CN217006577U - 一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，包括上盖1、密封圈2、胶结钢筒3、底座4、模拟套管或实心岩心5，所述上盖1、胶结钢筒3和底座4组成一个中空的圆柱体，上盖、底座和胶结钢筒之间设置密封圈2，所述上盖、底座均为强力磁铁片，底座的中心位置有定位槽，用以放置并固定模拟套管或实心岩心5。所述胶结钢筒3和模拟套管或实心岩心5之间的环形空间有水泥浆，养护后形成水泥环。底座的定位槽中放置并固定模拟套管时，能够模拟测试井下水泥环‑套管的界面胶结强度；底座的定位槽中放置并固定实心岩心时，能够模拟测试井下水泥环‑地层的界面胶结强度。本实用新型使用寿命长，易于操作，测试过程符合实际工况。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气井固井领域模拟油井水泥与地层界面胶结强度的装置，特别涉及固井界面胶结强度测试用试样制备装置。
背景技术
固井是钻完井作业过程中不可或缺的重要环节，其主要目的就是利用油井水泥封固套管与地层之间的环形空间，封隔油气水层、保护套管，建立畅通的油气采收通道。因此，固井后水泥与地层间良好的界面胶结是保证环空抗窜封隔能力的重要条件之一，直接影响油气井的使用寿命及后期酸化、压裂等增产措施的应用。
然而，钻井过程中，受地层岩性、渗透率、孔隙度、压力及钻井液性能等因素影响，地层表面通常会粘附、包裹有一定厚度的虚泥浆/泥饼。这些虚泥浆/泥饼无法与水泥胶结，容易在注水泥施工后形成结构疏松的环形过渡带，甚至使水泥环与地层壁面之间发生不同程度的剥离，形成微裂缝，破坏水泥环与地层的胶结强度，影响井筒的密封完整性。
传统油井水泥-岩心界面、油井水泥-套管界面胶结强度测试用试样的制备存在较大的误差。通常的测试装置包括小尺寸实心岩心、模拟套管、胶结筒和上下螺纹盖板，先将小尺寸的实心岩心或者钢管放入钻井液中静置一定时间，然后取出并清理多余的钻井液，放入钢管中，倒入水泥浆，盖好螺纹盖板，移入养护箱中恒温养护。虽然在一定程度上能够模拟井下地层和套管粘附钻井液后的状态，但存在脱模困难、破坏模拟水泥环导致测试时出现误差或密封性能不好导致养护时进水破坏原来体系，达不到预期的测试目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，该装置原理可靠，操作简便，使用寿命长，易于操作，测试过程符合实际工况，为更加准确地测试界面胶结强度提供保障。
为达到以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案。
本实用新型通过将螺纹上下盖替换为强磁的原片，将其与模拟套管或岩心、胶结筒构成一个密封的空间。强磁片使用寿命长，模拟套管在里面放着不会发生偏移，倒入浆体以后不会出现浆体渗入模拟套管的情况，岩心在里面也能形成具有一定厚度的虚泥浆/泥饼，细致还原井下水泥-地层界面、套管-井下水泥界面的实际工况。
一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，包括上盖、密封圈、胶结钢筒、底座、模拟套管或实心岩心，所述上盖、胶结钢筒和底座组成一个中空的圆柱体，上盖、底座和胶结钢筒之间均设置密封圈，所述上盖、底座均为强力磁铁片，底座的中心位置有定位槽，用以放置并固定模拟套管或实心岩心。
传统测试器材采用螺纹上下盖导致在使用过程中，去掉上下盖比较困难，同时破坏内部水泥环的结构；螺纹使用过久以后，会出现磨损导致渗浆，使得螺纹盖内存在浆体。本实用新型通过改良上下盖结构，模拟套管或岩心与底部强磁底座的连接，在注浆过程中不会发生渗浆和模拟套管的偏移，能够形成类似井下实际工况的虚泥浆/泥饼，更加真实、细致地测试常压下水泥环-岩心、水泥环-套管的界面胶结强度，解决了传统界面胶结强度测试器材的问题。
附图说明
图1为固井界面胶结强度测试用试样制备装置的结构示意图。
图中：1-强力磁铁片上盖；2-密封圈；3-胶结钢筒；4-强力磁铁片底座；5-模拟套管或实心岩心。
具体实施方式
下面根据附图进一步说明本实用新型，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型。但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，均在保护之列。
参看图1。
一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，包括上盖1、密封圈2、胶结钢筒3、底座4、模拟套管或实心岩心5，所述上盖1、胶结钢筒3和底座4组成一个中空的圆柱体，上盖、底座和胶结钢筒之间均设置密封圈2，所述上盖、底座均为强力磁铁片，底座的中心位置有定位槽，用以放置并固定模拟套管或实心岩心5。
所述胶结钢筒3和模拟套管或实心岩心5之间的环形空间有水泥浆，养护后形成水泥环。
所述底座的定位槽中放置并固定模拟套管时，能够模拟测试井下水泥环-套管的界面胶结强度。
所述底座的定位槽中放置并固定实心岩心时，能够模拟测试井下水泥环-地层的界面胶结强度。
使用该装置时，按以下步骤进行操作：
第一步，在岩心表面形成虚泥浆/泥饼。先将密封圈安放在底座上，放入选定的具有一定物性特征的实心岩心或模拟套管，向上述环形空间内灌满钻井液，在胶结筒上部放置密封圈，盖上强磁上盖，移入水浴养护箱中，模拟井下工况下钻井液在岩心或模拟套管表面形成虚泥浆/泥饼。
第二步，灌注水泥浆、制备水泥环。将上述装置打开，将模拟套管或实心岩心的虚泥浆/泥饼清理至一定厚度，然后将实心岩心或模拟套管安放在底座上的定位槽中，沿胶结筒内壁的环空内缓慢灌入水泥浆，放置密封圈，盖好强磁上盖，将装置移入水浴养护箱中，模拟实际工况对水泥环进行养护。
第三步，测试界面胶结强度。去掉底座和上盖，置于压力测试机的中部，固有水泥的胶结钢筒置于固定套筒中，将测试棒置于胶结筒上部，且模拟套管或实心岩心、固定套筒、胶结筒、测试棒的轴心在一条直线上；启动压力测试机，带动测试棒、模拟套管或实心岩心，直至将胶结筒内的水泥与模拟套管或实心岩心内壁松动；压力测试仪测试记录胶结筒内的水泥与钢管内壁松动时的压力数据。
Claims (2)
1.一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，包括上盖（1）、密封圈（2）、胶结钢筒（3）、底座（4）、模拟套管或实心岩心（5），其特征在于，所述上盖（1）、胶结钢筒（3）和底座（4）组成一个中空的圆柱体，上盖、底座和胶结钢筒之间设置密封圈（2），所述上盖、底座均为强力磁铁片，底座的中心位置有定位槽，用以放置并固定模拟套管或实心岩心（5）。
2.如权利要求1所述的一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置，其特征在于，所述胶结钢筒（3）和模拟套管或实心岩心（5）之间的环形空间有水泥浆，养护后形成水泥环。
Priority Applications (1)
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| CN202123165004.XU CN217006577U (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种固井界面胶结强度测试用试样制备装置 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2021
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