CN115266568A - 固井水泥石界面测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种固井水泥石界面测试装置及方法，属于油气井工程固井技术领域。本方案通过在水泥成形单元中预先浇注水泥形成水泥环，通过压力和流量单元、温度单元，模拟井下的压力和温度环境，通过射孔冲击单元提供冲击载荷，模拟水泥石在井下环境中所承受的射孔冲击，从而可以对水泥环与模拟套管之间的胶结界面进行测试，在射孔冲击单元进行射孔冲击后，随着冲击力的提升，水泥环与模拟套管之间的界面胶结失效，造成气体沿该界面流动，进而从出气管中排出，从而第二流量计测得的信号会迅速提升，根据第二流量计迅速提升的时间，获取对应的射孔冲击的冲击力，以便获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。

Description

固井水泥石界面测试装置及方法

技术领域

本申请涉及油气井工程固井技术领域，特别涉及一种固井水泥石界面测试装置及方法。

背景技术

在油气井施工过程中，固井是油气开发的关键环节，固井的过程为：在下入套管的油气井中，利用注水泥设备向套管外环空内注入水泥，凝结后的水泥石为套管与井壁之间一个完整的水泥环，起到封隔地下的油气水层、支撑和保护套管的作用。对于油气井生产来讲，水泥环具有硬脆特征，常常容易在固井水泥环与套管之间的胶结界面产生脆性破坏。

固井完成后，在继续钻进过程中钻具会对套管-水泥石-地层产生冲击载荷，即对上述胶结界面产生冲击。因此，需准确把握该冲击载荷的大小，以防止发生胶结界面的破坏进而引发严重事故，甚至造成油井的报废。此外，在固井工况和井筒复杂的地层环境作用下，特别是在油气田开采的中后期，注水、酸化、压裂、热采等施工工艺产生的井内高压会使得固井水泥环力学完整性遭到破坏，从而导致油气窜流，严重的会发生工程事故。对于水平井而言，为了后续增产，需要进行水压裂等措施，在启动瞬间也会对上述胶结界面产生严重冲击。所以，需要精准掌控冲击载荷下固井水泥石的界面胶结性能，从而调控改善水泥浆体性能以保证在各种复杂条件下水泥环仍然可以保持其完整性。也正是如此，有必要提供一种固井水泥石界面测试装置，测试水泥石界面的胶结性能。

目前常用的固井水泥石界面测试装置通常是包括釜体，釜体的内部有水泥浆候凝室，通过将水泥浆注入水泥浆候凝室，模拟水泥浆在套管与井壁之间凝结成水泥环的过程，而后基于多个检测器的检测数据，计算出水泥环的界面胶结强度。

然而，上述装置中只能对固井工况和水泥环的形成过程进行模拟，从而计算出界面胶结强度，基于该胶结强度，不能判断水泥环介质在冲击状况下的变化，对实际工作的指导作用较小。

发明内容

本申请实施例提供了一种固井水泥石界面测试装置及方法，能够获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。该技术方案如下：

一方面，提供了一种固井水泥石界面测试装置，该装置包括：水泥成形单元、压力和流量单元、温度单元、射孔冲击单元以及数据分析单元；

该水泥成形单元包括：模拟套管、水泥环、模拟地层、釜体、加热带、底座以及顶盖；

该水泥环、模拟地层、釜体、加热带均为环状，由内到外依次布置在该模拟套管外，该釜体的底部密封连接该底座，该釜体的顶部密封连接该顶盖；

该压力和流量单元包括气源、内压泵、第一压力阀、第一流量计、外压泵、第二压力阀、内围压传感器、外围压传感器以及至少一个第二流量计；

该气源通过内压进气管连通该模拟套管和该水泥环的顶部，该内压泵、该第一压力阀与该第一流量计均设置于该内压进气管上；

该外压泵通过外压进气管连通至该模拟地层和该釜体之间，该第二压力阀设置于该外压进气管上；

该水泥环的底部连通出气管，至少一个该第二流量计设置于该出气管上，该第一流量计和该第二流量计均与该数据分析单元电性耦接；

该内围压传感器位于该模拟套管中，该外围压传感器位于该模拟地层和该釜体之间，该内围压传感器、外围压传感器均与该数据分析单元电性耦接；

该温度单元包括温度调节器、外热电偶和内热电偶，该温度调节器和该外热电偶位于该加热带的内部，该内热电偶位于该模拟套管的内部，该外热电偶和该内热电偶均与该数据分析单元电性耦接；

