一种超高温油井水泥石养护釜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种超高温油井水泥石养护釜，它包括主体、高压釜盖、控制设备、温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表；主体上部的一端沿水平方向设置高压釜盖，主体上部的另一端沿垂直方向设置控制设备，控制设备上依次设置温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表；主体包括壳体、设置在壳体内的高压釜体、密封环、釜体加热管、冷却管线、釜体内冷却进水接头、釜体内冷却出水接头、釜体外冷却进水接头、釜体外冷却出水接头、高压进水接头、高压排水接头和高压泵以及设置在壳体一侧壁下端的进水接头和出水接头。本实用新型可以广泛应用于油井水泥石的养护中。
【专利说明】一种超高温油井水泥石养护釜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水泥石养护设备，特别是关于一种超高温油井水泥石养护釜。
【背景技术】
[0002]目前，世界上已探明石油储量约一半为稠油。我国稠油资源也相当丰富，辽河、胜利、克拉玛依等油田都已进行了稠油开采。对于稠油油藏，由于稠油流动阻力大，大多采用热力降粘的方式开采，也就是热采，主要是采用注蒸汽热采的方法。注蒸汽热采一般为蒸汽吞吐，后期转为蒸汽驱的方法，因此热采稠油井的固井必须适应和满足蒸汽吞吐和蒸汽驱开采方式的要求。由于存在热采井高温开采的特点，对固井水泥石的高温强度性能提出了更高要求，其中热采井高温开采的温度可高达370°C。
[0003]水泥石养护釜主要是提供模拟井底温度和压力条件下的养护设备，在目前国内市场化的常规养护仪中，其长期养护的最高温度一般只能达到250°C左右，无法满足热采井对更高温度下水泥石强度性能的评价要求。而水泥石在长期高温作用下的强度性能是评价热采井水泥浆性能的重要指标，是保证热采井长期稳定生产的重要保证。因此，必须模拟在蒸汽热采状况下水泥石长期受到高温作用的条件，才能获得可靠的实验数据。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够模拟热采井的井筒环境且操作方便的超高温油井水泥石养护釜。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:它包括主体、高压釜盖、控制设备、温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表；所述主体上部的一端沿水平方向设置所述高压釜盖，所述主体上部的另一端沿垂直方向设置所述控制设备，所述控制设备的面板上依次设置所述温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显不仪表；所述主体包括壳体、设置在所述壳体内的高压爸体、密封环、釜体加热管、冷却管线、釜体内冷却进水接头、釜体内冷却出水接头、釜体外冷却进水接头、釜体外冷却出水接头、高压进水接头、高压排水接头和高压泵以及设置在所述壳体一侧壁下端的进水接头和出水接头；所述高压釜体顶部设置所述高压釜盖，所述高压釜盖与高压釜体之间设置所述密封环，所述密封环紧贴所述高压釜体上端的内壁；所述高压釜体下端的内壁上设置若干所述釜体加热管；所述高压釜体底部的内侧面上设置若干倒“U”型所述冷却管线，所述高压釜体底部的外侧面上设置若干所述釜体内冷却进水接头和釜体内冷却出水接头；倒“U”型所述冷却管线的一端与所述釜体内冷却进水接头连接，倒“U”型所述冷却管线的另一端与所述釜体内冷却出水接头连接；所述高压釜体的外壁上绕设有所述冷却管线和绝热层，所述高压釜体一侧壁的下部和上部分别设置所述釜体外冷却进水接头和釜体外冷却出水接头，所述釜体外冷却进水接头通过所述冷却管线与所述釜体外冷却出水接头连接；各所述釜体内冷却进水接头和釜体外冷却进水接头以并联形式分别与所述进水接头连接，各所述釜体内冷却出水接头和釜体外冷却出水接头以并联形式分别与所述出水接头连接；所述高压釜体另一侧壁的上部和下部分别设置所述高压进水接头和高压排水接头，所述高压进水接头通过进水管线以及所述高压泵与所述进水接头连接，所述高压排水接头通过排水管线与所述出水接头连接。
[0006]在所述高压进水接头与高压泵连接的管线上设置用于测量并显示所述高压泵压力值的高压压力表。
[0007]所述高压釜盖和高压釜体均采用高镍高温合金钢制成。
