CN107253263B - 振动固井实验的水泥石试件制备装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动固井实验的水泥石试件制备装置及其制备方法，其涉及油气井工程领域，该振动固井实验的水泥石试件制备装置包括振动固井实验的水泥石试件制备模具，其包括：第一隔板；第二隔板；第三隔板，第二隔板、第三隔板能可拆卸安装在第一隔板上；分别安装在第一隔板、第二隔板和第三隔板上端和下端的盖板和底板，第一隔板、第二隔板、盖板和底板能形成第一空腔，第一隔板、第三隔板、盖板和底板能形成第二空腔；能插设入第一空腔和第二空腔内的多块分隔板，以使第一空腔和第二空腔在竖直方向上被分隔成多个部分；振动装置，振动装置用于对填充有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具进行振动。

Description

振动固井实验的水泥石试件制备装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及油气井工程领域，特别涉及一种振动固井实验的水泥石试件制备装置及其制备方法。

背景技术

为了改善水泥浆的流变特性，防止固井后油气水窜，提高固井质量，开展了振动固井技术的研究。在振动固井技术中，振动后水泥石的力学性能是评价一口井固井质量的重要指标，直接影响井筒长期封固质量。因此，振动后水泥石的力学测试也成为振动固井技术研究的重点之一。

振动有利于提高固井质量，但不可避免的，振动波会迫使水泥颗粒产生震颤和混窜，导致水泥浆体系的性质在纵向上产生差异，结果表现为水泥石整体强度发育不均。目前国内外通用的水泥石试件的制备模具无法检测出振动作用下水泥石强度非均质性发育的状况，因此需发明一种振动固井实验的水泥石试件制备模具及相应的压力测试方法以用于检测振动作用下水泥石强度非均质性发育的状况。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种振动固井实验的水泥石试件制备装置及其制备方法，其能够检测振动对水泥浆均质性的影响，以评价振动后水泥石强度发育特征。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种振动固井实验的水泥石试件制备装置，其包括:

振动固井实验的水泥石试件制备模具，包括：

第一隔板，所述第一隔板包括沿竖直方向延伸的第一本体和沿垂直于所述第一本体方向延伸的第一延伸部；

第二隔板，所述第二隔板包括沿竖直方向延伸的第二本体和沿垂直于所述第二本体方向延伸的第二延伸部；

第三隔板，所述第三隔板包括沿竖直方向延伸的第三本体和沿垂直于所述第三本体方向延伸的第三延伸部，所述第二隔板、所述第三隔板能可拆卸安装在第一隔板上；

分别安装在所述第一隔板、所述第二隔板和所述第三隔板上端和下端的盖板和底板，所述第二延伸部能与所述第一本体的一侧相抵接，所述第二本体能与所述第一延伸部相抵接，所述第三本体能与所述第一延伸部相抵接，所述第三延伸部能与所述第一本体的另一侧相抵接，以使所述第一隔板、所述第二隔板、所述盖板和所述底板能形成第一空腔，所述第一隔板、所述第三隔板、所述盖板和所述底板能形成第二空腔；

能插设入所述第一空腔和所述第二空腔内的多块分隔板，以使所述第一空腔和所述第二空腔在竖直方向上被分隔成多个部分；

振动装置，所述振动装置用于对填充有水泥浆的所述振动固井实验的水泥石试件制备模具进行振动。

在一种优选的实施方式中，在所述第一隔板的第一延伸部上沿竖直方向开设有贯穿孔，所述贯穿孔中能穿设有连接杆，所述连接杆的一端能与所述盖板相连接，所述连接杆的另一端能与底板相连接。

在一种优选的实施方式中，所述盖板的下表面上设置有导流槽。

在一种优选的实施方式中，所述第一隔板、所述第二隔板和所述第三隔板形成所述第一空腔和所述第二空腔的侧壁上设置有滑槽，所述第二隔板的侧壁上开设有第一缺口槽，所述第三隔板的侧壁上开设有第二缺口槽，所述分隔板能自所述第一缺口槽或第二缺口槽插入，从而通过所述滑槽插设固定在所述第一空腔或第二空腔中。

