[发明专利]模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置，其特征在于：这种模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置包括密封盖（1）、反应容器（2）、第一恒流恒压泵（3）、第二恒流恒压泵（10）、螺旋筛管（4）、实验试件，实验试件由固井水泥环（15）套置在套管（14）外构成，实验试件放置在反应容器（2）内底座上，螺旋筛管（4）盘绕在固井水泥环（15）与反应容器（2）之间的环形空间内，密封盖（1）内端面中心设置圆柱形的定位凸起（16），密封盖（1）盖在反应容器（2）上通过固定螺栓（11）固定连接，定位凸起（16）卡到套管（14）内，密封盖（1）与实验试件通过防腐蚀密封垫（13）密封；密封盖（1）上有进水孔（5）、溢水孔（6）、阀孔（7），进水孔（5）与第一恒流恒压泵（3）通过高压导流线连接，阀孔（7）处安装有控压阀（9），溢水孔（6）上安装有密封螺栓（12）；反应容器（2）底部有进液孔（8），进液孔（8）内部安装有单向阀，进液孔（8）与第二恒流恒压泵（10）通过高压导流线连接，螺旋筛管（4）上端是封闭的，螺旋筛管（4）下端开口连接进液孔（8），螺旋筛管（4）上均匀分布有若干分液孔，每个分液孔处镶嵌筛网。

2.根据权利要求1所述的模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置，其特征在于：所述的进水孔（5）位于密封盖（1）的圆心处，溢水孔（6）距离圆心的距离小于套管的半径；阀孔（7）位于溢水孔（6）外侧。

3.根据权利要求2所述的模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置，其特征在于：所述的反应容器（2）底部设置圆形底座，圆形底座有一凹槽，凹槽位于进液孔（8）与底部边沿之间，第二恒流恒压泵（10）连接的高压导流线置于凹槽中。

4.根据权利要求3所述的模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置，其特征在于：所述的螺旋筛管（4）上均匀分布60个分液孔，螺旋筛管（4）的螺距160mm，圈数为3。

5.根据权利要求4所述的模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置，其特征在于：所述的反应容器（2）和密封盖（1）都采用高刚度钢制成。

6.一种权利要求1或2或3或4或5所述的模拟固井水泥环在地层中腐蚀过程的实验装置的实验方法，其特征在于：

a．先将实验试件放入反应容器（ 2 ） 中的底座上，将螺旋筛管（4）下端开口与进液孔（8）连接；将密封盖（1）安装在反应容器（2）上，防腐蚀密封垫（13）压紧在实验试件上面，并上紧紧固螺栓，将密封盖（1）紧固在反应容器（2）上；

b．在实验试件与反应容器（ 2 ） 间的环形空间内注入细沙和调制好的地层水，并使地层水达到完全饱和的状态；

c．拆卸下溢水孔（6）的密封螺栓（12），使用第一恒流恒压泵（3）向进水孔（5）通入蒸馏水，直至溢水孔（6）处有水溢出，再用密封螺栓（12）封闭溢水孔（6），调整第一恒流恒压泵（3）为实验提供所需压力；

d．设置第二恒流恒压泵（10）压力，以恒定流速通过进液孔（8）注入配置好的地层水和实验所需的气体，配置好的地层水和实验所需的气体经螺旋筛管（4）上的分液孔流出，与控压阀（9）配合以维持气体浓度以及实验所需的地层压力；

e．最后将模拟固井水泥环（15）在地层中腐蚀过程的实验装置放入恒温箱中等待实验结束，分析实验结果。