工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置及方法。该装置包括测试主体和工作平台，工作平台有计算机，设有压力温度控制终端，测试主体包括支架和釜体，釜体中有模拟围岩‑水泥环‑套管组合体，并设有气体进出管路。该方法包括：将水泥灌入环形空间，候凝成环，形成模拟围岩‑水泥环‑套管组合体，根据不同井下工况，改变实验温度压力，应变片测量套管径向位移，周向位移计测量模拟围岩周向位移，在水泥环端面利用高压气体评价水泥环是否发生密封失效。本发明专利技术原理可靠，操作简便，能够更加真实地模拟钻井液循环、增产作业时大量低温流体注入井筒后温度瞬时降低过程对套管水泥环的影响，为研究井筒力学完整性提供了理论基础。

Device and method to evaluate the influence of wellbore mechanical integrity of the working fluid temperature change

The invention discloses a device and a method to evaluate the influence of wellbore mechanical integrity of the working fluid temperature change. The test device comprises a main body and a work platform, platform computer, a pressure temperature control terminal test main body comprises a bracket and a kettle body, a simulation of surrounding rock casing cement ring kettle body, and is provided with a gas inlet pipe. The method comprises the following steps: pouring cement into the annular space, when condensed ring forming simulation of surrounding rock cement casing, according to the work condition, changing the temperature stress, strain gauge measuring casing radial displacement, circumferential displacement measurement to the displacement simulation of surrounding rock, in the cement ring face using high-pressure gas evaluation of cement ring whether the occurrence of seal failure. The invention has the advantages of simple operation, reliable principle, can realistically simulate the drilling fluid circulation and production operations of large low temperature fluid injection temperature instantaneous reduce effect on the casing cement shaft, which provides the theoretical basis for studying wellbore mechanical integrity.

【技术实现步骤摘要】
工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置及方法
本专利技术涉及石油工程固井领域基于井筒工作液变化时温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置及方法。
技术介绍
油气井固井作业是指水泥浆注入井下套管与地层之间的环形空间，在设计时间内凝结、固化，形成具有一定强度的水泥环的过程。水泥环在井下环境不单要承受地层流体的侵蚀，还要求在不同工况所造成的载荷下保证水泥环力学完整性，保障层间封隔。随着目前钻进越来越深，水泥环在井下的服役环境也更加恶劣，高温高压的地层条件亦对水泥环各项性能提出了更高的要求。与此同时，套管内的温度压力变化也是造成水泥环完整性丧失的主要原因。钻进过程中，套管内钻井液密度变化以及井下施工作业可能造成的温度压力骤升骤降等情况；求产增产过程中，射孔、酸化、压裂等作业带来的温度与压力的共同载荷变化，会对水泥环完整性带来进一步的挑战；生产过程中，井筒内的高温高压流体持续流向地面，也会带来载荷冲击。近年来，国内外诸多研究人员对固井水泥环封隔能力的研究不断深入，如专利“一种模拟温度变化引起固井胶结失效的方法”（CN103808652A）能够模拟温度压力变化，研究温度压力循环加载情况下的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置，包括测试主体和工作平台，所述工作平台有计算机（22），设有压力温度控制终端，所述测试主体包括支架（6）、位于支架上的釜体（3），其特征在于，所述釜体（3）为钢质中空圆筒，釜体壁外有金属外罩（1）、保温层（2），釜体壁内有加热丝（4），釜体中从外向内依次为模拟围岩（14）、环形空间、套管（17），模拟围岩连有周向位移计（16），向环形空间置入水泥浆，水泥浆养护形成水泥环（15）后，釜体中形成模拟围岩‑水泥环‑套管组合体，套管内有应变片（20）、温度传感器（7）和冷凝管（9），所述周向位移计（16）、应变片（20）、温度传感器（7）均连接计算机（22）...

【技术特征摘要】
1.工作液温度骤变对井筒力学完整性影响的评价装置，包括测试主体和工作平台，所述工作平台有计算机（22），设有压力温度控制终端，所述测试主体包括支架（6）、位于支架上的釜体（3），其特征在于，所述釜体（3）为钢质中空圆筒，釜体壁外有金属外罩（1）、保温层（2），釜体壁内有加热丝（4），釜体中从外向内依次为模拟围岩（14）、环形空间、套管（17），模拟围岩连有周向位移计（16），向环形空间置入水泥浆，水泥浆养护形成水泥环（15）后，釜体中形成模拟围岩-水泥环-套管组合体，套管内有应变片（20）、温度传感器（7）和冷凝管（9），所述周向位移计（16）、应变片（20）、温度传感器（7）均连接计算机（22）；所述釜体有上釜盖（19）、下釜盖（18），上釜盖、下釜盖与模拟围岩-水泥环-套管组合体端面接触部分为密封垫圈（12）及偏心座（21），并设有气体进出管路（11）、（13），气体进出管路有气体进入通道和气体出口通道；釜体下部设有围压增降压阀门（5），上釜盖设有内压增降压阀门（10）；气体进出管路、围压增降压阀门及内压增降压阀门均连接由计算机控制的压力泵（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李早元，苏东华，刘健，张兴国，郭小阳，冯波，杜建波，唐毅，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51