试样在更短的时间内能得到更合适或更准确的温度和压力参数的试样。制作出来的试样可以通过三轴试验得到更加可靠的水泥石力学性能参数。附图说明图1为本技术的第一实施例的固井水泥石三轴试验试样制备模具的主视结构示意图；图2为图1的A-A剖视结构示意图；图3为本技术的第二实施例的固井水泥石三轴试验试样制备模具的立体分解结构示意图；图4为本技术的第二实施例的第一模具、第二模具和第三模具的组装结构示意图；图5为图4的立体分解结构示意图；图6为图3中的盖板的结构示意图；图7为图3中的第一模具的结构示意图；图8为图3中的第二模具的结构示意图；图9为图3中的第三模具的结构示意图；图10为图3中的底板与纵向连接螺栓的连接结构示意图。附图标号说明：100固井水泥石三轴试验试样制备模具 10模体1注模单元 2纵向连接螺栓 3盖板11第一模具 111第一内腔 117凹槽12第二模具 121第二内腔 127凸起 120连接孔 122第四内腔 125拆模槽13第三模具 131第三内腔 137凹槽14底板 145拆模槽 147支脚30贯穿孔 31传压孔 35拆模槽112第一圆柱形内腔 132第二圆柱形内腔18螺孔具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术。本技术的固井水泥石三轴试验试样制备模具用于放在养护釜中，图1和图3分别提出两个实施例的固井水泥石三轴试验试样制备模具100，二者的主要区别在于，图1中的固井水泥石三轴试验试样制备模具包括3个注模单元1，图3中的固井水泥石三轴试验试样制备模具包括1个注模单元。如图1和图3所示，本技术的固井水泥石三轴试验试样制备模具包括：至少一个注模单元1，所述注模单元1包括：第一模具11和第二模具12，第一模具和第二模具可以形成一个整体的模具或形成一个模体10；所述第一模具11的顶部和所述第二模具12的顶部平齐；所述第一模具的底部和所述第二模具的底部平齐，或者说，第一模具11和第二模具12高度相同；如图7所示，所述第一模具11具有半圆形的第一内腔111，例如数目可以为多个，排成一排；如图8所示，所述第二模具12具有半圆形的第二内腔121，例如数目可以为多个，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固井水泥石三轴试验试样制备模具，其特征在于，所述固井水泥石三轴试验试样制备模具包括：至少一个注模单元，所述注模单元包括：第一模具和第二模具；所述第一模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第一模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第一模具具有半圆形的第一内腔；所述第二模具具有半圆形的第二内腔；所述第一内腔和所述第二内腔对接形成第一圆柱形内腔；所述注模单元还包括：与所述第一模具和第二模具高度相同的第三模具；所述第三模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第三模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第三模具具有半圆形的第三内腔；所述第二模具还具有半圆形的第四内腔，其中，所述第二内腔和第四内腔分别位于所述第二模具的两侧，所述第三内腔和所述第四内腔对接形成第二圆柱形内腔；所述第一圆柱形内腔与所述第二圆柱形内腔的大小和形状相同。

【技术特征摘要】
1.一种固井水泥石三轴试验试样制备模具，其特征在于，所述固井水泥石三轴试验试样制备模具包括：至少一个注模单元，所述注模单元包括：第一模具和第二模具；所述第一模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第一模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第一模具具有半圆形的第一内腔；所述第二模具具有半圆形的第二内腔；所述第一内腔和所述第二内腔对接形成第一圆柱形内腔；所述注模单元还包括：与所述第一模具和第二模具高度相同的第三模具；所述第三模具的底部和所述第二模具的底部平齐；所述第三模具的顶部和所述第二模具的顶部平齐；所述第三模具具有半圆形的第三内腔；所述第二模具还具有半圆形的第四内腔，其中，所述第二内腔和第四内腔分别位于所述第二模具的两侧，所述第三内腔和所述第四内腔对接形成第二圆柱形内腔；所述第一圆柱形内腔与所述第二圆柱形内腔的大小和形状相同。2.如权利要求1所述的固井水泥石三轴试验试样制备模具，其特征在于，所述注模单元还包括：连接所述第一模具、第二模具和第三模具的横向连接螺栓，所述横向连接螺栓的长度方向垂直所述第一圆柱形内腔的轴线。3.如权利要求1所述的固井水泥石三轴试验试样制备模具，其特征在于，所述注模单元还包括：底板，所述第一模具、第二模具和第三模具的底部平齐的支撑在所述底板上，所述底板封堵住所述第一内腔、第二内腔、第三内腔和所述第四内腔的底部。4.如权利要求3所述的固井水泥石三轴试验试样制备模具，其特征在于，所述注模单元的数目为多个，多个所述注模单元依次从下至上叠加，上方的注模单元的底板盖压并封堵在下方的注模单元的第一内腔、第二内腔、第三内腔和所述第四内腔的顶部；所述固井水泥石三轴试验试样制备模具还包括：盖压在最上方的注模单元之上的盖板，所述盖板封堵在最上方的注模单元的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四
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【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘子帅，刘硕琼，纪宏飞，靳建洲，刘斌辉，于永金，沈吉云，江乐，袁雄，
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