水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括：具有一貫穿通道的殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置，所述水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置包括超聲波探頭和/或攪拌測試裝置。設(shè)置于所述殼體上端的密封蓋；設(shè)置于所述殼體下端的底座，所述底座上設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿失重的壓力傳感器。本實(shí)用新型專利技術(shù)提供的水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)能夠用于實(shí)驗(yàn)室模擬水泥漿靜膠凝狀態(tài)下的水泥漿失重過程，測試得到水泥漿失重與水泥漿靜膠凝強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)系，為水泥漿漿柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及注水泥后的壓穩(wěn)工藝措施提供數(shù)據(jù)支撐。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及石油開采
，特別涉及一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
固井注水泥施工結(jié)束后，水泥漿將會(huì)由液態(tài)發(fā)展到固態(tài)，即水泥石。水泥漿在液態(tài)狀態(tài)下，液柱壓力可完全傳遞到井底，保證壓。穩(wěn)井底油氣水層，防止發(fā)生竄流；水泥漿發(fā)展到固態(tài)時(shí)，即水泥石狀態(tài)下，由于水泥石狀態(tài)具有一定的強(qiáng)度，能夠與地層膠結(jié)，可防止地層油氣水竄流。但是水泥漿發(fā)展到水泥石并不是瞬間完成的，而是需要過渡到“半液態(tài)、半固態(tài)”的狀態(tài)，即膠凝狀態(tài)，這種狀態(tài)將大幅度降低液柱壓力傳遞效率，即水泥漿的失重，上部液柱壓力無法完全傳遞到井底，導(dǎo)致壓穩(wěn)失效，同時(shí)又未形成強(qiáng)度或與地層膠結(jié)，因此地層油氣水層極易發(fā)生竄流，影響層間封隔質(zhì)量。目前，國內(nèi)外對水泥漿防竄性能主要有兩個(gè)手段：實(shí)驗(yàn)手段和理論計(jì)算。理論方面認(rèn)為水泥漿失重后壓力傳遞降低，以地層水密度換算成水泥漿靜液注壓力，理論比較粗糙，且水泥漿何時(shí)失重不能明確，不能為注水泥后的壓穩(wěn)工藝措施提供數(shù)據(jù)支撐。在實(shí)驗(yàn)方面，主要在圓柱形的空腔內(nèi)灌滿水泥漿，圓柱底部采用承重的方式監(jiān)測水泥漿隨水化進(jìn)行底部壓力變化，以此判斷水泥漿處于何種狀態(tài)。但是，這種方法存在局限性，無法監(jiān)測水泥漿失重時(shí)，水泥漿的狀態(tài)，即液態(tài)或者膠凝狀態(tài)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本技術(shù)實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題是提供了一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其能夠在水泥漿失重過程中監(jiān)測水泥漿的狀態(tài)。本技術(shù)實(shí)施例的具體技術(shù)方案是：一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括：具有一貫穿通道的殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置，所述水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置包括超聲波探頭和/或攪拌測試裝置。設(shè)置于所述殼體上端的密封蓋；設(shè)置于所述殼體下端的底座，所述底座上設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿失重的壓力傳感器。優(yōu)選地，所述攪拌測試裝置包括通過傳動(dòng)軸穿過所述密封蓋設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的槳葉。優(yōu)選地，所述超聲波探頭為兩個(gè)，其設(shè)置于所述殼體的同一高度，兩個(gè)所述超聲波探頭相對設(shè)置于所述殼體的兩側(cè)。優(yōu)選地，所述底座上開設(shè)有用于向殼體內(nèi)部通入氣體的流道。優(yōu)選地，所述殼體的側(cè)壁內(nèi)開設(shè)有能容置液體的環(huán)形空間，所述殼體上還開設(shè)有與環(huán)形空間相連通的、供液體進(jìn)出的進(jìn)口和出口。優(yōu)選地，所述殼體至少包括第一段殼體、與第一段殼體相連接的第二段殼體、與第二段殼體相連接的第三段殼體，所述攪拌測試裝置設(shè)置于所述第一段殼體處，所述超聲波探頭設(shè)置于所述第二段殼體處，所述第三段殼體處設(shè)置有能夠開閉的通孔。優(yōu)選地，所述殼體開設(shè)的通孔內(nèi)設(shè)置有濾網(wǎng)。本技術(shù)的技術(shù)方案具有以下顯著有益效果：1、本技術(shù)提供的水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)能夠用于實(shí)驗(yàn)室模擬水泥漿靜膠凝狀態(tài)下的水泥漿失重過程，測試得到水泥漿失重與水泥漿靜膠凝強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)系，為水泥漿漿柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及注水泥后的壓穩(wěn)工藝措施提供數(shù)據(jù)支撐。2、本水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)在監(jiān)測水泥漿底部液柱壓力的同時(shí)，可以向水泥漿液柱底部注入氮?dú)猓M(jìn)而測試得到不同時(shí)期水泥漿防氣竄的能力。3、該水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)操作方便，可近似模擬井下真實(shí)環(huán)境。附圖說明在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本技術(shù)公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本技術(shù)的理解，并不是具體限定本技術(shù)各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本技術(shù)的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本技術(shù)。