在一种优选的实施方式中，所述第一缺口槽开设在所述第二隔板的第二本体上，所述第二延伸部上开设有通孔，所述通孔中设置有固定件以对插入所述第一缺口槽的所述分隔板进行固定。

在一种优选的实施方式中，所述第二缺口槽开设在所述第三隔板的第三本体上，所述第三延伸部上开设有通孔，所述通孔中设置有固定件以对插入所述第二缺口槽的所述分隔板进行固定。

在一种优选的实施方式中，所述第二隔板上开设有孔洞，当所述第二隔板与所述第一隔板相配合时，所述第一隔板在所述孔洞相对应处开设有螺纹孔，在所述孔洞与所述螺纹孔设置有固定件以使所述第一隔板与所述第二隔板相连接固定。

在一种优选的实施方式中，所述第三隔板上开设有孔洞，当所述第三隔板与所述第一隔板相配合时，所述第一隔板在所述孔洞相对应处开设有螺纹孔，在所述孔洞与所述螺纹孔设置有固定件以使所述第一隔板与所述第三隔板相连接固定。

一种采用上述的振动固井实验的水泥石试件制备装置的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其包括以下步骤：

将振动固井实验的水泥石试件制备模具的内壁上涂抹密封油脂；

将所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述底板拼接起来以形成所述第一空腔和所述第二空腔；

将制备好的水泥浆均匀倒入所述第一空腔和所述第二空腔中；

将盖板盖在模具本体上并进行固定；

将装有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具放置在振动装置上进行振动试验；

待振动试验结束后，将涂抹有密封油脂的分隔板插入所述第一空腔和所述第二空腔内并进行固定，以使得水泥浆在竖直方向上被分隔成多个部分；

将振动固井实验的水泥石试件制备模具进行养护，待养护结束后拆卸开所述振动固井实验的水泥石试件制备模具以获取水泥石。

在一种优选的实施方式中，将振动固井实验的水泥石试件制备模具依照实验方案所需的温度和压力条件放置在水浴箱中进行养护。

在一种优选的实施方式中，在所述将制备好的水泥浆均匀倒入所述第一空腔和所述第二空腔中的步骤中，具体为：将制备好的水泥浆均匀倒入模具第一空腔和/或第二空腔中的第一预设位置处，并进行一定的捣拌，然后继续依次添加水泥浆至第二预设位置处，并进行一定的捣拌，如此重复上述操作至添加水泥浆至第一空腔和/或第二空腔中的顶部。

在一种优选的实施方式中，当将盖板盖在模具本体上并进行固定时：若有多余的水泥浆溢出，则将其刮除并清理干净，若振动固井实验的水泥石试件制备模具侧壁或底部发生漏浆现象，则废弃该试件，重新进行制作。

在一种优选的实施方式中，获取通过所述振动固井实验的水泥石试件制备模具制备的多块水泥石，并将水泥石表面进行处理后将其置于匀加荷压力试验机上；

通过匀加荷压力试验机对水泥石试件表面施加负荷，水泥石强度等于试件达到破碎时的压力除以水泥石承载面的面积，记录相应数据，从而对比分析振动固井实验的水泥石试件制备模具不同位置处的水泥石强度发展的差异。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中振动固井实验的水泥石试件制备装置通过振动固井实验的水泥石试件制备模具可以制作用于振动固井实验的水泥石试件，在整个振动固井实验的水泥石试件制备模具放置在振动装置上进行振动时，其所受振动时垂直方向的，同时由于振动固井实验的水泥石试件制备模具中的水泥浆沿竖直方向设置，如此，水泥浆内部的气泡在振动作用下会被打散，从而使水泥浆体系更加均匀致密，以提高后期养护生成的水泥石强度，但是振动的作用效果会受模具和浆体结构阻尼的影响而逐渐消失，即随着作用距离的延长而呈递减趋势，所以振动对水泥浆体系的影响在竖直方向上必然是不均匀的，因此，振动固井实验的水泥石试件制备模具中不同位置处的水泥浆制成的水泥石的强度是完全不同的。通过测试本申请中振动固井实验的水泥石试件制备装置制作而成的在竖直方向上不同的多块水泥石便能够得到不同位置处水泥石强度发育的差异情况，以判定振动装置的振动波的作用范围，从而指导振动参数的调整，最终用于指导振动固井以提高振动固井后水泥浆的固井质量。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中部分结构示意图。

