专利名称：多表面介质套管固结强度测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是石油与天然气工程固井质量评价技术领域，具体涉及的是多表面介质套管固结强度测定装置。
背景技术：
对石油与天然气工程中的固井作业来说，界面胶结强度对固井质量的影响很大，会直接影响油气井的使用寿命和开发效益。国内外学者研究认为固井质量和界面胶结强度的优劣，受到诸多因素的影响，套管表面状况是其重要的因素之一。多表面介质套管由光滑套管、粘砂剂和砂粒组成，粘砂剂粘在光滑套管外，砂粒则粘在粘砂剂外，光滑套管、粘砂剂和砂粒共同粘在一起形成多表面介质套管，光滑套管表面粘砂之后，由于表面粗糙度的提高，增加了套管与水泥环之间的胶结强度，提高了固井质量。目前，对多表面介质套管固结强度测定装置的研制还属空白。该项装置的缺少，阻碍了多表面介质套管固井质量评价 等相关问题的进一步研究，诸如表面介质性能对固井质量的影响研究、表面介质参数对固井质量的影响研究。尽管通过建立力学模型可以进行定性描述，在一定程度上满足当前的需要，但无法给予直接的评价，从而影响了该技术的进一步发展。发明内容本实用新型的目的是提供多表面介质套管固结强度测定装置，它用于解决目前通过建立力学模型只能对多表面介质套管固结强度进行定性描述的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种多表面介质套管固结强度测定装置的多表面介质套管外套置有水泥环，水泥环外是环形围压腔，多表面介质套管由光滑套管、粘砂剂和砂粒组成，圆形的支撑块支撑在光滑套管下，多表面介质套管及水泥环上面是上覆载加压腔，上覆载加压腔内有滑动活塞，滑动活塞将上覆载加压腔分隔为上、下两个腔体；围压加载系统通过管线连接至环形围压腔，上覆压载系统通过管线连接至上覆载加压腔的上腔体。上述方案中水泥环上安装有信号检测仪，信号检测仪连接信号转换装置，信号转换装置连接计算机，计算机内安装有固结强度计算软件，信号检测仪、信号转换装置、计算机构成固结强度检测系统。通过固结强度检测系统，可观察并绘制应力-应变曲线，测定在不同围压条件下多表面介质套管的固结强度。上述方案中围压加载系统由第一增压装置和第一中间容器组成。围压加载系统通过向环形围压腔中注入气体对水泥环施加围压外载。上述方案中上覆压载系统由第二增压装置和第二中间容器组成。上覆压载系统通过向上覆载加压腔泵入气体，驱动滑动活塞对多表面介质套管和水泥环施加上覆压力。上述方案中围压腔与气体抽吸系统连通，气体抽吸系统由真空控制阀、真空测定仪和真空抽吸装置组成。通过气体抽吸系统回收环形围压腔内的气体，准备循环再次利用。本实用新型具有以下有益效果I、本实用新型可能够实现动态、连续施加外载，实时绘制水泥环的应力-应变变化曲线，测定在不同围压条件下多表面介质套管与水泥环之间的固结强度。[0014]2、本实用新型围压加载系统控压范围大，可实现SOMPa控压。3、本实用新型检测精度高，系统精度可达O. OlMPa。4、本实用新型结构工艺简单、操作方便，可测围压范围大。

图I是本实用新型的结构示意图。I.围压腔 2.支撑块 3.光滑套管 4.砂粒 5.水泥环 6第一增压装置
7.第一中间容器 8.压力测定仪9.第二增压装置10.第二中间容器 11.压力测定仪12.滑动活塞13.上覆载加压腔14.信号检测仪15.信号转换装置16.计算机17.真空控制阀18.真空测定仪19.真空抽吸装置20.回收控制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明如图I所示，这种多表面介质套管固结强度测定装置的多表面介质套管外套置有水泥环5，水泥环5外是环形围压腔1，多表面介质套管由光滑套管3、粘砂剂和砂粒4组成，圆形的支撑块2支撑在光滑套管3下，支撑块2起到稳定支撑作用，在上覆压载系统作用下，可有效实现多表面介质套管和水泥环5剥离效果；多表面介质套管及水泥环5上面是上覆载加压腔13，上覆载加压腔13内有滑动活塞12，滑动活塞12将上覆载加压腔13分隔为上、下两个腔体；围压加载系统通过管