[0008]所述密封环采用充气金属“O”形密封环。
[0009]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于在高压釜体内设置釜体加热管，釜体加热管能够使高压釜体内温度达到450°C的超高温；在高压釜体一侧壁的上部设置高压进水接头，高压进水接头的一端通过进水管线以及高压泵与进水接头连接，通过高压泵能够使高压釜体压力达到40MPa，因此采用本实用新型能够很好地模拟热采井的井筒环境且能够满足热采井固井模拟实验的要求。2、本实用新型由于在主体上部设置控制设备，控制设备的面板上依次设置温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表，通过温度压力控制仪表设定目标温度和压力，通过空气压力表、压力表和温度显示仪表分别显示主体内的空气压力值、实际压力值和温度值，因此本实用新型操作方便。3、本实用新型由于采用高压釜盖和密封环对高压釜体进行密封并采用釜体加热管给高压釜体内加热，因此采用本实用新型能够将温度迅速升高到实验所需温度且温度稳定性高。基于以上优点，本实用新型可以广泛应用于油井水泥石的养护中。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型超高温油井水泥石养护釜的结构示意图
[0011]图2是本实用新型超高温油井水泥石养护釜的内部结构示意图
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0013]如图1、图2所示，本实用新型超高温油井水泥石养护釜包括主体1、高压釜盖2、控制设备3、温度压力控制仪表4、空气压力表5、压力表6和温度显示仪表7。其中，主体I上部的一端沿水平方向设置高压釜盖2，主体I上部的另一端沿垂直方向设置控制设备3，控制设备3的面板上依次设置温度压力控制仪表4、空气压力表5、压力表6和温度显示仪表7。
[0014]主体I包括壳体8、设置在壳体8内的高压釜体9、密封环10、釜体加热管11、冷却管线12、釜体内冷却进水接头13、釜体内冷却出水接头14、釜体外冷却进水接头15、釜体外冷却出水接头16、高压进水接头17、高压排水接头18和高压泵19以及设置在壳体8 一侧壁下端的进水接头20和出水接头21。高压釜体9顶部设置高压釜盖2，高压釜盖2与高压釜体9之间设置密封环10，密封环10紧贴高压釜体9上端的内壁。高压釜体9下端的内壁上设置若干釜体加热管11，釜体加热管11能够使高压釜体9内温度达到450°C的超高温。
[0015]高压釜体9底部的内侧面上设置若干倒“U”型冷却管线12，高压釜体9底部的外侧面上设置若干釜体内冷却进水接头13和釜体内冷却出水接头14 ;倒“U”型冷却管线12的一端与釜体内冷却进水接头13连接，倒“U”型冷却管线12的另一端与釜体内冷却出水接头14连接。高压釜体9的外壁上绕设有冷却管线12和绝热层(图中未示出)，高压釜体9 一侧壁的下部和上部分别设置釜体外冷却进水接头15和釜体外冷却出水接头16，釜体外冷却进水接头15通过冷却管线12与釜体外冷却出水接头16连接。各釜体内冷却进水接头13和釜体外冷却进水接头15以并联形式分别与进水接头20连接，各釜体内冷却出水接头14和釜体外冷却出水接头16以并联形式分别与出水接头21连接。
[0016]高压釜体9另一侧壁的上部和下部分别设置高压进水接头17和高压排水接头18，高压进水接头17通过进水管线以及高压泵19与进水接头20连接，高压排水接头18通过排水管线与出水接头21连接。
[0017]上述实施例中，在高压进水接头17与高压泵19连接的进水管线上设置高压压力表22，用于测量并显示高压泵19的压力值。
[0018]上述实施例中，高压釜盖2和高压釜体9均采用高镍高温合金钢制成，该高镍高温合金钢材料具有良好的热稳定性、高温持久性、耐磨性和红硬性，同时具有优良的抗急冷急热和抗高温氧化性能，在温度600°C时具有较高的自强化等良好的综合性能。
[0019]上述实施例中，密封环10为充气金属“O”形密封环，在高温环境下，密封环10中气体膨胀以及密封环材料的软化使得密封效果更加可靠。
[0020]采用本实用新型超高温油井水泥石养护釜进行试验时，其具体包括以下步骤:
[0021]I)将油井水泥试模放入高压釜体9内，装上密封环10，然后盖上高压釜盖2并旋紧，再用扭力扳手拧紧高压釜盖2。
[0022]2)通过温度压力控制仪表4设定目标温度和压力后开启温度压力控制仪表4，控制设备3根据设定的压力值控制进水接头20、高压泵19和高压进水接头17向高压釜体9内注水，高压压力表22测量并显示高压泵19的压力值。
