[发明专利]一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪

权利要求书

1.一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，包括有加压接头（1），其特征在于，加压接头（1）设置在压紧盘根（2）上，旋紧压环（3）通过丝扣与压紧圆盘（2）连接，并将梯形橡胶密封圈（7）固定在压紧圆盘（2）和钢管（4）上，通过螺杆螺帽连接组件（6）把装有固井水泥固化体试验样品（5）的钢管（4）夹紧并连接成为一个整体，梯形橡胶密封圈（7）通过两个压紧圆盘（2）的轴向压紧作用和旋紧压环（3）的梯形面产生的侧向力保证钢管（4）在固井水泥环力学性能模拟试验仪的水水力密封性能；

压块（8）与机械压力装置相连接对位于钢管（4）中的固井水泥固化体试验样品施加机械挤压力F₁，模拟井下压力变化使油井水泥环损伤并形成微裂缝的过程，加压接头（1）与流体加压装置连接，对位于钢管（4）中的油井水泥固化体试验样品施加流体压力流体P₁，模拟地层流体对固井水泥环的流体压力，测试评价固井水泥环的抗窜强度，

打磨清洗所述的钢管（4），在钢管（4）下端塞上第一有机玻璃胶塞（9），将固井水泥浆样品灌入钢管（4），然后将带中心孔的第二有机玻璃胶塞（10）装入钢管（4）的上端，多余的固井水泥浆从第二有机玻璃胶塞（10）的中心孔中流出，将装有固井水泥浆样品（5）的钢管（4）放入恒温水浴中按规定的温度压力养护到规定时间，取出第一有机玻璃胶塞（9）和第二有机玻璃胶塞（10），把装有固井水泥固化体试验样品（5）的钢管（4）放入固井水泥环力学性能模拟试验仪中进行测试分析试验。

2.根根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的钢管（4）是外径为25～30mm，内径为20～23mm，长度为80～100mm的不锈钢钢管或普通钢钢管。

3.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的压紧圆盘（2）外径为98～120mm，厚度为35～45mm，一端设有M8内螺纹孔与加压接头（1）相连接，而另一端设有深度为15-20mm的M40-50内螺纹孔与旋紧压环（3）相连接，两端的内螺纹孔有由直径为4mm的孔相互连通，压紧圆盘（2）沿直径70mm-90mm圆周均匀分布4个直径为10.5mm的圆孔，通过螺杆连接部件（6）与另一个压紧圆盘相连接对组件旋紧压环（3）、钢管（4）和梯形橡胶密封圈（7）实施周向和径向的水力密封作用，制作材料为不锈钢或普通钢。

4.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的旋紧压环（3）是外螺纹直径为M40-50，内钻锥形孔，一端内径为33mm，另一端直径为30mm，坡度5°，厚度为17-23mm的空心外螺纹管，通过外螺纹与压紧圆盘（2）的内螺纹孔相连接。制作材料为不锈钢或普通钢。

5.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的梯形橡胶密封圈（7）为梯形橡胶密封件，梯形底端外径为33mm，顶端外径为30mm，厚度为15～20mm，梯形橡胶密封圈（7）梯形底端钻有直径为10mm，深度为5mm的孔；梯形顶端钻有直径为25mm，深度为10-15mm的孔。

6.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的挤压块（8）是长度为40-60mm，宽度为40-50mm，厚度为6～12mm的矩形钢块。

7.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的第一有机玻璃胶塞（9）是外径为19～22mm，长度为25mm塑料圆柱体。

8.根据权利要求1所述的一种固井水泥环完整性模拟评价试验仪，其特征在于，所述的第二有机玻璃胶塞（10）是外径为19～22mm，长度为25mm，中心钻孔直径为2-3mm的塑料圆柱体。