固井界面胶结强度测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻探技术领域，尤其涉及一种固井界面胶结强度测试装置。
【背景技术】
[0002]随着石油钻探技术的高速发展，对石油工程中的固井作业要求越来越高。而固井界面环境更加复杂，影响因素更多，固井界面胶结强度对工程质量的影响就更大。因此，固井界面胶结质量及强度直接影响油井的使用寿命和开发效益已是一个不争的事实。
[0003]目前，固井交界面胶结强度测试没有系统的测试装置和明确的操作规程，而是现场施工后通过超声波对固井界面胶结强度进行测试，整个过程中测试步骤繁琐，费时费力，工作强度大且效率低，还存在一定的安全隐患，测试结果不稳定，生产成本较高，不利于大批样品的测试。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的主要目的在于提供一种新型结构的固井界面胶结强度测试装置，使得测试结果精确，提高了工作效率，便于大批样品的测试。
[0005]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的:
[0006]一方面，本实用新型提供一种固井界面胶结强度测试装置，该固井界面胶结强度测试装置包括:
[0007]支撑座，所述支撑座具有通孔；
[0008]模拟套管，所述模拟套管的一端与所述支撑座连接，所述模拟套管的管腔与所述通孔尺寸一致且同轴设置，所述管腔的腔壁用于胶结水泥石；
[0009]施压件，所述施压件设置在所述模拟套管的另一端，能够在压力作用下挤压所述水泥石，以将所述水泥石从所述管腔的腔壁上脱离掉入所述通孔内；
[0010]压力测试机，所述压力测试机的压力输出端与所述施压件连接，用于对所述施压件施加所述压力并记录最大的压力值。
[0011]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0012]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，所述施压件包括:第一受力部和与所述第一受力部连接的第一施力部；
[0013]所述第一受力部与所述压力输出端连接，用于接收所述压力测试机施加的压力；
[0014]所述第一施力部的端部与所述水泥石接触，用于将接收的压力传输给所述水泥石，以使所述水泥石与所述管腔的腔壁脱离；
[0015]其中，所述第一受力部的外径大于所述第一施力部的外径，所述第一施力部的外径小于等于所述管腔的内径。
[0016]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，所述水泥石内具有岩心，所述岩心的轴线与所述管腔的轴线平行；
[0017]所述施压件设置在所述模拟套管的另一端，能够在压力作用下挤压所述岩心，以将所述岩心从与所述管腔的腔壁胶结的水泥石上脱离掉入所述通孔内。
[0018]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，所述施压件包括:第二受力部和与所述第二受力部连接的第二施力部；
[0019]所述第二受力部与所述压力输出端连接，用于接收所述压力测试机施加的压力；
[0020]所述第二施力部的端部与所述岩心接触，用于将接收的压力传输给所述岩心，以使所述岩心与所述水泥石脱离；
[0021]其中，所述第二受力部的外径大于所述第二施力部的外径，所述第二施力部的外径小于等于所述岩心的外径。
[0022]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，所述支撑座的一端部上设有支撑台，所述支撑台沿着所述管腔的腔壁设置，用于支撑所述模拟套管。
[0023]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，所述支撑台的宽度与所述模拟套管的厚度一致。
[0024]如前所述的固井界面胶结强度测试装置，其中，还包括:加热器、高压釜和养护杯；相应的，
[0025]所述模拟套管还具有可拆卸的管盖，所述管盖上设有孔，所述孔通过管线与所述压力输出端连接；
[0026]所述高压釜与所述管盖螺纹连接，所述高压釜内部放置所述养护杯，所述高压釜外部有所述加热器。
[0027]另一方面，本实用新型提供一种固井界面胶结强度测试方法，应用于上述所述的固井界面胶结强度测试装置进行测试的方法，该方法包括:
[0028]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0029]将水泥石与所述模拟套管胶结，其中，所述水泥石位于所述模拟套管的管腔内且与所述管腔的腔壁胶结；
[0030]将胶结有水泥石的模拟套管的一端放置在所述支撑座上，且所述水泥石与所述支撑座的通孔同轴设置；
[0031 ]将所述施压件放置在所述胶结有水泥石的模拟套管的另一端上；
[0032]采用压力测试机对所述施压件施加压力，使所述水泥石从所述管腔的腔壁上脱离，或者，所述水泥石中的岩心从所述水泥石上脱离;其中，所述压力方向为所述水泥石的轴线方向；
[0033]记录所述压力测试机的最大压力值，并计算固井界面胶结强度。
[0034]如前所述的固井界面胶结强度测试方法，其中，所述将水泥石与所述模拟套管胶结具体为:
[0035]将所述模拟套管的端部通过管盖密封；