线连接至环形围压腔1，管线上安装压力测定仪8，围压加载系统由第一增压装置6和第一中间容器7组成，实验运行时，由围压加载系统通过向密封的围压腔I中注入气体对水泥环5施加围压，确保横向外载均匀，使水泥环5始终处于均匀受载状态，围压加载系统可连续、动态施加横向载荷；上覆压载系统通过管线连接至上覆载加压腔13的上腔体，管线上安装压力测定仪11，上覆压载系统由第二增压装置9和第二中间容器10组成，上覆压载系统通过高压管线与上覆载加压腔13连接，实验运行时由上覆压载系统向上覆载加压腔13中泵入气体，驱动滑动活塞12向下移动，对多表面介质套管和水泥环5施加上覆压力。水泥环5安装有信号检测仪14，信号检测仪14连接信号转换装置15，信号转换装置15连接计算机16，计算机16内安装有固结强度计算软件，信号检测仪14、信号转换装置15、计算机16构成固结强度检测系统。实验运行时，随着上覆压载系统不断施加压力，信号检测仪14实时接收水泥环7的应力-应变变化，通过信号转换装置15传输至计算机16，测定在不同围压条件下多表面介质套管的固结强度。围压腔I与气体抽吸系统连通，气体抽吸系统由真空控制阀17、真空测定仪18和真空抽吸装置19组成。实验结束后，通过气体抽吸系统回收环形围压腔I内的气体，再通过回收控制阀20将实验用气体排空。本实用新型工作时，围压加载系统向水泥环5施加横向载荷，模拟地层围压，上覆压载系统向多表面介质套管和水泥环5施加压载，以支撑块2支撑多表面介质套管，实现多表面介质套管和水泥环5剥离效果；信号检测仪14监测水泥环5的应力-应变变化，经由信号转换装置15传输至计算机16，可测在不同围压条件下多表面介质套管的固结强度。
权利要求1.一种多表面介质套管固结强度测定装置，其特征在于这种多表面介质套管固结强度测定装置的多表面介质套管外套置有水泥环(5)，水泥环(5)外是环形围压腔(1)，多表面介质套管由光滑套管(3)、粘砂剂和砂粒(4)组成，圆形的支撑块(2)支撑在光滑套管(3)下，多表面介质套管及水泥环(5)上面是上覆载加压腔(13)，上覆载加压腔(13)内有滑动活塞(12)，滑动活塞(12)将上覆载加压腔(13)分隔为上、下两个腔体；围压加载系统通过管线连接至环形围压腔(I )，上覆压载系统通过管线连接至上覆载加压腔(13)的上腔体。
2.根据权利要求I所述的多表面介质套管固结强度测定装置，其特征在于所述的水泥环(5)上安装有信号检测仪(14)，信号检测仪(14)连接信号转换装置(15)，信号转换装置(15)连接计算机(16)，信号检测仪(14)、信号转换装置(15)、计算机(16)构成固结强度检测系统。
3.根据权利要求2所述的多表面介质套管固结强度测定装置，其特征在于所述的围压加载系统由第一增压装置(6)和第一中间容器(7)组成。
4.根据权利要求2所述的多表面介质套管固结强度测定装置，其特征在于所述的上覆压载系统由第二增压装置(9)和第二中间容器(10)组成。
5.根据权利要求3或4所述的多表面介质套管固结强度测定装置，其特征在于所述的围压腔(I)与气体抽吸系统连通，气体抽吸系统由真空控制阀(17)、真空测定仪(18)和真空抽吸装置(19)组成。
专利摘要本实用新型涉及的是多表面介质套管固结强度测定装置，这种多表面介质套管固结强度测定装置的多表面介质套管外套置有水泥环，水泥环外是环形围压腔，多表面介质套管由光滑套管、粘砂剂和砂粒组成，圆形的支撑块支撑在光滑套管下，多表面介质套管及水泥环上面是上覆载加压腔，上覆载加压腔内有滑动活塞，滑动活塞将上覆载加压腔分隔为上、下两个腔体；围压加载系统通过管线连接至环形围压腔，上覆压载系统通过管线连接至上覆载加压腔的上腔体。本实用新型可能够实现动态、连续施加外载，实时绘制水泥环的应力-应变变化曲线，测定在不同围压条件下多表面介质套管与水泥环之间的固结强度。
文档编号G01N3/36GK202599773SQ20122014056
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者艾池, 郝明, 赵万春, 闫玉良, 刘铁卜, 郭金玉 申请人:东北石油大学