图2为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中底板的结构示意图。

图3为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中盖板的结构示意图。

图4为本发明实施例中水泥石试件在压力试验机上测试的示意图。

以上附图的附图标记：

1、第一隔板；11、第一本体；12、第一延伸部；121、贯穿孔；2、第二隔板；21、第二本体；22、第二延伸部；23、第一缺口槽；24、通孔；25、固定件；26、孔洞；27、螺纹孔；3、第三隔板；31、第三本体；32、第三延伸部；33、第二缺口槽；4、分隔板；5、盖板；51、导流槽；6、底板；7、连接杆；8、滑槽；9、第一空腔；10、第二空腔；100、水泥石；200、压力试验机。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够有效的检测振动对水泥浆均质性的影响，以评价振动后水泥石强度发育特征，在本申请中提出了一种振动固井实验的水泥石试件制备装置，图1为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中部分结构示意图，图2为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中底板的结构示意图，图3为本发明实施例中振动固井实验的水泥石试件制备模具中盖板的结构示意图，如图1、图2和图3所示，该振动固井实验的水泥石试件制备装置包括:振动固井实验的水泥石试件制备模具和振动装置，振动装置用于对填充有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具进行振动。上述该动固井实验的水泥石试件制备模具包括：第一隔板1，第一隔板1包括沿竖直方向延伸的第一本体11和沿垂直于第一本体11方向延伸的第一延伸部12；第二隔板2，第二隔板2包括沿竖直方向延伸的第二本体21和沿垂直于第二本体21方向延伸的第二延伸部22；第三隔板3，第三隔板3包括沿竖直方向延伸的第三本体31和沿垂直于第三本体31方向延伸的第三延伸部32，第二隔板2、第三隔板3能可拆卸安装在第一隔板1上；分别安装在第一隔板1、第二隔板2和第三隔板3上端和下端的盖板5和底板6，第二延伸部22能与第一本体11的一侧相抵接，第二本体21能与第一延伸部12相抵接，第三本体31能与第一延伸部12相抵接，第三延伸部32能与第一本体11的另一侧相抵接，以使第一隔板1、第二隔板2、盖板5和底板6能形成第一空腔9，第一隔板1、第三隔板3、盖板5和底板6能形成第二空腔10；能插设入第一空腔9和第二空腔10内的多块分隔板4，以使第一空腔9和第二空腔10在竖直方向上被分隔成多个部分。

本申请中振动固井实验的水泥石试件制备装置通过振动固井实验的水泥石试件制备模具中的第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3以及底板6拼接在一起以形成能够容纳水泥浆的第一空腔9和第二空腔10，将水泥浆倒入第一空腔9和第二空腔10以填充满第一空腔9和第二空腔10，之后将盖板5盖设在第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3的上方并进行固定，如此便可以制作振动固井实验的水泥石试件制备模具沿竖直方向放置在振动装置上进行振动试验，待振动试验结束后将分隔板4插入第一空腔9和第二空腔10内并进行固定，以使得水泥浆在竖直方向上被分隔成多个部分，最后将振动固井实验的水泥石试件制备模具进行养护，待养护结束后拆卸开振动固井实验的水泥石试件制备模具以获取水泥石。当拆入的分隔板4位置合适时，可以通过上述过程可以制作出多块形状和大小方面完全相同的水泥石，但是，在整个振动固井实验的水泥石试件制备模具放置在振动装置上进行振动时，其所受振动时垂直方向的，同时由于振动固井实验的水泥石试件制备模具中的水泥浆沿竖直方向设置，如此，水泥浆内部的气泡在振动作用下会被打散，从而使水泥浆体系更加均匀致密，以提高后期养护生成的水泥石强度，但是振动的作用效果会受模具和浆体结构阻尼的影响而逐渐消失，即随着作用距离的延长而呈递减趋势，所以振动对水泥浆体系的影响在竖直方向上必然是不均匀的，因此，振动固井实验的水泥石试件制备模具中不同位置处的水泥浆制成的水泥石的强度是完全不同的。而通过测试本申请中振动固井实验的水泥石试件制备装置制作而成的在竖直方向上不同的多块水泥石便能够得到不同位置处水泥石强度发育的差异情况，以判定振动装置的振动波的作用范围，从而指导振动参数的调整，最终用于指导振动固井以提高振动固井后水泥浆的固井质量。

