一种新型水泥浆防漏评价装置的制作方法

本实用新型属于石油勘探开发领域，尤其涉及一种钻井工程中固井所用水泥浆防漏性能评价的装置。

背景技术：

井漏通常指在钻进、固井、测试或修井等井下作业过程中的各种工作液(包括钻井液、水泥浆、完井液以及其他流体等)在压差的作用下直接进入地层的一种井下复杂情况。井漏一直是钻井行业的一个难题，伴随着钻井技术的发展，堵漏技术也在不断地发展。对于易漏失井，虽然在钻井过程中已对漏失层段进行了堵漏，但因堵漏效果不好仍存在漏失；同时，由于注水泥时水泥浆密度通常高于钻井液且粘度切力更大易引发二次井漏。井漏会直接影响固井质量，从而影响后续生产作业。由于地下漏层位置的不确定性和漏失通道的不确定性，有时会导致堵漏成功率偏低。而室内评价装置的不完善也是制约堵漏工艺、堵漏材料技术发展的一个关键问题。因此，为评价防漏水泥浆的堵漏效果，需要在实验室内通过仪器模拟井下环境和漏失通道，验证堵漏材料的堵漏效果，优选合适的堵漏材料。一个能够有效模拟地下漏层和漏失状态的评价装置能够大幅度促进堵漏技术的进步。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种密封性好，结构简单，便于拆卸和安装的新型的水泥浆防漏评价装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种新型水泥浆防漏评价装置，包括加热外筒、浆筒、盛液器、液量采集台、储气罐、支撑架和数据采集与处理系统。

所述加热外筒侧壁设置温度传感器，加热外筒表面设置有保温材料层，加热外筒内设置浆筒，浆筒上端设有上端盖，上端盖与浆筒的接触面设有密封圈。浆筒上端开口边缘设有向外水平伸出的限位件，浆筒从加热外筒上端放入加热外筒内，浆筒上端的限位件挂靠在加热外筒上端口。上端盖中心设置进气口、泄压阀和压力传感器，进气口通过输气管连接储气罐，输气管上设置压力开关和气体调节阀。

所述浆筒下端内侧和外侧分别沿周向开设环形限位台阶，内侧限位台阶上安装漏失介质，所述漏失介质的有效直径与浆筒内径对应，漏失介质中有孔隙通道和缝隙通道；漏失介质下方安装下端盖，下端盖与浆筒之间螺钉固定连接，下端盖表面设置有保温材料层。下端盖由盖体和位于盖体内侧中心的圆柱形凸起构成，凸起与盖体内侧壁之间形成用于容纳浆筒下端的环形沟槽，沟槽内设有密封圈，浆筒下端外侧的限位台阶与盖体侧壁紧密配合，凸起顶端抵靠漏失介质的底面；该凸起的顶端开设有锥形或半球形凹槽，凹槽底部向下开设贯通下端盖的通孔，通孔内设置水泥浆排出管，排出管上设置放料阀，排出管正下方放置盛液器，盛液器下方设置液量采集台，所述液量采集台、压力开关、温度传感器均和数据采集与处理系统相连。所述加热外筒下端设置高度可调节的支撑架。

优选的是，所述支撑架包括圆环形托盘，托盘底部可拆卸地设置有三个长度可调节的支腿，加热外筒下端放置在托盘上，浆筒底端位于托盘中间的空隙内。

优选的是，所述支腿包括可滑动连接的第一杆体和第二杆体，第二杆体位于上部，且套设在第一杆体内，第一杆体上端设有内螺纹，与第二杆体下端的外螺纹相齿和，第一杆体和第二杆体相接处设置有紧锁螺母，第二杆体上端设有外螺纹，托盘底部开设螺纹孔与第二杆体上端外螺纹连接。

进一步优选的是，所述限位件为固定在浆筒上端开口边缘的圆环，圆环所在平面与浆筒侧壁垂直；或者，所述限位件为固定在浆筒上端开口边缘的至少两个限位块，限位块均匀分布在浆筒上端开口边缘，限位块与浆筒侧壁垂直。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)该评价装置的结构组成简单，便于安装拆卸：安装时，首先浆筒从加热外筒上端放入加热外筒内，浆筒上端的限位件挂靠在加热外筒上端口，将浆筒限位固定在加热外筒上，防止浆筒由于重力作用滑出加热外筒，同时也避免了使用其他固定件将加热外筒与浆筒固定连接；然后安装漏失介质和下端盖，下端盖同时具有支撑漏失介质的作用和密封浆筒的作用；密封性好；实验后，需要拆卸装置时，只需将下端盖拆除，就可以轻松去除漏失介质或更换漏失介质，浆筒也可以从加热外筒上端轻松取出。

