本实用新型专利技术提供了一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置，包括液压机底座，液压机底座上设有隔热板和液压机，隔热板上设置有恒温箱和凸台，凸台上放置有养护罐，养护罐和凸台均设于恒温箱内，恒温箱顶部设有开口，液压机的加压头通过开口并设于养护罐正上方；养护罐为敞口罐，养护罐内设有柔性养护袋和压力板，压力板设于养护罐底部，柔性养护袋设于压力板上方并与养护罐内壁贴合，压力板上部设有数个压力传感器。本实用新型专利技术通过设置恒温箱和液压机，使得本装置能够模拟高温条件下水泥石的应力应变；通过设置养护罐，使得在测试应力应变的过程中，养护罐的侧壁能够模拟实际地层中的套管和井壁，使其更加符合实际情况。使其更加符合实际情况。使其更加符合实际情况。
【技术实现步骤摘要】
一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置
[0001]本技术属于固井
，具体涉及一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置。
技术介绍
[0002]固井，是向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环空注入固井水泥的施工作业，其主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等地层，因此固井水泥的性能对整个固井过程具有较大的影响。由于目前国内的油气钻采逐渐开始进入超深层储层，因此，需要考虑到储层的高温性，而高温对水泥石的性能特别是应力应变性具有较大的影响，而现有的研究水泥石应力应变性能的装置已经不能够满足研究，因此，有必要研发出一种能够测试在高温条件下水泥石应力应变性能的装置。
技术实现思路
[0003]为解决前述问题，本技术提出了一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置，其能够测量高温条件下水泥石的应力应变过程，同时本装置更加符合实际地层条件。
[0004]本技术的技术方案如下：一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置，包括液压机底座，所述液压机底座上设有隔热板和液压机，所述隔热板上设置有恒温箱和凸台，所述凸台上放置有养护罐，所述养护罐和所述凸台均设于所述恒温箱内，所述恒温箱顶部设有开口，所述液压机的加压头通过所述开口并设于所述养护罐正上方；所述养护罐为敞口罐，所述养护罐内设有柔性养护袋和压力板，所述压力板设于养护罐底部，所述柔性养护袋设于压力板上方并与养护罐内壁贴合，所述压力板上部设有数个压力传感器。
[0005]本技术的一种实施方式在于，所述加压头下部截面的形状与所述养护罐罐体内壁的形状相同，所述加压头下部截面的尺寸与所述养护罐罐体内壁的尺寸相同。
[0006]本技术的一种实施方式在于，所述养护罐顶部还设置有喇叭形开口。
[0007]本技术的一种实施方式在于，所述加压头和所述开口之间设置有滑动密封圈。
[0008]本技术的一种实施方式在于，所述装置还包括控制系统，所述液压机、压力传感器均与所述控制系统电连接。
[0009]本技术的有益效果：
[0010]本技术通过设置恒温箱和液压机，使得本装置能够模拟高温条件下水泥石的应力应变；通过设置养护罐，使得在测试应力应变的过程中，养护罐的侧壁能够模拟实际地层中的套管和井壁，使其更加符合实际地层情况；通过设置压力板及压力传感器，能够测量出整个实验过程中水泥石的压力变化曲线，为后续的研究提供数据支持。
附图说明
[0011]图1为本技术整体结构示意图；
[0012]图2为本技术养护罐的结构示意图；
[0013]图3为本技术压力板的结构示意图。
[0014]图中，1为液压机底座，2为隔热板，3为恒温箱，4为凸台，5为养护罐，6为加压头，7为液压机，8为滑动密封圈，9为控制系统；
[0015]51为喇叭形开口，52为养护罐主体，53为柔性养护袋，54为压力板，55为接线口，541为压力传感器。
具体实施方式
[0016]为使本技术的技术方案和技术优点更加清楚，下面将结合实施例和附图，对本技术的实施过程中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0017]如图1
‑