为了更好的了解本申请中的振动固井实验的水泥石试件制备装置，下面将对其做进一步解释和说明。本申请中的振动固井实验的水泥石试件制备装置包括振动固井实验的水泥石试件制备模具和振动装置两大部分，振动装置主要用于对填充有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具在竖直方向上进行振动。

本申请中的振动固井实验的水泥石试件制备模具主要包括第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3、盖板5、底板6以及分隔板4。如图1所示，第一隔板1包括第一本体11和沿垂直于第一本体11方向延伸的第一延伸部12，第一本体11沿竖直平面延伸，其可以呈长方形的平板状。第一延伸部12可以设置在第一本体11的中间，其沿垂直于第一本体11方向延伸，第一延伸部12也呈长方形的平板状。第二隔板2包括第二本体21和沿垂直于第二本体21方向延伸的第二延伸部22。第二本体21沿竖直平面延伸，其可以呈长方形的平板状。第二延伸部22可以设置在第二本体21的边缘，其沿垂直于第二本体21方向延伸，第二延伸部22也呈长方形的平板状。第二隔板2包括第三本体31和沿垂直于第三本体31方向延伸的第三延伸部32。第三本体31沿竖直平面延伸，其也可以呈长方形的平板状。第三延伸部32可以设置在第三本体31的边缘，其沿垂直于第三本体31方向延伸，第三延伸部32也呈长方形的平板状。也就是说，第二隔板2与第二隔板2的形状大小可以相同，第二隔板2、第三隔板3能可拆卸安装在第一隔板1上。

如图1所示，当第二隔板2、第三隔板3安装在第一隔板1上时，两者分别设置在第一隔板1的两侧。第二隔板2的第二本体21的边缘与第一隔板1的第一延伸部12边缘相抵，第二隔板2的第二延伸部22边缘与第一隔板1的第一本体11边缘相抵。第三隔板3的第三本体31的边缘与第一隔板1的第一延伸部12边缘相抵，第三隔板3的第三延伸部32边缘与第一隔板1的第一本体11边缘相抵。在为了更好的使得第一隔板1与第二隔板2、第三隔板3相连接，第二隔板2上开设有孔洞26，可以是第二隔板2的第二本体21的边缘，当第二隔板2与第一隔板1相配合时，第一隔板1在孔洞26相对应处开设有螺纹孔27，可以是第一隔板1第一延伸部12的边缘，在孔洞26与螺纹孔27设置有固定件25以使第一隔板1与第二隔板2相连接固定，固定件25可以是螺丝或者螺栓等，其穿入孔洞26拧入螺纹孔27以实现第一隔板1与第二隔板2的固定。同理，第三隔板3上开设有孔洞26，当第三隔板3与第一隔板1相配合时，第一隔板1在孔洞26相对应处开设有螺纹孔27，在孔洞26与螺纹孔27设置有固定件25以使第一隔板1与第三隔板3相连接固定。在其它实施方式中，孔洞26还可开设在第二隔板2的第二延伸部22的边缘处，螺纹孔27位于第一隔板1的第一本体11边缘处。孔洞26也可开设在第三隔板3的第三延伸部32的边缘处，螺纹孔27位于第一隔板1的第一本体11边缘处。

如图2、图3所示，盖板5和底板6分别安装在第一隔板1、第二隔板2和第三隔板3上端和下端，如此，第一隔板1、第二隔板2、盖板5和底板6能形成第一空腔9，第一隔板1、第三隔板3、盖板5和底板6能形成第二空腔10、为了更好的使得盖板5、底板6与第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3进行固定，在第一隔板1的第一延伸部12上沿竖直方向开设有贯穿孔121，贯穿孔121中能穿设有连接杆7，连接杆7的一端能与盖板5相连接，连接杆7的另一端能与底板6相连接。连接杆7的两端可以通过螺纹拧入盖板5和底板6上开设的螺纹孔中，如此，一方面可以实现可拆卸连接，另外一方面可以调节盖板5和底板6之间的距离。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，盖板5的下表面上可以设置有导流槽51。该导流槽51可以为两条，其分别设置在盖板5的两侧，其中一条可以连通第一空腔9与外界，；另一条可以连通第二空腔10于外界。当第一空腔9于第二空腔10中填充的水泥浆过多时，多余的水泥浆能从该导流槽51溢出。