该射孔冲击单元包括多个振动台和多个振动传感器，该振动传感器和该振动台一一对应，该振动台贴设于该模拟套管的内壁上，该振动传感器与该数据分析单元电性耦接。

在一种可能设计中，该水泥成形单元中的顶盖上设有至少两个进气口，至少一个进气口对应于该模拟套管，至少一个进气口对应于该水泥环，该进气口用于连接该内压进气管。

在一种可能设计中，该水泥成形单元中的底座上设有至少两个出气口，用于连接该出气管。

在一种可能设计中，该水泥成形单元中的底座上设有至少一个放气口，该放气口与该模拟套管相对应，该放气口上连接有气体排放阀。

在一种可能设计中，该气源包括：容置有氮气的氮气瓶以及用于控制该氮气瓶的开闭的开关控制阀。

在一种可能设计中，多个该振动台在该模拟套管的内壁上沿螺旋状排布。

在一种可能设计中，该出气管上还设有第三压力阀。

在一种可能设计中，该出气管上还设有压力传感器，该压力传感器与该数据分析单元电性耦接。

在一种可能设计中，该射孔冲击单元还包括振动控制器，该振动控制器、该振动台均与该数据分析单元电性耦接，从而该振动传感器通过该振动控制器与该数据分析单元电性耦接。

在一种可能设计中，该射孔冲击单元还包括功率放大器，该功率放大器电性耦接于该振动控制器与该振动台之间。

在一种可能设计中，该射孔冲击单元还包括密封胶圈，该密封胶圈位于该振动台和该模拟套管的内壁之间，该振动台的振动头穿过该密封胶圈与该模拟套管的内壁相抵。

在一种可能设计中，该装置还包括气体循环单元，该气体循环单元与该出气管连通。

一方面，提供了一种固井水泥石界面测试方法，该方法应用于如上述任一种可能设计中提供的固井水泥石界面测试装置，该方法包括：

基于压力和流量单元，启动内压泵和外压泵，使内围压传感器输出第一预设压力，使外围压传感器输出第二预设压力；

基于温度单元，启动加热带，调节温度调节器使外热电偶输出第一预设温度，使内热电偶输出第二预设温度；

基于射孔冲击单元，启动多个振动台；

当数据分析单元接收到的第二流量计发送的第二流量信号升高的速率大于第一预设速率时，获取对应时刻的振动传感器发送的振动信号。

本申请实施例提供的技术方案，通过设置水泥成形单元，为水泥的成形提供容置空间，通过在水泥成形单元中预先浇注水泥形成水泥环，通过压力和流量单元、温度单元，模拟井下的压力和温度环境，通过射孔冲击单元提供冲击载荷，模拟水泥石在井下环境中所承受的射孔冲击，从而可以对水泥环与模拟套管之间的胶结界面进行测试，在射孔冲击单元进行射孔冲击后，随着冲击力的提升，水泥环与模拟套管之间的界面胶结失效，造成气体沿该界面流动，进而从出气管中排出，从而第二流量计测得的信号会迅速提升，根据第二流量计迅速提升的时间，获取对应的射孔冲击的冲击力，以便获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种固井水泥石界面测试装置的剖面结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种射孔冲击单元4的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种模拟套管11和振动台41的连接处的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种固井水泥石界面测试方法的流程图。

