[实用新型]一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体的制取模具

说明书

本实用新型公开了一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体的制取模具，涉及石油与天然气井筒完整性测试技术领域。本实用新型包括内压套管、模具套筒、底座和顶盖，其中内压套管通过顶盖和底座的卡槽相连接，顶盖和底座通过紧固件与模具套筒连接在一起；底座卡槽上含有用于预制界面初始裂缝的卡锥环套，卡锥环套为三种类型卡锥环套中的任意一种。本实用新型主要为水泥环界面裂缝扩展测试提供对应地含有预制裂缝的水泥环组合体制取模具，便于更加准确地测试水泥环界面裂缝扩展程度，对于水泥环在复杂工况下的长效密封评价带来参考价值。

技术领域

本实用新型涉及石油与天然气井筒完整性测试技术领域，更具体地说涉及一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体模具。

背景技术

固井过程中，水泥浆通常填充在套管与井壁之间的环形空间内，硬化后形成的水泥环具有保护套管、支撑井壁以及封隔油气水层的作用。压裂施工中，射孔带来的强大冲击力容易使水泥环一、二界面产生裂缝，界面产生的裂缝在高压压裂液的作用下容易发生进一步扩展，严重时会使水泥环界面发生封隔失效，引起层间窜流、环空带压等问题。

现有技术中存在很多测试水泥环封隔能力的实验装置，有的称为密封模拟评价，有的称为水泥环完整性评价，有的称之水泥环机械密封特性评价，有的称水泥环封隔能力测试等，目标都是测试井筒环空水泥环的性能，评价水泥环的封隔能力。然而在众多测试装置中，鲜有对水泥环界面裂缝扩展进行量化测试，同样也缺乏相对应地含有预制裂缝的水泥环组合体结构，这需要相应地模具进行养护制取，才能更加准确地测试水泥环界面裂缝扩展程度，对于水泥环长效封隔有着至关重要的意义。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体的制取模具，本实用新型的发明目的在于提供一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体的制取模具，该制取模具制备得到的水泥环，为含有预制界面裂缝的水泥环，可以适应直井井筒下水泥环界面裂缝扩展测试以及偏心井筒下水泥环界面裂缝扩展测试。本实用新型的制取模具包括内压套管、模具套筒、底座和顶盖，其中内压套管通过顶盖和底座的卡槽相连接，顶盖和底座通过紧固件与模具套筒连接在一起；底座卡槽上含有用于预制界面初始裂缝的卡锥环套，卡锥环套为三种类型卡锥环套中的任意一种，三种类型卡锥环套分别为预制水泥环一界面裂缝的卡锥环套Ⅰ、预制水泥环二界面裂缝的卡锥环套Ⅱ和预制水泥环一界面裂缝及二界面裂缝的卡锥环套Ⅲ。本实用新型主要为水泥环界面裂缝扩展测试提供对应地含有预制裂缝的水泥环组合体的制取模具，便于更加准确地测试水泥环界面裂缝扩展程度，对于水泥环在复杂工况下的长效密封评价带来参考价值。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的。

一种用于测试环空水泥环界面裂缝扩展的组合体的制取模具，该制取模具包括内压套管、模具套筒、底座和顶盖，内压套筒置于模具套筒内，内压套筒上端和下端分别连接在顶盖和底座的卡槽内；顶盖和底座通过紧固件分别固定连接在模具套筒的上端和下端；所述底座的卡槽上设置有用于预制水泥环界面裂缝的卡锥环套，所述卡锥环套为三种类型卡锥环套中的任意一种；所述三种类型卡锥环套分别为预制水泥环一界面裂缝的卡锥环套Ⅰ、预制水泥环二界面裂缝的卡锥环套Ⅱ和预制水泥环一界面裂缝与二界面裂缝的卡锥环套Ⅲ。

所述卡锥环套上与水泥环接触的接触面涂有耐温脱脂油。

所述内压套管与模具套筒同轴设置，用于制取圆形水泥环。

圆形水泥环位于内压套管与模具套筒的环形空间内，圆形水泥环内径D1，外径D2，长度L1，圆形水泥环底部一界面裂缝宽d1，一界面裂缝长L2，二界面裂缝宽d2，二界面裂缝长L3，则需满足D2＞D1≥d1+d2，L1≥L2+L3。

所述内压套管与模具套筒偏心设置，用于制取偏心水泥环。