一种套管剪切强度与变形的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种套管剪切强度与变形的试验装置及方法，属于石油勘探领域固完井设计领域。该装置包括：套管夹具，用于夹住套管，并能够带动套管进行上下移动；加载部件，用于对套管加载剪切载荷；应变检测部件，用于检测套管外壁的应变；固定支架，用于固定加载部件和套管夹具。本发明专利技术可模拟地层岩石滑动条件下不同硬度水泥环、不同滑动位移、套管几何尺寸等条件对套管剪切强度的影响，并且通过该实验装置能够测试局部载荷作用下套管的变形，并且该实验装置具有测试简单、可操作性强等特点。本发明专利技术对发生油气井内套管剪切变形区域的套管设计和套管变形的防护具有重要意义，具有较好的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种套管剪切强度与变形的试验装置及方法


[0001]本专利技术属于石油勘探领域固完井设计领域，具体涉及一种套管剪切强度与变形的试验装置及方法，可模拟地层岩石滑动作用下套管剪切强度和变形，用于评价井底套管承受地层岩石滑动产生剪切载荷时套管的抗剪切强度及变形。

技术介绍

[0002]油气井套管在油气田的开发过程中具有保护井眼稳定、封隔不同压力的地层，以保证钻井过程的顺利进行和完井后整个油井的正常运行的功能。而油气井套管剪切损坏，尤其需要采用压裂增产措施的非常规油气开发，套管的剪切变形已经严重影响到油气的高效开发，给油田企业造成了巨大的经济损失。随着高压注采、超高压压裂等各种增产措施的应用和油田开发时间的增长，我国各油田油水井套管剪切变形问题将越来越严重。
[0003]由剪切滑动造成套管变形呈S型弯曲状，较大的变形位移将导致套管整体性破坏。油水井套管剪切变形损坏的原因很多，但究其根本原因是由于地层岩石沿着层理、裂缝、断层等发生滑动位移，最终导致剪切载荷作用在套管上而发生的套管的剪切变形损坏。而产生这些位移的原因是在注入和采出过程中体积变化引起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管剪切强度与变形的试验装置，其特征在于：所述套管剪切强度与变形的试验装置包括：套管夹具，用于夹住套管，并能够带动套管进行上下移动；加载部件，用于对套管加载剪切载荷；应变检测部件，用于检测套管外壁的应变；固定支架，用于固定加载部件和套管夹具。2.根据权利要求1所述的套管剪切强度与变形的试验装置，其特征在于：所述装置包括两套套管夹具，两套套管夹具同时夹住所述套管；每套所述套管夹具均包括夹具内框和夹具外框；所述夹具内框包括内部上框和内部下框，两者均为长方体，且在长方体的中部开有半圆形孔，当两者上下对称安装后，内部上框中的半圆形孔与内部下框中的半圆形孔形成一个圆形通孔；所述夹具外框包括外部上框和外部下框，两者均为长方体，且在长方体的中部开有长方形孔，当两者上下对称安装后，外部上框中的长方形孔与外部下框中的长方形孔形成一个大长方形孔；所述夹具内框安装在所述夹具外框的大长方形孔内，所述套管穿过所述夹具内框的圆形通孔。3.根据权利要求2所述的套管剪切强度与变形的试验装置，其特征在于：在所述套管的外壁与夹具内框的圆形通孔的内壁之间设置有一套岩石模拟装置；每套所述岩石模拟装置均包括两个直径相同的圆弧形橡胶块，两个橡胶块上下对称设置；每个所述橡胶块的外壁与夹具内框的圆形通孔的内壁接触，每个所述橡胶块的内壁与套管的外壁接触；每个所述橡胶块的外径与所述夹具内框的圆形通孔的内径相同；每个所述橡胶块的内径与套管的外径相同。4.根据权利要求2所述的套管剪切强度与变形的试验装置，其特征在于：在所述外部上框的两侧、外部下框的两侧分别设置有向外的翻边，当两者上下对称安装后，两者的翻边相接触，通过翻边将外部上框和外部下框固定住。5.根据权利要求3所述的套管剪切强度与变形的试验装置，其特征在于：在每套所述套管夹具上均设置有一套加载部件；每套所述加载部件均包括两个油压缸3、两个油压活塞和两个油压泵；一个油压缸3设置在所述夹具外框的上方，另一个油压缸3设置在所述夹具外框的下方，两个油压活塞的中心轴线位于同一条直线上；在所述夹具外框的上端面连接有上垫块，在所述上垫块的上端面上设置有凹槽，位于夹具外框上方的油压活塞的端部伸入到该凹槽内；在所述夹具外框的下端面连接有下垫块，在所述下垫块的下端面上设置有凹槽，位于夹具外框下方的油压活塞的端部伸入到该凹槽内；每套加载部件中的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶谦，刘奎，杜金龙，刘仍光，陆沛青，杜晓雨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：