附图中的各零件的标号说明如下：

1-水泥成形单元；

11-模拟套管；

12-水泥环；

13-模拟地层；

14-釜体；

15-加热带；

16-底座；

17-顶盖；

18-外围压套；

2-压力和流量单元；

21-气源；

211-氮气瓶；

212-开关控制阀；

22-内压泵；

23-第一压力阀；

24-第一流量计；

25-外压泵；

26-第二压力阀；

27-内围压传感器；

28-外围压传感器；

29-第二流量计；

3-温度单元；

31-温度调节器；

32-外热电偶；

33-内热电偶；

4-射孔冲击单元；

41-振动台；

411-振动头；

42-振动传感器；

43-振动控制器；

44-功率放大器；

45-密封胶圈；

5-数据分析单元；

6-内压进气管；

7-外压进气管；

8-出气管；

81-气体排放阀；

82-第三压力阀；

83-压力传感器；

9-气体循环单元。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本申请中的具体含义。

图1是本申请实施例提供的一种固井水泥石界面测试装置的剖面结构示意图，该装置包括：水泥成形单元1、压力和流量单元2、温度单元3、射孔冲击单元4以及数据分析单元5；该水泥成形单元1包括：模拟套管11、水泥环12、模拟地层13、釜体14、加热带15、底座16以及顶盖17；该水泥环12、模拟地层13、釜体14、加热带15均为环状，由内到外依次布置在该模拟套管11外，该釜体14的底部密封连接该底座16，该釜体14的顶部密封连接该顶盖17；该压力和流量单元2包括气源21、内压泵22、第一压力阀23、第一流量计24、外压泵25、第二压力阀26、内围压传感器27、外围压传感器28以及至少一个第二流量计29；该气源21通过内压进气管6连通该模拟套管11和该水泥环12的顶部，该内压泵22、该第一压力阀23与该第一流量计24均设置于该内压进气管6上；该外压泵25通过外压进气管7连通至该模拟地层13和该釜体14之间，该第二压力阀26设置于该外压进气管7上；该水泥环12的底部连通出气管8，至少一个该第二流量计29设置于该出气管8上，该第一流量计24和该第二流量计29均与该数据分析单元5电性耦接；该内围压传感器27位于该模拟套管11中，该外围压传感器28位于该模拟地层13和该釜体14之间，该内围压传感器27、外围压传感器28均与该数据分析单元5电性耦接；该温度单元3包括温度调节器31、外热电偶32和内热电偶33，该温度调节器31和该外热电偶32位于该加热带15的内部，该内热电偶33位于该模拟套管11的内部，该外热电偶32和该内热电偶33均与该数据分析单元5电性耦接；该射孔冲击单元4包括多个振动台41和多个振动传感器42，该振动传感器42和该振动台41一一对应，该振动台41贴设于该模拟套管11的内壁上，该振动传感器42与该数据分析单元5电性耦接。

下面对该装置的工作原理进行详述：

在该装置中，水泥成形单元1用于为水泥的成形提供与井下相同的环境，包括相同的压力和温度等，射孔冲击单元4能够模拟钻具对套管-水泥石-地层产生冲击载荷，即对模拟套管11和水泥环12之间的胶结界面产生的冲击。

该装置的使用过程包括：

基于压力和流量单元2，启动内压泵22和外压泵25，使内围压传感器27输出第一预设压力，使外围压传感器28输出第二预设压力；

基于温度单元3，启动加热带15，调节温度调节器31使外热电偶32输出第一预设温度，使内热电偶33输出第二预设温度；

基于射孔冲击单元4，启动多个振动台41；

当数据分析单元5接收到的第二流量计29发送的第二流量信号升高的速率大于第一预设速率时，获取对应时刻的振动传感器42发送的振动信号。

本申请实施例提供的固井水泥石界面测试装置，通过设置水泥成形单元1，为水泥的成形提供容置空间，通过在水泥成形单元1中预先浇注水泥形成水泥环12，通过压力和流量单元2、温度单元3，模拟井下的压力和温度环境，通过射孔冲击单元4提供冲击载荷，模拟水泥石在井下环境中所承受的射孔冲击，从而可以对水泥环12与模拟套管11之间的胶结界面进行测试，在射孔冲击单元4进行射孔冲击后，随着冲击力的提升，水泥环12与模拟套管11之间的界面胶结失效，造成气体沿该界面流动，进而从出气管8中排出，从而第二流量计29测得的信号会迅速提升，根据第二流量计29迅速提升的时间，获取对应的射孔冲击的冲击力，以便获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。

下面对该装置各部分结构及工作原理进行详述：

在水泥成形单元1中，沿水平方向，各部件的尺寸可以是根据井下实际结构等比例缩小的，从而可以更准确的模拟井下环境。

在一种可能设计中，该水泥成形单元1中的顶盖17上设有至少两个进气口，至少一个进气口对应于该模拟套管11，至少一个进气口对应于该水泥环12，该进气口用于连接该内压进气管6。