如图1所示，分隔板4能插设入第一空腔9和第二空腔10内以使第一空腔9和第二空腔10在竖直方向上被分隔成多个部分。为了便于分隔板4能够方便的插入第一空腔9和第二空腔10，在一种可行的实施方式中，第一隔板1、第二隔板2和第三隔板3形成第一空腔9和第二空腔10的侧壁上设置有滑槽8，第二隔板2的侧壁上开设有第一缺口槽23，第三隔板3的侧壁上开设有第二缺口槽33，分隔板4能自第一缺口槽23或第二缺口槽33插入，从而通过滑槽8插设固定在第一空腔9或第二空腔10中。为了便于对插入的分隔板4进行固定，第一缺口槽23开设在第二隔板2的第二本体21上，第二延伸部22上开设有通孔24，通孔24中设置有固定件25以对插入第一缺口槽23的分隔板4进行固定。固定件25可以是销钉、螺丝，螺栓等。同理，第二缺口槽33开设在第三隔板3的第三本体31上，第三延伸部32上开设有通孔24，通孔24中设置有固定件25以对插入第二缺口槽33的分隔板4进行固定。在竖直方向上，相邻的滑槽8的距离均相等，同时最上方的滑槽8距盖板5的距离与相邻的滑槽8的之间的距离相等，最下方的滑槽8距底板6的距离与相邻的滑槽8的之间的距离相等，如此，分隔板4能使得第一空腔9和第二空腔10在竖直方向上被分隔成的多个部分均相同。

在一种优选的实施方式中，上述第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3、底板6、盖板5以及分隔板4可以用不锈钢金属材料制成，其具备一定的耐腐蚀性能，同时在水泥浆凝结成水泥石后，在拆除模具过程中不容易对磨具造成损伤，进而使得该磨具可以多次使用。

通过上述振动固井实验的水泥石试件制备模具在同一竖直方向高度上能够制作出两块相同的水泥石，当测试水泥石的强度时，若发现同一竖直方向高度上水泥石的数据相差较大，则可以认为此次制成水泥石过程中存在失误、差错或不合理处，应重新制作水泥石，该次制作的水泥石作废。

在本申请中还提出了一种采用上述振动固井实验的水泥石试件制备装置的振动固井实验的水泥石试件制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：将振动固井实验的水泥石试件制备模具的内壁上涂抹密封油脂。密封油脂在拼接振动固井实验的水泥石试件制备模具时，一方面可以提高不同部件之间接合或相抵处的密封性，另外一方面当水泥浆凝结成水泥石后，便于模具的拆除，避免拆除模具的过程中对水泥石的表面造成损伤。

步骤2：将第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3和底板6拼接起来以形成第一空腔9和第二空腔10。在一种可行的方式中，通过在第二隔板2和第三隔板3的孔洞26中插入固定件25，通过固定件25拧入第一隔板1的螺纹孔27以实现第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3的拼接固定。通过将底板6设置在第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3的下方，并将连接杆7穿入第一隔板1的贯穿孔121中，同时拧入底板6上的螺纹孔。

步骤3：将制备好的水泥浆均匀倒入第一空腔9和第二空腔10中。在本步骤中，将制备好的水泥浆均匀倒入模具第一空腔9和/或第二空腔10中的第一预设位置处，第一预设位置可以根据需要分隔板4的数量所决定，第一预设位置可以为下部第一块分隔板4插入的位置处。对倒入的水泥浆进行一定的捣拌，然后继续依次添加水泥浆至第二预设位置处，第二预设位置的具体位置的确定与第一预设位置的确定原理相同。在添加入水泥浆后再进行一定的捣拌，如此重复上述操作至添加水泥浆至第一空腔9和/或第二空腔10中的顶部。