3所示，一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置，包括液压机底座1，液压机底座1上设有隔热板2和液压机10，隔热板2上设置有恒温箱3和凸台4，凸台4上放置有养护罐5，养护罐5和凸台4均设于恒温箱3内，恒温箱3顶部设有开口，液压机7的加压头6通过开口并设于养护罐5正上方；养护罐5为敞口罐，养护罐5内设有柔性养护袋53和压力板54，压力板54设于养护罐5底部，柔性养护袋53设于压力板54上方并与养护罐5内壁贴合，压力板54上部设有数个压力传感器541。
[0018]具体的，如图1所示，由于高温地层通常是指温度大于90℃的地层，同时，本实施例将恒温箱3置于液压机底座1上，为了避免高温对液压机底座1的损伤，因此，在液压机底座1和恒温箱3之间设置了一个隔热板2，其能够很好的避免高温对液压机底座1的影响。同时，根据地层温度分布，本实施例设置的恒温箱3的最大升温高度为180℃，但是本领域技术人员也可以根据需要设置最高温度不同的恒温箱3。
[0019]如图1所示，凸台4的主要作用是为了放置养护罐5，同时，凸台4设置于恒温箱3内，因此，凸台4需要由具有较强承压能力、同时耐高温的材料制成，如钢材、合金等材料。为了便于放置养护罐5，本实施例中，将凸台4的面积设置为养护罐5底面面积的至少1.5倍，同时，恒温箱3顶部的开口设于凸台4的正上方。
[0020]如图1
‑
3所示，养护罐5的作用是养护水泥以形成水泥石，同时，在后期水泥石形成后，养护罐主体52的侧壁对水泥石形成围压，用以模拟真实情况下的水泥石受到套管及井壁给予水泥石的围压。在养护罐5内设置有压力板54，同时在压力板54上设置有多个压力传感器541，这是为了进一步的监控、分析在受到轴向压力时水泥石的压力，以及确定当水泥石产生压力突变(在轴向压力下，压力产生突变时意味着水泥石的内部结构被破坏，此时压力信号会产生突然下降后有突然上升的压力变化)的应变压力，在养护罐主体52的底部还设置有一个接线口55，用于传输压力传感器的信号。设置的柔性养护袋53，是为了避免水泥直接与压力板54接触，导致水泥直接在压力板54上固化；同时，也能够避免水泥在固化成水泥石后难于与养护罐5分离的问题。在本实施例中，养护罐主体52为圆筒形，在其他实施例中，也可以为空心棱柱；在本实施例中，柔性养护袋53可采用耐高温的塑料袋，如材质为耐热PP的塑料袋，同时也可以采用无纺布袋。
[0021]如图1所示，加压头6主要作用是为了在后期测试水泥石应力应变时提供轴向的压力，因此就要求加压头6在垂直升降时能够直接进入养护罐5内对成形的水泥石施加轴向压力，同时，为了避免加压头6过小或者过大不能够正常工作，因此，需要将加压头6底部的截
面设置为与养护罐5主体内壁的形状、大小均完全相同。
[0022]如图2所示，养护罐5顶部还设置有喇叭形开口51。由于本实施例中的养护罐5并没有固定于凸台4上，因此，在养护水泥石成形的实验过程中，养护罐5可能由于外部震动等原因而发生微小的位移，造成最终加压时，加压头6并未正对养护罐5，而此时如果在外部采用人工方式调整养护罐5的位置，也难于实现，使得最终难于进行加压，因此，在养护罐5顶部设置一个喇叭形开口51，变相增加了养护罐5顶部的面积，在加压时，如果加压头6和养护罐5两者并未完全正对，也可在施加压力的过程中自行调整养护罐5的位置，使得实验能够正常的进行。
[0023]如图1所示，加压头6和开口之间设置有滑动密封圈8。由于加压头6是直接穿过恒温箱3的顶侧面，因此，如果不在开口和加压头6之间设置一个滑动密封圈8，不仅会导致内部的热量散失，同时也会使得外部的空气进入内部，使其与实际地层条件不符(在固井过程中，几乎没有外界空气进入井筒环空)。设置的滑动密封圈8不仅能够解决前本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测试高温条件下水泥石应力应变的装置，其特征在于，包括液压机底座，所述液压机底座上设有隔热板和液压机，所述隔热板上设置有恒温箱和凸台，所述凸台上放置有养护罐，所述养护罐和所述凸台均设于所述恒温箱内，所述恒温箱顶部设有开口，所述液压机的加压头通过所述开口并设于所述养护罐正上方；所述养护罐为敞口罐，所述养护罐内设有柔性养护袋和压力板，所述压力板设于养护罐底部，所述柔性养护袋设于压力板上方并与养护罐内壁贴合，所述压力板上部设有数个压力传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张博建，彭志刚，冯茜，郑勇，陈雪雯，孙德，张啸峰，毛宇航，周征艳，夏小龙，曾伟，吕法林，张云，陈金旭，贾芳俊，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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