模拟固井注水泥的井筒装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种模拟固井注水泥的井筒装置，包括台架，所述台架上通过卡瓦装配有外筒，该外筒主要由法兰依次连接起来的第一模拟井段、测量段和第二模拟井段构成，在外筒内通过偏心调节片装配有内筒，内筒的外壁与外筒的内壁之间形成模拟现场中井眼与套管之间的环空。本实用新型的外筒测量段可以根据实验要求进行方便更换，同时内筒的尺寸也可以根据实验要求进行方便更换，内筒在外筒内的偏心度通过偏心调节片进行方便调整，它具有结构简单、操作方便、易于制造、制造成本较低、可靠性高、稳定性好、实用性强等特点，能够得到准确的实验结果，从而为固井实体施工提供准确、可靠、有效的实验指导。
【专利说明】模拟固井注水泥的井筒装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油完井用的固井模拟实验装置，具体是一种模拟固井注水泥的井筒装置。
【背景技术】
[0002]向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业称为固井，它是钻井过程中的重要作业。为了掌握注水泥在各种井况下的顶替效率，及在井内注入适合井况的水泥，需在固井实体作业前模拟固井注水泥在各种井况下的顶替效率。目前，应用广泛的模拟固井注水泥实验技术主要有全尺寸顶替模拟实验装置、实际密度水泥浆与相似尺寸套管顶替实验装置、相似液模拟小间隙顶替实验、环空流体顶替模拟评价仪-“绕流仪”等。其中，全尺寸顶替模拟实验装置是采用直剖测量法实现的，存在工作量大、操作麻烦、实验成本高等缺陷，且不能连续分析顶替过程；实际密度水泥浆与相似尺寸套管顶替实验装置是采用辐射测量法实现的，该技术存在核辐射的危险性，安全可靠性差，不够实用；相似液模拟小间隙顶替实验是采用高速摄像的测量方法实现的，它要求井筒和流体均是透明状态的，对实验要求高，实验投入成本大，且不能精确模拟注水泥的顶替效率；环空流体顶替模拟评价仪-“绕流仪”是通过高精度传感器进行测量，其仅能用作模拟非常规井身结构小间隙的固井，应用范围有限。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本较低、可靠性高、能够得到准确实验结果的模拟固井注水泥的井筒装置。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:一种模拟固井注水泥的井筒装置，包括台架，所述台架上通过卡瓦装配有外筒，该外筒主要由法兰依次连接起来的第一模拟井段、测量段和第二模拟井段构成，在外筒内通过偏心调节片装配有内筒，内筒的外壁与外筒的内壁之间形成模拟现场中井眼与套管之间的环空。
[0005]所述测量段为岩心夹持器或透明的有机玻璃段。
[0006]所述偏心调节片为三组，沿着外筒的轴向方向分段布置，用作调节内筒的偏心度。
[0007]所述第二模拟井段的末端对应接入配浆池。
[0008]所述外筒的第一模拟井段长度为2750mm，测量段长度为500mm，第二模拟井段长度为750mm。
[0009]本实用新型的有益效果是:上述井筒装置的外筒测量段可以根据实验要求进行方便更换，同时内筒的尺寸也可以根据实验要求进行方便更换，内筒在外筒内的偏心度通过偏心调节片进行方便调整，它具有结构简单、操作方便、易于制造、制造成本较低、可靠性高、稳定性好、实用性强等特点，能够得到准确的实验结果，从而为固井实体施工提供准确、可靠、有效的实验指导。【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0011]图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0012]图中代号含义:1一偏心调节片；2—外筒；3—环空；4一法兰；5—测量段；6—内筒-J一卡瓦；8—台架；9一第一模拟井段；10—第二模拟井段。
【具体实施方式】
[0013]参见图1:本实用新型包括台架8，在台架8上通过多个卡瓦7装配有外筒2。该外筒2主要由法兰4依次连接起来的第一模拟井段9、测量段5和第二模拟井段10构成；测量段5为岩心夹持器或透明的有机玻璃段，具体根据实验要求而定，若测量段5为岩心夹持器，则用作做岩心胶凝结强度实验，若测量段5为透明的有机玻璃段，则配合PIV系统，做环空流体的流场矢量分析实验；第二模拟井段10的末端对应接入配浆池，以便实验流体循环。在外筒2内通过三组偏心调节片I装配有内筒6，这三组偏心调节片I沿着外筒2的轴向方向分段布置，内筒6的外壁与外筒2的内壁之间形成模拟现场中井眼与套管之间的环空3，内筒6在外筒2内的偏心度通过三组偏心调节片I进行调整。
[0014]根据边界层理论，上述外筒2的第一模拟井段9长度为2750mm，该长度能保证套管边界层水泥浆在进入测量段前达到稳定流动；外筒2的测量段5长度为500mm，该长度使在顶替的过程中能够保证有足够的接触时间；外筒2的第二模拟井段10长度为750mm，该长度能够有效防止钻井液或者水泥浆所产生的激流对测量段的影响。
【权利要求】
1.一种模拟固井注水泥的井筒装置，包括台架(8)，其特征在于:所述台架(8)上通过卡瓦(7)装配有外筒(2)，该外筒(2)主要由法兰(4)依次连接起来的第一模拟井段(9)、测量段(5)和第二模拟井段(10)构成，在外筒(2)内通过偏心调节片(I)装配有内筒(6)，内筒(6)的外壁与外筒(2)的内壁之间形成模拟现场中井眼与套管之间的环空(3)。
2.根据权利要求1所述模拟固井注水泥的井筒装置，其特征在于:所述测量段(5)为岩心夹持器或透明的有机玻璃段。
3.根据权利要求1所述模拟固井注水泥的井筒装置，其特征在于:所述偏心调节片(I)为三组，沿着外筒(2)的轴向方向分段布置，用作调节内筒(6)在外筒(2)内的偏心度。
4.根据权利要求1所述模拟固井注水泥的井筒装置，其特征在于:所述第二模拟井段(10)的末端对应接入配浆池。
5.根据权利要求1所述模拟固井注水泥的井筒装置，其特征在于:所述外筒(2)的第一模拟井段(9)长度为2750mm，测量段(5)长度为500mm，第二模拟井段(10)长度为750mm。
【文档编号】E21B47/00GK203570260SQ201320707061
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】武恒志, 熊昕东, 顾战宇, 蒋祖军, 徐壁华, 朱礼平, 李群生, 谢应权, 张继尹, 王希勇, 严焱诚, 何志辉, 唐洪卫, 黄敏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司