[0023]3)给釜体加热管11通电，控制设备3根据设定的目标温度控制釜体加热管11给高压釜体9内加热，对油井水泥试模进行养护；通过空气压力表5、压力表6和温度显示仪表7分别显示高压釜体9内的空气压力值、实际压力值和温度值。
[0024]4)油井水泥试模达到养护龄期后，根据温度显示仪表7显示的高压釜体9内的温度值，控制设备3控制进水接头20和釜体内冷却进水接头13向高压釜体9内的倒“U”型冷却管线12中注入冷却水，冷却水通过倒“U”型冷却管线12和釜体内冷却出水接头14返回排水接头21 ;控制设备3控制进水接头20和釜体外冷却进水接头15向高压釜体9外壁上环绕的冷却管线12中注入冷却水，冷却水通过冷却管线12和釜体外冷却出水接头16返回排水接头21。通过以上两个冷却水循环，完成对高压釜体9的冷却。
[0025]5)根据空气压力表5和压力表6温度分别显示的高压釜体9内的空气压力值和实际压力值，控制设备3控制高压排水接头18、排水管线和排水接头21将高压釜体9内水排出，并将高压釜体9内的压力慢慢释放掉。
[0026]6)打开高压釜盖2，取出油井水泥试模。
[0027]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:它包括主体、高压釜盖、控制设备、温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表；所述主体上部的一端沿水平方向设置所述高压釜盖，所述主体上部的另一端沿垂直方向设置所述控制设备，所述控制设备的面板上依次设置所述温度压力控制仪表、空气压力表、压力表和温度显示仪表； 所述主体包括壳体、设置在所述壳体内的高压釜体、密封环、釜体加热管、冷却管线、釜体内冷却进水接头、釜体内冷却出水接头、釜体外冷却进水接头、釜体外冷却出水接头、高压进水接头、高压排水接头和高压泵以及设置在所述壳体一侧壁下端的进水接头和出水接头；所述高压釜体顶部设置所述高压釜盖，所述高压釜盖与高压釜体之间设置所述密封环，所述密封环紧贴所述高压釜体上端的内壁；所述高压釜体下端的内壁上设置若干所述釜体加热管； 所述高压釜体底部的内侧面上设置若干倒“U”型所述冷却管线，所述高压釜体底部的外侧面上设置若干所述釜体内冷却进水接头和釜体内冷却出水接头；倒“U”型所述冷却管线的一端与所述釜体内冷却进水接头连接，倒“U”型所述冷却管线的另一端与所述釜体内冷却出水接头连接；所述高压釜体的外壁上绕设有所述冷却管线和绝热层，所述高压釜体一侧壁的下部和上部分别设置所述釜体外冷却进水接头和釜体外冷却出水接头，所述釜体外冷却进水接头通过所述冷却管线与所述釜体外冷却出水接头连接；各所述釜体内冷却进水接头和釜体外冷却进水接头以并联形式分别与所述进水接头连接，各所述釜体内冷却出水接头和釜体外冷却出水接头以并联形式分别与所述出水接头连接； 所述高压釜体另一侧壁的上部和下部分别设置所述高压进水接头和高压排水接头，所述高压进水接头通过进水管线以及所述高压泵与所述进水接头连接，所述高压排水接头通过排水管线与所述出水接头连接。
2.如权利要求1所述的一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:在所述高压进水接头与高压泵连接的管线上设置用于测量并显示所述高压泵压力值的高压压力表。
3.如权利要求1所述的一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:所述高压釜盖和高压釜体均采用高镍高温合金钢制成。
4.如权利要求2所述的一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:所述高压釜体和高压釜盖均采用高镍高温合金钢制成。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种超高温油井水泥石养护釜，其特征在于:所述密封环采用充气金属“O”形密封环。
【文档编号】B28B11/24GK203919329SQ201420340579
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】刘书杰, 许明标, 谢仁军, 刘卫红, 耿亚楠, 王晓亮, 邢希金, 刘海轩 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院, 长江大学