在上述结构中，至少一个进气口对应于模拟套管11，使进气管中的气体可以通过该进气口进入模拟套管11，从而使套管内的压力达到井下实际情况。

至少一个进气口对应于水泥环12，使进气管中的气体可以通过该进气口进入水泥环12与顶盖17、模拟套管11、模拟地层13、底座16之间的缝隙，从而使上述缝隙内的压力达到井下实际情况。

在上述结构中，该进气口的数量可以是三个，其中一个对应于模拟套管11，两个对应于水泥环12。

在一种可能设计中，该水泥成形单元1中的底座16上设有至少两个出气口，用于连接该出气管8。

在上述结构中，至少一个出气口对应于水泥环12，使水泥环12与顶盖17、模拟套管11、模拟地层13、底座16之间的缝隙之间的气体可以通过该出气口进入出气管8，从而便于后续通过出气管8中压力是否升高判断胶结界面是否失效。

在上述结构中，该出气口的数量可以是两个，对称设置于该水泥环12的底部的底座16位置上。

在一种可能设计中，该水泥成形单元1中的底座16上设有至少一个放气口，该放气口与该模拟套管11相对应，该放气口上连接有气体排放阀81。

在上述结构中，至少一个放气口对应于模拟套管11，用于在操作完成后，通过打开气体排放阀81，卸掉模拟套管11内部的压力。

在一种可能设计中，该气源21包括：容置有氮气的氮气瓶211以及用于控制该氮气瓶211的开闭的开关控制阀212。

在操作中，使用氮气填充该水泥成形单元1，由于氮气具有化学性质稳定的特点，因此，可以保证操作过程的安全性，而开关控制阀212与氮气瓶211的气体出口相连通，可以用于控制氮气的释放与否。

在一种可能设计中，多个该振动台41在该模拟套管11的内壁上沿螺旋状排布，这种排布方式能够模拟井下实际的射孔冲击过程，从而便于有效对胶结界面的性能进行测试。

在一种可能设计中，该出气管8上还设有第三压力阀82。

该第三压力阀82的作用是控制出气管8中的气体压力，以便排放气体。

在一种可能设计中，该出气管8上还设有压力传感器83，该压力传感器83与该数据分析单元5电性耦接。

该压力传感器83的作用是将出气管8中的压力传输至数据分析单元5，从而用于后续的分析过程中。

在一种可能设计中，模拟地层13和釜体14之间还设有外围压套18，用于填充模拟地层13和釜体14之间的缝隙，减少杂质气体的存在。

图2是本申请实施例提供的一种射孔冲击单元4的结构示意图，请参见2，在一种可能设计中，该射孔冲击单元4还包括振动控制器43，该振动控制器43、该振动台41均与该数据分析单元5电性耦接，从而该振动传感器42通过该振动控制器43与该数据分析单元5电性耦接。

其中，该振动控制器43用于发出控制信号，控制信号该控制信号被振动台41接收后，振动台41能够基于该控制信号来进行振动，从而能更准确模拟井下实际射孔冲击过程。振动控制器43用于将控制信号，以及振动传感器42发射的振动信号均发送给数据分析单元5，以便后续的分析过程。

在一种可能设计中，该射孔冲击单元4还包括功率放大器44，该功率放大器44电性耦接于该振动控制器43与该振动台41之间。

该功率放大器44的作用是对振动控制器43发出的控制信号的功率进行放大，从而在振动控制器43发出一个功率较小的控制信号，即可控制振动台41发生较大的振动。

图3是本申请实施例提供的一种模拟套管11和振动台41的连接处的结构示意图，请参见图3，在一种可能设计中，该射孔冲击单元4还包括密封胶圈45，该密封胶圈45位于该振动台41和该模拟套管11的内壁之间，该振动台41的振动头411穿过该密封胶圈45与该模拟套管11的内壁相抵，从而可以在振动头411的振动过程中，密封胶圈45在振动台41与模拟套管11之间起到缓冲作用，避免由于振动台41的振动幅度过大而从模拟套管11上脱落。

在一种可能设计中，该装置还包括气体循环单元9，该气体循环单元9与该出气管8连通，用于收集从出气管8中输出的气体，并储存起来，以备重复使用。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。