步骤4：将盖板5盖在模具本体上并进行固定。在本步骤中，将涂抹有密封油脂的盖板5盖在第一隔板1、第二隔板2、第三隔板3上，多余的水泥浆会由盖板5上的导流槽51溢出，用直尺刮除并清理干净，若振动固井实验的水泥石试件制备模具侧壁或底部发生漏浆现象，则废弃该试件，重新进行制作。没有问题则将连接杆7与盖板5相连接。

步骤5：将装有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具沿竖直方向放置在振动装置上进行振动试验，即，底板6放置在下方，盖板5放置在上方。

步骤6：待振动试验结束后，将涂抹有密封油脂的分隔板4插入第一空腔9和第二空腔10内并进行固定，以使得水泥浆在竖直方向上被分隔成多个部分。在本步骤中，先将涂抹有密封油脂的分隔板4依依插入第二隔板2的侧壁上开设的不同高度的第一缺口槽23和第三隔板3的侧壁上开设的不同高度的第二缺口槽33，分隔板4通过第一隔板1、第二隔板2和第三隔板3侧壁上的滑槽8插入第一空腔9或第二空腔10中。再通过在第二隔板2和第三隔板3的通孔24中插入固定件25以对分隔板4进行固定。

步骤7：将振动固井实验的水泥石试件制备模具进行养护，待养护结束后拆卸开振动固井实验的水泥石试件制备模具以获取水泥石。在本步骤中，可以将振动固井实验的水泥石试件制备模具依照实验方案所需的温度和压力条件放置在水浴箱中进行养护，养护结束后冷却一段时间，然后拔出分隔板4，拆卸开振动固井实验的水泥石试件制备模具以获取多块不同竖直方向上形成的水泥石。最后将振动固井实验的水泥石试件制备模具清洗并晾干，以备下一次试验继续使用。

为了对制成的水泥石进行相应的力学性能测试，本振动固井实验的水泥石试件制备方法还可以包括以下步骤：

步骤8：获取通过振动固井实验的水泥石试件制备模具制备的多块水泥石，并将水泥石100表面进行处理后将其置于匀加荷压力试验机200上。在本步骤中，图4为本发明实施例中水泥石100试件在压力试验机上测试的示意图，如图4所示，将水泥石100的上下表面的杂质清理干净，然后将清理完毕的水泥石100置于匀加荷压力试验机200上。

步骤9：通过匀加荷压力试验机200对水泥石100试件表面施加负荷，水泥石100强度等于试件达到破碎时的压力除以水泥石100承载面的面积，记录相应数据，从而对比分析振动固井实验的水泥石试件制备模具不同位置处的水泥石强度发展的差异。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，其包括:

振动固井实验的水泥石试件制备模具，包括：

第一隔板，所述第一隔板包括沿竖直方向延伸的第一本体和沿垂直于所述第一本体方向延伸的第一延伸部；

第二隔板，所述第二隔板包括沿竖直方向延伸的第二本体和沿垂直于所述第二本体方向延伸的第二延伸部；

第三隔板，所述第三隔板包括沿竖直方向延伸的第三本体和沿垂直于所述第三本体方向延伸的第三延伸部，所述第二隔板、所述第三隔板能可拆卸安装在第一隔板上；

分别安装在所述第一隔板、所述第二隔板和所述第三隔板上端和下端的盖板和底板，所述第二延伸部能与所述第一本体的一侧相抵接，所述第二本体能与所述第一延伸部相抵接，所述第三本体能与所述第一延伸部相抵接，所述第三延伸部能与所述第一本体的另一侧相抵接，以使所述第一隔板、所述第二隔板、所述盖板和所述底板能形成第一空腔，所述第一隔板、所述第三隔板、所述盖板和所述底板能形成第二空腔；

能插设入所述第一空腔和所述第二空腔内的多块分隔板，以使所述第一空腔和所述第二空腔在竖直方向上被分隔成多个部分；所述第一隔板、所述第二隔板和所述第三隔板形成所述第一空腔和所述第二空腔的侧壁上设置有滑槽，所述第二隔板的侧壁上开设有第一缺口槽，所述第三隔板的侧壁上开设有第二缺口槽，所述分隔板能自所述第一缺口槽或第二缺口槽插入，从而通过所述滑槽插设固定在所述第一空腔或第二空腔中；将水泥浆倒入所述第一空腔和所述第二空腔，之后再经过振动试验后，再将所述分隔板从第一缺口槽和所述第二缺口槽插入至所述第一空腔和所述第二空腔中，以使得水泥浆在竖直方向上被分隔成多个部分；