[0036]采用钻井液、冲洗液和隔离液依次对所述模拟套管的腔壁进行润湿清洗3_5min;
[0037]将水泥浆灌满密封的模拟套管；
[0038]将灌满水泥浆的模拟套管放在养护釜内加温180°C，加压20MPa，并养护48h或72h，形成与所述模拟套管胶结的所述水泥石。
[0039]如前所述的固井界面胶结强度测试方法，其中，所述水泥石的外径小于等于所述通孔的外径;所述水泥石与所述施压件的接触面积大于等于所述施压件一端的端面积。
[0040]如前所述的固井界面胶结强度测试方法，其中，所述将水泥石与所述模拟套管胶结具体为:
[0041]将所述模拟套管的端部通过管盖密封，在所述模拟套管的中心固定岩心；
[0042]采用钻井液、冲洗液和隔离液依次对所述模拟套管的腔壁进行润湿清洗3_5min;
[0043]将水泥浆灌满所述岩心与所述模拟套管形成的环形空间；
[0044]将灌满水泥浆的模拟套管放在养护釜内加温180°C，加压20MPa，并养护48h或72h，形成具有岩心且与所述模拟套管胶结的所述水泥石。
[0045]如前所述的固井界面胶结强度测试方法，其中，所述岩心的外径小于等于所述通孔的外径;所述岩心与所述模拟套管同高度;所述岩心与所述施压件的接触面积大于等于所述施压件一端的端面积。
[0046]借由上述技术方案，本实用新型结构至少具有下列优点:
[0047]—、本实用新型提供的技术方案通过在支撑座上设通孔，将模拟套管设置在支撑座上且模拟套管的管腔与通孔同轴设置，再在模拟套管的一端上设有连接压力测试机的施压件，当压力测试机对施压件施加压力时，施压件能够使模拟套管中的水泥石从模拟套管上脱离，记录压力测试机的最大压力值以计算固井界面胶结强度，实现了模拟井下真实环境的测试，测试精确，结构简单，实用性较高。
[0048]二、本实用新型提供的技术方案通过将水泥浆注入模拟套管内模拟井下环境使水泥浆形成水泥石后与模拟套管胶结，将模拟套管的一端放置在支撑座上后，另一端放上施压件，在通过压力测试机对施压件施加压力，使施压件将水泥石从模拟套管上脱离，同时记录压力测试机的最大压力值，最后计算出固井界面的胶结强度。因此，较现有技术，本实用新型提供的测试步骤是先进行固井界面胶结强度测试，然后在进行现场施工。在进行固井界面胶结强度测试的过程中可以对水泥浆、测试环境参数等进行调整，使得测试结果精确，提高了工作效率，降低了工作强度，成本较低，便于大批样品的测试。
[0049]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0050]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0051]图1为本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试装置的结构示意图；
[0052]图2为本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试装置中施压件的结构示意图；
[0053]图3为本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试装置中模拟套管的结构示意图；
[0054]图4为本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试装置中支撑座的结构示意图；
[0055]图5为本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试方法的流程图。
【具体实施方式】
[0056]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的试验台其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0057]如图1所示，本实用新型实施例提供的固井界面胶结强度测试装置的结构示意图。本实施例的一种固井界面胶结强度测试装置包括:支撑座10(如图4所示)，模拟套管20(如图3所示)，施压件30(如图2所示)和压力测试机40。支撑座10具有通孔U。模拟套管20的一端与支撑座10连接，模拟套管20的管腔21与通孔11尺寸一致且同轴设置，管腔21的腔壁用于胶结水泥石I。模拟套管20与水泥石I胶结的具体实现为:将水泥浆注入模拟套管20内后，对模拟套管20加温加压以模拟井下真实环境，从而实现对井下真实环境下的固井界面的胶结强度测试。其中，水泥石I的长度与模拟套管20的高度一致。施压件30设置在模拟套管20的另一端，能够在压力f作用下挤压水泥石I，以将水泥石I从管腔21的腔壁上脱离掉入通孔11内。其中，施压件的作用力在水泥石的中心处，使得水泥石均匀受力，从而提高了测量精度。压力测试机40的压力输出端与施压件30连接，无需加压栗及温度控制装置只需压力检测机辅助即可，生产成本较低。压力测试机40用于对施压件30施加压力并记录最大的压力值，在通过计算得出固井界面的胶结强度，结构简单，易于实现。这里需要说明的是，本实施例实现了对水泥石I与固井胶结的界面进行的测试，即固井第一界面胶结强度测试。
[0058]具体实施时，如图2所示，上述所述的施压件30可以包括:第一受力部31和与第一受力部31连接的第一施力部32。第一受力部31与压力输出端连接，用于接收压力测试机40施加的压力。第一施力部32的端部与水泥石I接触，用于将接收的压力传输给水泥石I，以使水泥石