本申请实施例提供的固井水泥石界面测试装置，通过设置水泥成形单元1，为水泥的成形提供容置空间，通过在水泥成形单元1中预先浇注水泥形成水泥环12，通过压力和流量单元2、温度单元3，模拟井下的压力和温度环境，通过射孔冲击单元4提供冲击载荷，模拟水泥石在井下环境中所承受的射孔冲击，从而可以对水泥环12与模拟套管11之间的胶结界面进行测试，在射孔冲击单元4进行射孔冲击后，随着冲击力的提升，水泥环12与模拟套管11之间的界面胶结失效，造成气体沿该界面流动，进而从出气管8中排出，从而第二流量计29测得的信号会迅速提升，根据第二流量计29迅速提升的时间，获取对应的射孔冲击的冲击力，以便获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。

该装置能真实模拟水泥环12在井筒高温高压状态下，受到射孔和后续作业带来的动态载荷冲击力的破坏过程，从而实时原位评价水泥环12界面胶结完整性。

图4是本申请实施例提供的一种固井水泥石界面测试方法的流程图，请参见图4，该方法应用于如上述任一种可能设计中提供的固井水泥石界面测试装置，该方法包括：

401.基于压力和流量单元2，启动内压泵22和外压泵25，使内围压传感器27输出第一预设压力，使外围压传感器28输出第二预设压力。

在该步骤中，通过内压泵22向模拟套管11和水泥环12四周的缝隙中注入高压气体，具体地，该内压泵22为高压泵。通过外压泵25向模拟地层13和釜体14之间的缝隙内注入高压气体，具体地，该外压泵25为高压泵。

其中，该第一预设压力与实际井筒中套管内的压力一致，第二预设压力与实际地层的压力一致。

402.基于温度单元3，启动加热带15，调节温度调节器31使外热电偶32输出第一预设温度，使内热电偶33输出第二预设温度。

其中，该温度调节器31能够调节加热带15的加热功率，从而控制其加热过程。其中，该第一预设温度与实际井筒中地层的温度一致，该第二预设温度与实际井筒中套管的温度一致。

403.基于射孔冲击单元4，启动多个振动台41。

在该步骤中，每个振动台41对应一个振动头411，每个振动头411都能够对模拟套管11的内壁产生冲击，从而形成射孔，在冲击的振动强度和频率达到一定程度时，水泥环12与模拟套管11之间的胶结界面失效，高压气体沿该失效的界面下行，并通过出气管8排出，并使出气管8中的流量迅速提升。

404.当数据分析单元5接收到的第二流量计29发送的第二流量信号升高的速率大于第一预设速率时，获取对应时刻的振动传感器42发送的振动信号。

其中，该第一预设速率小于当胶结界面失效瞬间，出气管8中气体流量迅速提升过程中流量提升的速率，也即是说，只要升高的速率大于第一预设速率了，则证明胶结界面已经失效。该第一预设速率可以根据现场经验获取，本实施例对此不作限定。

本申请实施例提供的固井水泥石界面测试方法，通过设置水泥成形单元1，为水泥的成形提供容置空间，通过在水泥成形单元1中预先浇注水泥形成水泥环12，通过压力和流量单元2、温度单元3，模拟井下的压力和温度环境，通过射孔冲击单元4提供冲击载荷，模拟水泥石在井下环境中所承受的射孔冲击，从而可以对水泥环12与模拟套管11之间的胶结界面进行测试，在射孔冲击单元4进行射孔冲击后，随着冲击力的提升，水泥环12与模拟套管11之间的界面胶结失效，造成气体沿该界面流动，进而从出气管8中排出，从而第二流量计29测得的信号会迅速提升，根据第二流量计29迅速提升的时间，获取对应的射孔冲击的冲击力，以便获取水泥石界面胶结失效的临界条件，对实际固井工作具有较大的指导作用。

该方法能真实模拟水泥环12在井筒高温高压状态下，受到射孔和后续作业带来的动态载荷冲击力的破坏过程，从而实时原位评价水泥环12界面胶结完整性。

上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固井水泥石界面测试装置，其特征在于，所述装置包括：水泥成形单元(1)、压力和流量单元(2)、温度单元(3)、射孔冲击单元(4)以及数据分析单元(5)；