振动装置，所述振动装置用于对填充有水泥浆的所述振动固井实验的水泥石试件制备模具进行振动。

2.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，在所述第一隔板的第一延伸部上沿竖直方向开设有贯穿孔，所述贯穿孔中能穿设有连接杆，所述连接杆的一端能与所述盖板相连接，所述连接杆的另一端能与底板相连接。

3.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，所述盖板的下表面上设置有导流槽。

4.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，所述第一缺口槽开设在所述第二隔板的第二本体上，所述第二延伸部上开设有通孔，所述通孔中设置有固定件以对插入所述第一缺口槽的所述分隔板进行固定。

5.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，所述第二缺口槽开设在所述第三隔板的第三本体上，所述第三延伸部上开设有通孔，所述通孔中设置有固定件以对插入所述第二缺口槽的所述分隔板进行固定。

6.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，所述第二隔板上开设有孔洞，当所述第二隔板与所述第一隔板相配合时，所述第一隔板在所述孔洞相对应处开设有螺纹孔，在所述孔洞与所述螺纹孔设置有固定件以使所述第一隔板与所述第二隔板相连接固定。

7.根据权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置，其特征在于，所述第三隔板上开设有孔洞，当所述第三隔板与所述第一隔板相配合时，所述第一隔板在所述孔洞相对应处开设有螺纹孔，在所述孔洞与所述螺纹孔设置有固定件以使所述第一隔板与所述第三隔板相连接固定。

8.一种采用权利要求1所述的振动固井实验的水泥石试件制备装置的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其包括以下步骤：

将振动固井实验的水泥石试件制备模具的内壁上涂抹密封油脂；

将所述第一隔板、所述第二隔板、所述第三隔板和所述底板拼接起来以形成所述第一空腔和所述第二空腔；

将制备好的水泥浆均匀倒入所述第一空腔和所述第二空腔中；

将盖板盖在模具本体上并进行固定；

将装有水泥浆的振动固井实验的水泥石试件制备模具放置在振动装置上进行振动试验；

待振动试验结束后，将涂抹有密封油脂的分隔板插入所述第一空腔和所述第二空腔内并进行固定，以使得水泥浆在竖直方向上被分隔成多个部分；

将振动固井实验的水泥石试件制备模具进行养护，待养护结束后拆卸开所述振动固井实验的水泥石试件制备模具以获取水泥石。

9.根据权利要求8所述的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其特征在于，将振动固井实验的水泥石试件制备模具依照实验方案所需的温度和压力条件放置在水浴箱中进行养护。

10.根据权利要求8所述的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其特征在于，在所述将制备好的水泥浆均匀倒入所述第一空腔和所述第二空腔中的步骤中，具体为：将制备好的水泥浆均匀倒入模具第一空腔和/或第二空腔中的第一预设位置处，并进行一定的捣拌，然后继续依次添加水泥浆至第二预设位置处，并进行一定的捣拌，如此重复上述操作至添加水泥浆至第一空腔和/或第二空腔中的顶部。

11.根据权利要求10所述的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其特征在于，当将盖板盖在模具本体上并进行固定时：若有多余的水泥浆溢出，则将其刮除并清理干净，若振动固井实验的水泥石试件制备模具侧壁或底部发生漏浆现象，则废弃该试件，重新进行制作。

12.根据权利要求10所述的振动固井实验的水泥石试件制备方法，其特征在于，获取通过所述振动固井实验的水泥石试件制备模具制备的多块水泥石，并将水泥石表面进行处理后将其置于匀加荷压力试验机上；

通过匀加荷压力试验机对水泥石试件表面施加负荷，水泥石强度等于试件达到破碎时的压力除以水泥石承载面的面积，记录相应数据，从而对比分析振动固井实验的水泥石试件制备模具不同位置处的水泥石强度发展的差异。