[发明专利]一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置及方法

权利要求书

1.一种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，其特征在于：这种研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置包括堵剂注入装置、油井模型（5）、多组铋铅锡合金薄片、钢柱，堵剂注入装置由平流泵（1）、中间容器（2）、压力表（3）、六通阀（4）组成，平流泵（1）连接中间容器（2），中间容器（2）通过六通阀（4）与油井模型（5）连接，压力表（3）安装在六通阀（4）上，油井模型（5）的射孔分别连接一个不同渗透率的岩芯（7）；油井模型（5）包括内管、外管、顶盖、底座，外管由两个半圆管对扣形成，内管、外管上、下端两端均具有螺纹，底座中间有一圆形凸起，圆形凸起具有外螺纹，底座外沿具有内螺纹，内管和外管同轴拧固在顶盖和底座之间，顶盖中间有堵剂注入孔，内管和外管设置一一对应的射孔，钢柱用凡士林涂抹后用于封堵射孔；多组宽度25mm铋铅锡合金薄片，一组为厚度相同、长度相同、弯折形状不同的多个铋铅锡合金片；一组为长度相同，形状相同厚度不同的铋铅锡合金片；一组为厚度相同，形状相同长度不同的铋铅锡合金片；所述铋铅锡合金片的熔点小于100℃且大于50℃。

2.根据权利要求1所述的研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，其特征在于：所述的两个半圆管对扣形成的对接处设置有密封。

3.根据权利要求2所述的研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，其特征在于：所述的油井模型（5）有两个，其中一个油井模型（5）的内管高600mm，内径140mm，壁厚5mm；外管高600mm，内径200mm，壁厚5mm；另一个油井模型（5）的内管高300mm，内径140mm，壁厚5mm，外管高300mm，内径200mm，壁厚5mm。

4.根据权利要求3所述的研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，其特征在于：所述的铋铅锡合金薄片厚度≥0.5mm。

5.根据权利要求4所述的研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置，其特征在于：所述的铋铅锡合金薄片厚度为0.5mm，0.8mm，1mm，2mm，3mm之中选择。

6.一种权利要求3所述的研究油井水泥环窜槽封堵规律的装置进行研究实验的方法，其特征在于包括如下步骤：

将钢柱用凡士林涂抹后，分别插入射孔中，用于封堵射孔；向内管与外管之间环形空间注入水泥，将多个不同厚度、不同形状、不同长度的铋铅锡合金薄片分别贴着钢柱插入水泥中，各个铋铅锡合金片端点分别留在两个射孔处，待水泥固化后，加热至50℃使钢柱外壁涂抹的凡士林融化，抽出钢柱，再将具有固井水泥环的油井模型（5）升温到100℃，使铋铅锡合金片熔化在水泥中，通过射孔流出至油井模型（5）外，并用100℃开水将残余的液体合金冲出，制作出具有不同形状、不同长度裂缝的水泥环；将具有固井水泥环的油井模型（5）与堵剂注入装置连接，并将各射孔处连接一个岩芯（7），向水泥环中注入堵剂，待堵剂完全固化后，取出水泥环和岩芯（7），进行轴向和径向的切片； 在显微镜下观察各种形态的裂缝中各种堵剂的成胶状况、分布状态、形貌特征，以及孔隙空间内堵剂滞留物堵剂在岩芯（7）和水泥环中的运移规律，从而总结出不同堵剂在不同裂缝中的封堵规律。