所述水泥成形单元(1)包括：模拟套管(11)、水泥环(12)、模拟地层(13)、釜体(14)、加热带(15)、底座(16)以及顶盖(17)；

所述水泥环(12)、模拟地层(13)、釜体(14)、加热带(15)均为环状，由内到外依次布置在所述模拟套管(11)外，所述釜体(14)的底部密封连接所述底座(16)，所述釜体(14)的顶部密封连接所述顶盖(17)；

所述压力和流量单元(2)包括气源(21)、内压泵(22)、第一压力阀(23)、第一流量计(24)、外压泵(25)、第二压力阀(26)、内围压传感器(27)、外围压传感器(28)以及至少一个第二流量计(29)；

所述气源(21)通过内压进气管(6)连通所述模拟套管(11)和所述水泥环(12)的顶部，所述内压泵(22)、所述第一压力阀(23)与所述第一流量计(24)均设置于所述内压进气管(6)上；

所述外压泵(25)通过外压进气管(7)连通至所述模拟地层(13)和所述釜体(14)之间，所述第二压力阀(26)设置于所述外压进气管(7)上；

所述水泥环(12)的底部连通出气管(8)，至少一个所述第二流量计(29)设置于所述出气管(8)上，所述第一流量计(24)和所述第二流量计(29)均与所述数据分析单元(5)电性耦接；

所述内围压传感器(27)位于所述模拟套管(11)中，所述外围压传感器(28)位于所述模拟地层(13)和所述釜体(14)之间，所述内围压传感器(27)、外围压传感器(28)均与所述数据分析单元(5)电性耦接；

所述温度单元(3)包括温度调节器(31)、外热电偶(32)和内热电偶(33)，所述温度调节器(31)和所述外热电偶(32)位于所述加热带(15)的内部，所述内热电偶(33)位于所述模拟套管(11)的内部，所述外热电偶(32)和所述内热电偶(33)均与所述数据分析单元(5)电性耦接；

所述射孔冲击单元(4)包括多个振动台(41)和多个振动传感器(42)，所述振动传感器(42)和所述振动台(41)一一对应，所述振动台(41)贴设于所述模拟套管(11)的内壁上，所述振动传感器(42)与所述数据分析单元(5)电性耦接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水泥成形单元(1)中的底座(16)上设有至少一个放气口，所述放气口与所述模拟套管(11)相对应，所述放气口上连接有气体排放阀(81)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个所述振动台(41)在所述模拟套管(11)的内壁上沿螺旋状排布。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出气管(8)上还设有第三压力阀(82)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出气管(8)上还设有压力传感器(83)，所述压力传感器(83)与所述数据分析单元(5)电性耦接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射孔冲击单元(4)还包括振动控制器(43)，所述振动控制器(43)、所述振动台(41)均与所述数据分析单元(5)电性耦接，从而所述振动传感器(42)通过所述振动控制器(43)与所述数据分析单元(5)电性耦接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述射孔冲击单元(4)还包括功率放大器(44)，所述功率放大器(44)电性耦接于所述振动控制器(43)与所述振动台(41)之间。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射孔冲击单元(4)还包括密封胶圈(45)，所述密封胶圈(45)位于所述振动台(41)和所述模拟套管(11)的内壁之间，所述振动台(41)的振动头(411)穿过所述密封胶圈(45)与所述模拟套管(11)的内壁相抵。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气体循环单元(9)，所述气体循环单元(9)与所述出气管(8)连通。

10.一种固井水泥石界面测试方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-权利要求9任一项所述的固井水泥石界面测试装置，所述方法包括：

基于压力和流量单元(2)，启动内压泵(22)和外压泵(25)，使内围压传感器(27)输出第一预设压力，使外围压传感器(28)输出第二预设压力；

基于温度单元(3)，启动加热带(15)，调节温度调节器(31)使外热电偶(32)输出第一预设温度，使内热电偶(33)输出第二预设温度；

基于射孔冲击单元(4)，启动多个振动台(41)；

当数据分析单元(5)接收到的第二流量计(29)发送的第二流量信号升高的速率大于第一预设速率时，获取对应时刻的振动传感器(42)发送的振动信号。

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