[发明专利]一种液压式模拟套管围压试验装置及其围压方法

权利要求书

1.一种液压式模拟套管围压试验装置，主要由高压釜体（2）、套管（5）、水泥环（6）、橡胶套（8）、双半圆缸套（9）、空气至釜接口（11）、热电偶（14）、进水及压力控制接口（15）、气驱液体增压泵（19）、进水口（22）和压力监测系统组成，其特征在于，所述高压釜体（2）上端有釜盖（1），底端开有凹槽，高压釜体内部由里向外分别是套管（5）、水泥环（6）、橡胶套（8）和双半圆缸套（9），所述双半圆缸套位于橡胶套和高压釜体内壁之间；所述套管（5）有套管上盖（3）和套管下盖（10），套管上盖（3）通过螺纹连接嵌于釜盖（1）内，套管上盖设有注浆口（4），该注浆口与套管外壁和橡胶套之间的空间连通，套管下盖（10）嵌于高压釜体底端的凹槽内；所述压力监测系统包括应力应变片（7）、应力应变仪（24）和计算机（25）；所述高压釜体（2）连接热电偶（14），高压釜体外壁设有空气至釜接口（11）和进水及压力控制接口（15），高压釜体（2）通过空气至釜接口（11）连接空气至釜阀（12）和压缩空气进口（13），通过进水及压力控制接口（15）连接压力表（16）、围压截止阀（17）和进水口（22），压缩空气进口和进水口之间通过电磁阀（18）和气驱液体增压泵（19）连接。

2.如权利要求1所述的液压式模拟套管围压试验装置，其特征在于，所述高压釜体（2）通过进水及压力控制接口（15）连接泄压阀（20）、泄压泵（21）和出水口（23）。

3.利用权利要求1或2所述的装置进行模拟套管围压试验的方法，依次包括以下步骤：

（1）将配制好的水泥浆由注浆口注入；

（2）开启进水口，釜体进满水，通过气驱液体增压泵给釜体内增压至养护压力，通过热电偶升温至养护温度后恒温控制，压力由增压泵和泄压泵联合控制稳定在养护压力，进行水泥环养护；

（3）通过气驱液体增压泵将水泵入高压釜体内，液体通过橡胶套和水泥环将压力沿径向传递给套管，应力应变片采集应力应变信号传递到应力应变仪，通过应力应变仪将应力应变信号转换并传到计算机，计算机绘制套管应力应变与时间的关系曲线；

（4）从套管应力应变与时间的关系曲线得到水泥环破碎或套管失稳破坏的时间点及应力值；

（5）实验完成后，开启泄压阀释放压力，开启空气至釜阀引入压缩空气将水排净，旋开釜盖取出固井模型。