一種固井壁面封隔驗竄儀的製作方法

2023-05-29 19:01:26 1

專利名稱：一種固井壁面封隔驗竄儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及固井壁面封隔驗竄儀。
背景技術：
油氣井注水泥後，由於環形空間液柱壓力與地層壓力不平衡關係的變化，使地 層中的液體進入環形空間，產生縱向流動，這種縱向流動的現象稱為環空竄流，地層中 最活躍的是氣體，氣體的粘度比地層水的粘度低80 100倍，發生竄流的可能性最大， 因此，一般又稱為氣體竄流或環空氣竄。發生環空氣竄的主要危害是直接影響水泥石膠結強度；導致層間竄流，直接 影響油氣層的測試評價，汙染油氣層，降低油氣採收率；對油田開發後續作業如注水、 酸化壓裂和分層開採等造成不利影響；嚴重時可在井口冒油、冒氣，甚至造成固井後井 噴事故，即使採用擠水泥等補救工藝也很難奏效。因而，及時、有效地驗竄評價固井質量，對於現場施工至關重要，通過驗竄評 價，判定水泥漿的防竄能力，從而根據需要優化水泥漿防竄性能。國內的固井驗竄的評價方法不統一，每種都只適用於特定的情況，各有利弊。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種固井壁面封隔驗竄儀。本實用新型提供的固井壁面封隔驗竄儀包括釜體，所述釜體包括釜蓋和釜底， 其中所述釜體內設置有能被所述釜蓋密封的套管，所述套管與所述釜體之間形成可容 納模擬地層和固井水泥環的容置空間；所述釜蓋上設有可測定所述模擬地層和固井水泥環的相交面的壓力的二界面壓 力探頭、可測定所述固井水泥環和所述套管的相交面的壓力的一界面壓力探頭以及可測 定所述容置空間的溫度的溫度探頭；所述釜體的釜底設有堵頭，所述堵頭中設置有一延伸至所述套管內部的加熱管 和一延伸至所述模擬地層的驗竄壓力管。進一步，上述釜蓋中分別設置有在所述固井水泥環和所述套管的相交處的管 一、在所述模擬地層和固井水泥環的相交處的管二和與所述容置空間相連通的管三；所 述管一內設置有所述一界面壓力探頭，所述管二內設置有所述二界面壓力探頭，所述管 三內設置有所述溫度探頭。上述一界面壓力探頭、上述二界面壓力探頭和上述溫度探頭均與計算機相連。上述驗竄壓力管、管一、管二和管三上均安裝有用於釋放壓力的閥。優選的是，上述釜體內壁上設置有支撐套；所述套管與所述支撐套之間形成可 容納所述模擬地層和所述固井水泥環的容置空間。上述套管設置在所述釜體內部的中間。上述堵頭是可上下移動地設置在所述釜底上的。[0016]上述支撐套與所述釜蓋之間設置一 O型密封圈、所述堵頭與所述套管之間設置 另一 O型密封圈。上述固井壁面封隔驗竄儀還包括能壓住釜體的釜蓋和釜體側壁的壓帽。與套管對應處的上述釜蓋上設置有密封用的凸塊；所述凸塊插向所述套管內 部，並與所述套管內壁緊密接觸。本實用新型與現有技術相比有如下有益效果1.能夠很好的模擬現場實際的情況；在壓力加載過程中，能很好的掌握各個界 面的壓力變化；通過計算機的記錄，能更方便直接的讀取各個界面竄通的壓力數據；2.結構構造簡單、操作方便、適用性強。

