[实用新型]一种固井水泥胶结强度测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，特别涉及一种固井水泥胶结强度测试装置。

背景技术

钻井过程中，由于井壁具有渗透性和钻井液中含有膨润土等固相物质，因 此会在井壁上形成泥饼；在固井施工中，固井水泥浆被注入套管与井壁之间的 环空，水泥浆在井下高温高压环境下而最终凝固形成与井壁和套管之间具有一 定胶结能力水泥环，胶结强度的大小表示水泥和井壁(或套管)结合的牢固程 度。因此水泥与井壁(或套管)的胶结强度是保证固井质量的主要因素之一。 为此，在固井前要根据井眼状况、地层条件及应用钻井液情况，测试水泥胶结 强度，从而优选适应的水泥浆或钻井液体系尤为重要。

现有技术中的测试装置，包括：顶盖、底座、套管和油管。通过向油管和 套管的环形空间中加入确定配方的水泥浆，并将整个测试装置放在规定养护条 件的环境下养护一定时间，养护完毕后，拆卸下螺帽、螺栓等，取出水泥环， 用压力机进行压力测试，分别记录内环界面和外环界面水泥石剥落时的压力， 从而得到胶结强度。由于装置结构限制，用压力机进行内环、外环界面压力测 试时会相互干扰，导致测试的准确性较低。

可见，现有技术中存在胶结强度测试准确性较低的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种固井水泥胶结强度测试装置，用于解决现有技术中 胶结强度测试准确性较低的技术问题，提高胶结强度测试时的准确性。

本申请实施例提供一种固井水泥胶结强度测试装置，所述装置包括：

底座和支架，所述支架固定设置在所述底座的两侧；

液压动力系统，固定设置在所述底座的中部；

压力传感器，设置在所述液压动力系统的底部，其中，所述压力传感器与 压力采集系统相连；

顶柱，设置在所述液压动力系统上平面的中部，所述顶柱包含顶柱下台阶 和顶柱凸起；

固定套筒和胶结筒，所述固定套筒设置在所述顶柱下台阶上，所述胶结筒 置于所述固定套筒内，所述顶柱凸起置于所述胶结筒内；

固定挡板和活动挡板，所述固定挡板固定设置于所述支架的上部，所述活 动挡板位于所述固定顶板下并套设在所述胶结筒上，其中，所述活动挡板上包 含有台阶圆孔，所述台阶圆孔上部直径大于等于胶结筒内径且小于胶结筒外 径；所述台阶圆孔下部直径大于胶结筒外径且小于固定套筒外径；

当液压动力系统推动顶柱向上运动将胶结筒内凝固的水泥顶出时，所述压 力采集系统用于采集获得所述压力传感器检测到的压力值。

可选的，所述装置还包括：

胶结筒底座，用于在向所述胶结筒内注入水泥浆时，密封所述胶结筒底部；

胶结筒上盖，用于在将盛满水泥浆的胶结筒放入高温高压养护装置中进行 高温高压养护时盖在所述胶结筒顶部。

可选的，所述胶结筒上盖上包含排气孔，用于在高温高压养护时排出气体。

可选的，在测试水泥与井壁的胶结强度时，所述胶结筒具体为：

将钻井液倒入胶结筒中，钻井液挂壁后倒出、自然风干后，内壁附着有钻 井液对应成分的胶结筒。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：

本申请实施例提供的胶结强度测试装置，通过设置胶结筒、固定套筒、压 力传感器、液压动力系统、顶柱等，来单独模拟测量固井水泥与井壁(或套管) 之间的压力值，避免了井壁压力测量和套管压力测量时的相互影响，即避免了 测试胶结强度时内环表面和外环表面的相互影响，从而测量获得更准确的压力 值，进而使由此计算获得的水泥与井壁(或套管)的胶结强度更准确，解决了 现有技术中胶结强度测试准确性较低的技术问题，提高胶结强度测试时的准确 性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种固井水泥胶结强度测试装置的结构示意 图；

图2为本申请实施例提供的胶结筒的装配示意图；

图3为本申请实施例提供的活动挡板的放大示意图；

图4为本申请实施例提供的顶柱的放大示意图。

具体实施方式