圖1為本技術(shù)水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)上半部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本技術(shù)水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖的附圖標(biāo)記：1、殼體；11、第一段殼體；12、第二段殼體；13、第三段殼體；14、第四段殼體；15、環(huán)形空間；16、進(jìn)口；17、出口；18、通孔；19、接箍；2、水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置；21、攪拌測試裝置；211、傳動(dòng)軸；212、槳葉；22、超聲波探頭；3、密封蓋；4、底座；41、流道；42、螺桿；43、螺母；5、壓力傳感器。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖和本技術(shù)具體實(shí)施方式的描述，能夠更加清楚地了解本技術(shù)的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本技術(shù)的具體實(shí)施方式，僅用于解釋本技術(shù)的目的，而不能以任何方式理解成是對本技術(shù)的限制。在本技術(shù)的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本技術(shù)的范圍。圖1為本技術(shù)水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)上半部分的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本技術(shù)水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，圖2所示，一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其包括：具有一貫穿通道的殼體1，殼體1內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置2，水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置2包括超聲波探頭22和/或攪拌測試裝置21。設(shè)置于殼體1上端的密封蓋3；設(shè)置于殼體1下端的底座4，底座4上設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿失重的壓力傳感器5。具體而言，殼體1具有一貫穿通道，該貫穿通道內(nèi)能夠容置水泥漿。為了模擬井內(nèi)真是環(huán)境，殼體1一般而言與油管形狀相似，其可以呈圓管狀，其中貫穿通道的橫截面呈圓形。由于殼體1具有一定的長度，如果殼體1為一整體，當(dāng)其豎直后，由于高度原因不易進(jìn)行組裝以及連接其它測試設(shè)置，所示將殼體1拆分成多個(gè)部分，以方便進(jìn)行組裝。如此，所述殼體1至少包括第一段殼體111、與第一段殼體111相連接的第二段殼體121、與第二段殼體121相連接的第三段殼體131。所述第一段殼體111、所述第二段殼體121和所述第三段殼體131之間通過接箍19相連接。殼體1內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置2，水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置2可以包括超聲波探頭22和/或攪拌測試裝置21。第一段殼體111的上端可以設(shè)置有對殼體1上端進(jìn)行密封的密封蓋3。攪拌測試裝置21包括通過傳動(dòng)軸211穿過密封蓋3設(shè)置于所述殼體1內(nèi)部的槳葉212。第一段殼體111的內(nèi)部可以設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的槳葉212，該槳葉212通過傳動(dòng)軸211穿過密封蓋3設(shè)置于第一段殼體111內(nèi)部，傳動(dòng)軸211可以沿豎直方向設(shè)置，如此，驅(qū)動(dòng)槳葉212旋轉(zhuǎn)的的驅(qū)動(dòng)裝置，例如電動(dòng)機(jī)，可以設(shè)置在殼體1的外部或密封蓋3的上端。第二段殼體121處可以設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的超聲波探頭22，超聲波探頭22通過第二段殼體121的側(cè)壁穿設(shè)入殼體1內(nèi)部。在本實(shí)施方式中，超聲波探頭22為兩個(gè)，其設(shè)置于第二段殼體121的同一高度。同時(shí)，兩個(gè)超聲波探頭22可以相對設(shè)置于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，其包括：具有一貫穿通道的殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置，所述水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置包括超聲波探頭和/或攪拌測試裝置；設(shè)置于所述殼體上端的密封蓋；設(shè)置于所述殼體下端的底座，所述底座上設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿失重的壓力傳感器。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，其包括：
具有一貫穿通道的殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿靜膠凝強(qiáng)度的水泥漿靜膠
凝強(qiáng)度測試裝置，所述水泥漿靜膠凝強(qiáng)度測試裝置包括超聲波探頭和/或攪拌測試裝置；
設(shè)置于所述殼體上端的密封蓋；
設(shè)置于所述殼體下端的底座，所述底座上設(shè)置有用于監(jiān)測水泥漿失重的壓力傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌測試裝置包括通
過傳動(dòng)軸穿過所述密封蓋設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的槳葉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥漿性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波探頭為兩個(gè)，
其設(shè)置于所述殼體的同一高度，兩個(gè)所述超聲波探頭相對設(shè)置于所述殼體的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：靳建洲，劉子帥，劉碩瓊，徐明，于永金，齊奉忠，袁進(jìn)平，張華，沈吉云，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團(tuán)公司，中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院，
類型：新型
國別省市：北京;11