圖1為本實用新型提供的固井壁面封隔驗竄儀的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型並不限於以下 實施例。下述實施例中，如無特殊說明，均為常規方法。實施例1、固井壁面封隔驗竄儀如圖1所示，本實用新型提供的固井壁面封隔驗竄儀包括一圓柱形釜體11，釜 體11包括釜蓋5和釜底14。釜蓋5通過螺紋連接在釜體11的內側壁上。釜體11上還 設置有能壓住釜蓋5和釜體側壁的壓帽9。釜體11內部中間設置有套管10，套管10要 能被釜蓋5密封，具體的結構是釜蓋5上與套管10的對應處設置有插向套管10內部並與 套管10內壁緊密接觸的凸塊6。釜體11內壁上設置有支撐套12，支撐套12與釜蓋5之間用O型密封圈4進一 步密封。套管10與支撐套12之間形成可容納模擬地層7和固井水泥環8的容置空間。 本實用新型的驗竄儀在具體實用時，是需將模擬地層7緊靠支撐套12放置，然後在模擬 地層7與套管10之間注入水泥石形成固井水泥環8，因此模擬地層7和固井水泥環8是設 置在支撐套12、套管10之間的。釜蓋5中分別設置有在固井水泥環8和套管10的相交處的管一、在模擬地層7 和固井水泥環8的相交處的管二和與所述容置空間相連通的管三；管一內設置有一界面 壓力探頭1，管二內設置有二界面壓力探頭2，管三內設置有溫度探頭3。探頭1、2、3 均與計算機18連接。採用這種結構，一界面壓力探頭1可測定所述固井水泥環和所述套 管的相交面的壓力，二界面壓力探頭2可測定所述模擬地層和固井水泥環的相交面的壓 力，溫度探頭3可測定上述容置空間的溫度。管一、管二和管三上均安裝有用於釋放壓 力的閥。釜體的釜底設有可上下移動的活動堵頭17，活動堵頭17可與支撐套12、套管 10、釜底14以及釜蓋5 —起形成一密封空間，該空間內設置有模擬地層7和固井水泥環 8。活動堵頭17中設置有一延伸至套管10內部的加熱管16和一延伸至模擬地層7的驗 竄壓力管15。驗竄壓力管15上也安裝有用於釋放壓力的閥。驗竄壓力管15外面連接空氣泵。活動堵頭17與套管10之間設置另一 O型密封圈13。實施例2、固井壁面封隔驗竄儀的使用1.首先在釜內支撐套12內側環空內放入製做好的模擬地層7，將活動堵頭17旋 緊，關閉驗竄壓力管15。然後在模擬地層7與套管10之間的環空內倒入已配製好的水泥 漿形成固井水泥環8;然後將釜蓋5蓋好、壓帽9壓好。2.設置水泥石養護溫度，同時開啟加熱管，對固井水泥環8進行加熱養護。養 護時間為24小時。3.到達規定的養護時間之後，將活動堵頭17旋下一部分；與此同時打開驗竄 壓力管，使外界的壓力可以通過該管進入支撐套12的底部，慢慢的加載測試壓力直到竄 通，此時在壓力加載過程中可以對一、二界面進行驗竄測試。4.在壓力加載之前打開與二界面壓力探頭2、一界面壓力探頭1相連的計算機， 記錄下壓力加載直到竄通的整個試驗過程，並通過計算機的記錄來觀察二界面壓力探頭 2、一界面壓力探頭1的壓力變化。5.試驗完畢後，打開二界面壓力探頭2、一界面壓力探頭1所在的管二和管一的 閥，釋放壓力，然後打開釜蓋5，取出試驗模具。
權利要求1.一種固井壁面封隔驗竄儀，包括釜體，所述釜體包括釜蓋和釜底，其特徵在於 所述釜體內設置有能被所述釜蓋密封的套管，所述套管與所述釜體之間形成可容納模擬 地層和固井水泥環的容置空間；所述釜蓋上設有可測定所述模擬地層和固井水泥環的相交面的壓力的二界面壓力探 頭、可測定所述固井水泥環和所述套管的相交面的壓力的一界面壓力探頭以及可測定所 述容置空間的溫度的溫度探頭；所述釜體的釜底設有堵頭，所述堵頭中設置有一延伸至所述套管內部的加熱管和一 延伸至所述模擬地層的驗竄壓力管。
2.如權利要求1所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述釜蓋中分別設置有 在所述固井水泥環和所述套管的相交處的管一、在所述模擬地層和固井水泥環的相交處 的管二和與所述容置空間相連通的管三；所述管一內設置有所述一界面壓力探頭，所述 管二內設置有所述二界面壓力探頭，所述管三內設置有所述溫度探頭；所述一界面壓力 探頭、所述二界面壓力探頭和所述溫度探頭均與計算機相連。
3.如權利要求1或2所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述驗竄壓力管、管 一、管二和管三上均安裝有用於釋放壓力的閥。
4.如權利要求1或2所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述釜體內壁上設置 有支撐套；所述套管與所述支撐套之間形成可容納所述模擬地層和所述固井水泥環的容 置空間。
5.如權利要求3所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述釜體內壁上設置有 支撐套；所述套管與所述支撐套之間形成可容納所述模擬地層和所述固井水泥環的容置 空間。
6.如權利要求5中所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述套管設置在所述 釜體內部的中間。
7.如權利要求6所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述堵頭是可上下移動 地設置在所述釜底上的。
8.如權利要求7所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述支撐套與所述釜蓋 之間設置一 O型密封圈、所述堵頭與所述套管之間設置另一 O型密封圈。
9.如權利要求8所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於所述固井壁面封隔驗竄 儀還包括能壓住釜體的釜蓋和釜體側壁的壓帽。
10.如權利要求9所述的固井壁面封隔驗竄儀，其特徵在於與套管對應處的所述釜 蓋上設置有密封用的凸塊；所述凸塊插向所述套管內部，並與所述套管內壁緊密接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種固井壁面封隔驗竄儀。本實用新型提供的固井壁面封隔驗竄儀包括釜體，所述釜體包括釜蓋和釜底，其特徵在於所述釜體內設置有能被所述釜蓋密封的套管，所述套管與所述釜體之間形成可容納模擬地層和固井水泥環的容置空間；所述釜蓋上設有可測定所述模擬地層和固井水泥環的相交面的壓力的二界面壓力探頭、可測定所述固井水泥環和所述套管的相交面的壓力的一界面壓力探頭以及可測定所述容置空間的溫度的溫度探頭；所述釜體的釜底設有堵頭，所述堵頭中設置有一延伸至所述套管內部的加熱管和一延伸至所述模擬地層的驗竄壓力管。本實用新型設備能夠很好的模擬現場實際的情況，並且結構構造簡單、操作方便。
文檔編號E21B33/138GK201794586SQ20102050304
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者何保生, 張凡, 李濱, 李玉光, 由福昌, 許明標 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 長江大學