一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，包括壳体和芯管，所述的芯管位于壳体内，芯管与壳体之间设有水泥环，所述水泥环上设有加压块，所述壳体下方设有支撑座。所述支撑座为内支撑座或外支撑座。本装置突破了已有装置只能测定单个界面胶结强度值的局限性，可以进行三种模式的测定，从而能够对不同水泥浆体系水泥石胶结性能进行更全面、更准确地测定与评价，为优化固井配方提供更科学的实验依据。

Cementing ring cement strength measuring device for oil gas well cementing

The utility model provides an oil and gas well cementing cementing strength measuring device, which comprises a shell and a core tube, the core tube is positioned in the casing, cement ring is arranged between the core pipe and the shell, the cement ring is provided with a pressing block, a supporting seat is arranged below the shell. The support seat is an inner support seat or an outer support seat. The device breaks through the limitations of the existing device can only measure the interfacial bonding strength in a single value, can be used for the determination of three modes, in order to carry out a more comprehensive and more accurate measurement and evaluation of different cement slurry cement cementing performance, and provide experimental basis for more scientific formula to optimize cementing.

【技术实现步骤摘要】
一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置
本技术属于油田勘探开发钻井完井领域，特别涉及一套油气井固井水泥环胶结强度测定装置。
技术介绍
固井水泥环的内壁为固井一界面，固井水泥环的外壁为固井二界面，如何准确评价固井一、二界面胶结性能，优选出封隔效果最佳的固井水泥浆配方，以提高油气采收率,具有重大的经济价值和现实意义。现有的技术不能对不同界面胶结强度进行有效的测定，固井一、二界面胶结性能通常没有一定的强度判断；现有技术不能对其进行很好的胶结强度的测定，内外壁（固井一、二界面）胶结强度值同时测量。使得在实用过程中，出现各种各样的损坏，损坏后影响施工作业的正常进行，不能很好的进行判断固井一、二界面胶结性能，就会存在外力过大时候，水泥环不能承受而收到损坏的隐患。
技术实现思路
为了克服现有不能很好的测定固井一、二界面胶结性能，本技术提供一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，本装置通过模拟不同井眼与套管尺寸间水泥环的养护模具，不同界面胶结强度测定的加压块、支撑座附件的选择，可以对水泥环不同界面的胶结强度值进行准确测定。本技术采用的技术方案为：一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，包括壳体和芯管，所述的芯管位于壳体内，芯管与壳体之间设有水泥环，所述水泥环上设有加压块，所述壳体下方设有支撑座。所述支撑座为内支撑座或外支撑座或内、外支撑座一起。所述的内支撑座呈梯台状，内支撑座上端位于芯管内，内支撑座的台阶与芯管的下端面接触连接。所述的外支撑座上端设有凹槽，所述的壳体位于凹槽内，壳体的下端面与凹槽上的内台阶接触连接。所述的加压块为环形加压块。所述水泥环与壳体之间均匀涂有密封脂。所述水泥环与芯管之间均匀涂有密封脂。本技术的有益效果为：本装置通过模拟不同井眼与套管尺寸间水泥环的养护模具，不同界面胶结强度测定的压块、支撑座附件的选择，可以对水泥环不同界面的胶结强度值进行准确测定的固井水泥浆性能室内评价新装备。本装置就是通过不同养护模具测量附件的选择实现同一种水泥环不同界面胶结强度值准确测定本技术包括模拟不同井眼与套管尺寸间水泥环的养护模具，不同界面胶结强度测定的压块、支撑座等附件，具备水泥环外壁、内壁、内+外壁同时三种不同模式测定功能。以下将结合附图进行进一步的说明。附图说明图1为支撑座为内支撑座的本装置结构示意图。图2为支撑座为外支撑座的本装置结构示意图。图3为支撑座为外支撑座+内支撑座的本装置结构示意图。图4为养护模具的结构示意图。图中，附图标记为：1、壳体；2、芯管；3、支撑座；4、水泥环；5、加压块；6、顶盖；7、吊环；8、底盖；9、螺栓。具体实施方式实施例1：为了克服现有不能很好的测定固井一、二界面胶结性能，本技术提供一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，本装置通过模拟不同井眼与套管尺寸间水泥环的养护模具，不同界面胶结强度测定的加压块、支撑座附件的选择，可以对水泥环不同界面的胶结强度值进行准确测定。