(2)支撑架的高度可调节：通过调节支腿的长度，进而调节支撑架的高度，便于实验时操作者根据需要调节评价装置的加热外筒等主体部件的高度，操作简单，适用性强。

(3)利用裂缝与孔隙相结合的双重漏失介质模拟水泥浆在地层缝孔中的漏失，较参照现有的水泥浆防漏堵漏评价方法，更符合防漏堵漏水泥浆的特点，且依据更科学、与实际工程更接近，具有操作简单，适用性强的特点，以满足防漏堵漏固井的要求。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1、本实用新型的水泥浆防漏评价装置的结构示意图。

图2、下端盖的截面图。

图3、支撑架结构示意图。

图4、支腿结构示意图。

图5、一个实施例中浆筒的俯视图。

图6、另一个实施例中浆筒的俯视图。

图中标号：

加热外筒1、浆筒2、盛液器3、液量采集台4、储气罐5、支撑架6、数据采集与处理系统7、温度传感器8、保温材料层9、上端盖10、密封圈11、限位件12、进气口13、泄压阀14、压力传感器15、压力开关16、气体调节阀17、漏失介质18、下端盖19、盖体191、圆柱形凸起192、半球形凹槽193、通孔194、水泥浆排出管20、放料阀21、托盘61、支腿62、第一杆体621、第二杆体622、锁螺母623、内螺纹624、外螺纹625。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-6所示，本实用新型提供了一种新型水泥浆防漏评价装置，包括加热外筒1、浆筒2、盛液器3、液量采集台4、储气罐5、支撑架6和数据采集与处理系统7。

所述加热外筒侧壁设置温度传感器8，加热外筒表面设置有保温材料层9，加热外筒内设置浆筒，浆筒上端设有上端盖10，上端盖与浆筒的接触面设有密封圈11。浆筒上端开口边缘设有向外水平伸出的限位件12，浆筒从加热外筒上端放入加热外筒内，浆筒上端的限位件挂靠在加热外筒上端口。所述限位件12为固定在浆筒上端开口边缘的圆环，圆环所在平面与浆筒侧壁垂直(见图5)。或者，所述限位件为固定在浆筒上端开口边缘的至少两个限位块，限位块均匀分布在浆筒上端开口边缘，限位块与浆筒侧壁垂直(见图6)。上端盖中心设置进气口13、泄压阀14和压力传感器15，进气口通过输气管连接储气罐，储气罐内装有氮气，输气管上设置压力开关16和气体调节阀17。

所述浆筒2下端内侧和外侧分别沿周向开设环形限位台阶，内侧限位台阶上安装漏失介质18，所述漏失介质18的有效直径与浆筒2内径对应，漏失介质18中有孔隙通道和缝隙通道；漏失介质18下方安装下端盖19，下端盖与浆筒之间螺钉固定连接，下端盖表面设置有保温材料层。下端盖由盖体191和位于盖体内侧中心的圆柱形凸起192构成，凸起与盖体内侧壁之间形成用于容纳浆筒下端的环形沟槽，沟槽内设有密封圈11，浆筒下端外侧的限位台阶与盖体侧壁紧密配合，凸起顶端抵靠漏失介质的底面；该凸起的顶端开设有锥形或半球形凹槽193，凹槽底部向下开设贯通下端盖的通孔194，通孔内设置水泥浆排出管20，排出管上设置放料阀21，排出管正下方放置盛液器，盛液器下方设置液量采集台4，所述液量采集台4、压力开关16、温度传感器8均和数据采集与处理系统7相连。

所述加热外筒下端设置高度可调节的支撑架6。如图3所示，所述支撑架6包括圆环形托盘61，托盘底部可拆卸地设置有三个长度可调节的支腿62，加热外筒下端放置在托盘上，浆筒底端位于托盘中间的空隙内。进一步限定的是，如图4所示，所述支腿62包括可滑动连接的第一杆体621和第二杆体622，第二杆体位于上部，且套设在第一杆体内，第一杆体上端设有内螺纹624，与第二杆体下端的外螺纹相齿和，第一杆体和第二杆体相接处设置有紧锁螺母623，第二杆体上端设有外螺纹625，托盘底部开设螺纹孔与第二杆体上端外螺纹连接。该支撑架的高度可调节，便于实验操作时根绝需要调节评价装置的高度。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。