一种评价压力变化对水泥环完整性影响的装置及方法

摘要

本发明提供一种能真实模拟井下环境，兼顾保持实验设备完整性的同时，准确而多方位评价水泥环完整性的装置及方法，主要包括：上下堵头、外层管、中间管、水泥环、套管、长源距扇区水泥胶结测井仪(SBT)及高温高压釜。本发明利用高温高压釜模拟水泥环养护成型的地层温度压力；同时，分别通过对内外环空的加载和卸载，模拟实际工况下井筒压力和地层压力变化对水泥环的作用；而利用SBT的发射探头和接收探头不断的发射和接收声波信号，进行全方位高分辨率的补偿式衰减率测量，获得固井水泥环在实际地层环境下的水泥环第一界面和第二界面胶结质量及水泥环内部裂缝、窜槽的数量、大小和方位。本发明能多方位真实模拟井下环境，准确而高效的评价固井水泥环完整性，为室内评价水泥浆体系和现场采取针对性措施提供新的方法和依据，从而提高固井质量。

主权项

一种评价压力变化对水泥环完整性影响的装置，其特征在于，装置主要包括：第二出气口(1)、下堵头(2)、外层管(3)、外环空(4)、中间管(5)、水泥环(6)、套管(7)、第一注气口(8)、内环空(9)、紫铜垫圈(10)、气阀(11)、压力表(12)、第二注气口(13)、第一接头(14)、第三注气口(15)、螺母(16)、橡胶密封圈(17)、上堵头(18)、发射探头(19)、长源距扇区水泥胶结测井仪SBT(20)、接收探头(21)、转换接头(22)、第一出气口(23)、第二接头(24)、第三出气口(25)；其中，转换接头(22)、第一接头(14)、第二接头(24)和两侧均安装有发射探头(19)及接收探头(21)的长源距扇区水泥胶结测井仪SBT(20)组成芯轴，而芯轴与套管(7)之间巧妙形成了模拟井筒的微小内环空(9)，可明显减少加压所需的注气量；外层管(3)、中间管(5)和套管(7)通过芯轴与螺母(16)被固定在上堵头(18)和下堵头(2)之间，短于中间管(5)的外层管(3)采用锥面对锥面的金属密封，并避免了密封死点，中间管(5)采用紫铜垫圈(10)密封，套管(7)采用紫铜垫圈(10)和橡胶密封圈(17)密封，外层管(3)与中间管(5)形成外环空(4)，而中间管(5)与套管(7)之间为水泥环(6)；第一注气口(8)、第二注气口(13)、第三注气口(15)分别位于外层管(3)、上堵头(18)、第一接头(14)，且在第二注气口(13)上安装有气阀(11)和压力表(12)；第一出气口(23)和第二出气口(1)位于下堵头(2)，第三出气口(25)位于第二接头(24)。