一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，包括壳体1和芯管2，所述的芯管2位于壳体1内，芯管2与壳体1之间设有水泥环4，所述水泥环4上设有加压块5，所述壳体1下方设有支撑座3。本装置的应用方式为：（1）根据油井常规井尺寸，井眼（83/8″213mm）套管（51/2″139.7mm），选择养护模具，自下而上的顺序组装备用（组件衔接处及可以接触到水泥环4的部分必须均匀涂抹密封脂）。（2）取800g水泥，加入16g降失水剂、8g膨胀剂、1.6g减阻剂、0.4g缓凝剂。按照GB/T10238-2005第七章制备水泥浆。（3）将水泥浆倒入准备好的试模至试模深度约一半处，用捣棒均匀地捣拌27次，继续倒入水泥浆至中心管台阶下5mm，继续用捣棒均匀地捣拌27次。（4）安装顶盖，放入养护装置内（在完成水泥浆制备后5min±15s内），并按照预定的养护方案（50℃/常压）养护24h。（5）将试模取出擦拭干净，卸除底盖与顶盖。在室温环境放置45min。（6）选取与养护模尺寸对应的支撑座3与加压块5，分别置于养护模的底部与上部，用压力试验机测得外壁或内壁或内、外壁总和的胶结强度值。本装置在支撑座3支撑的情况下，下端支撑对应的部件，在水泥环4上端进行加压，当水泥环4与其接触的壳体1或芯管2或芯管2+壳体1之间出现移动，则压力试验机测停止测定，在压力试验机测上测得外壁或内壁或内、外壁总和的胶结强度值。压力试验机加荷速率应为每分钟18kN±2kN，在试样受压期间至破坏前，不得调整压力试验机的控制器。本实施例中涉及的养护模具如图4所示，包括包括壳体1和芯管2，所述的芯管2位于壳体1内，壳体1上方设有顶盖6，下端设有底盖8，顶盖6与底盖8之间通过螺栓9固定连接。为了在结成水泥环4前更加便利打开顶盖6，在顶盖6上设置了吊环7，这样在拆除顶盖的时候直接拉吊环7就可以了，方便了顶盖6的揭开。所述水泥环4与壳体1之间均匀涂有密封脂。所述水泥环4与芯管2之间均匀涂有密封脂。在结成水泥环4中，顶盖6与底盖8均与水泥环4进行接触，所以在顶盖6与底盖8上也涂抹有密封脂。本实施例中所有与水泥环4接触的部件上，均需要涂抹密封脂，这样保证整个水泥环4是密封状态的，不会出现漏气或者测试压力时不准确的问题。实施例2：基于上述实施例的基础上，如图1所示，本实施例中所述的内支撑座呈梯台状，内支撑座上端位于芯管2内，内支撑座的台阶与芯管2的下端面接触连接。所述的加压块5为环形加压块。在水泥环4形成后，需要进行测定压力的时候，将内支撑座连接在芯管2下端，内支撑座的凸起刚好进入芯管2内，内支撑座的台阶给芯管2提供支撑，保证的内支撑座的支撑效果，然后在水泥环4的上端放置加压块5进行环形加压，当芯管2与水泥环4之间出现松动或移动时，压力试验机停止记录，这样在压力试验机上测得内壁的胶结强度值。实施例3：基于上述实施例的基础上，如图2所示，本实施例中，所述的外支撑座上端设有凹槽，所述的壳体1位于凹槽内，壳体1的下端面与凹槽上的内台阶接触连接。在水泥环4形成后，需要进行测定压力的时候，将壳体1放置在外支撑座的凹槽内，壳体1下端面与凹槽的内台阶接触连接，这样，外支撑座给整个装置提供支撑，整个结好的水泥环4均位于外支撑座的凹槽内，外支撑座整体保证了支撑效果，然后在水泥环4的上端放置加压块5进行环形加压，随着压力的增加，当水泥环4与壳体1之间发生移动时，则压力试验机停止记录，在压力试验机上测得外壁的胶结强度值。实施例4：基于上述实施例的基础上，本实施例中如图3所示，所述的支撑座为内支撑座和外支撑座两个，内外两个支撑座分别按照上述实施例中所述的连接内支撑座和外支撑座的方法进行与其他部件连接，这样，在加压环5加压的情况下，当水泥环4同时与壳体1和芯管2发生移动，则整个测定结束，在压力试验机中测得内、外壁的整体胶结强度值。这样的结构可以灵活应用，采用不同的支撑座来进行水泥环不同面上的强度测定，这样的装置组装简单，操作方便。同时，经验和套管的尺寸根据实际的情况确定后及逆行选择合适尺寸的养护模具，井眼（81/2″215.9mm）套管（51/2″139.7mm），也可以为更多其他的配套尺寸。例如：（1）油井养护模具（常规井井眼：83/8″213mm；套管：51/2″139.7mm；油井水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，其特征在于：包括壳体（1）和芯管（2），所述的芯管（2）位于壳体（1）内，芯管（2）与壳体（1）之间设有水泥环（4），所述水泥环（4）上设有加压块（5），所述壳体（1）下方设有支撑座（3）。

【技术特征摘要】
1.一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，其特征在于：包括壳体（1）和芯管（2），所述的芯管（2）位于壳体（1）内，芯管（2）与壳体（1）之间设有水泥环（4），所述水泥环（4）上设有加压块（5），所述壳体（1）下方设有支撑座（3）。2.根据权利要求1所述的一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，其特征在于：所述支撑座（3）为内支撑座或外支撑座或内、外支撑座一起。3.根据权利要求2所述的一种油气井固井水泥环胶结强度测定装置，其特征在于：所述的内支撑座呈梯台状，内支撑座上端位于芯管（2）内，内支撑座的台阶与芯管（2）的下端面接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丰克，饶辰威，魏周胜，邢鹏举，段宏超，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司，陕西固德石油工程有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61