一种套管屈曲测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及钻井开发设备技术领域，具体涉及一种套管屈曲测试装置。


背景技术：

2.在固井过程中，需要向套管和井壁之间的环空内注入水泥浆，在注入水泥浆的过程中，套管所受到水泥浆的浮力、地层对套管的压力、水泥浆凝固过程中对套管的作用力都会对套管产生影响，这些力对套管产生的屈曲会导致套管发生位移，降低固井质量，因此，有必要研发一种能够测量套管屈曲的测试装置，研究套管在固井过程中的受力情况。
3.中国专利cn111366393a公开了一种斜井固井中套管屈曲评价系统，其通过设置多个传感器记录模拟固井过程中套管的扭矩以及位移变化，进行屈曲评价。但是，套管通常设于井下，地层压力可达数十乃至上百兆帕，因此在对套管进行屈曲评价时，如忽略地层压力，其最终结果与实际地层中会存在较大差别。


技术实现要素：

4.鉴于此，本实用新型目的在于提供一种套管屈曲测试装置，其能够通过活塞部和固定部，能够向模拟井筒内部加压，用于模拟地层内的高压环境。
5.本实用新型提供的技术方案是，一种套管屈曲测试装置，包括，
6.模拟井筒，所述模拟井筒顶部设有活塞部和固定部，所述活塞部设于所述固定部下方，所述活塞部、所述固定部以及所述模拟井筒围成液压室，设有液压泵与所述液压室连通；
7.模拟套管，所述模拟套管一端依次穿过所述固定部、所述活塞部并设于所述模拟井筒内部，所述模拟套管内壁和外壁均设有数个传感器，所述传感器包括扭矩传感器、位移传感器和应力应变片。
8.本实用新型的一种实施方式在于，所述模拟井筒上还设有水泥浆进口管和水泥浆出口管，且所述水泥浆进口管和水泥浆出口管均设于所述活塞部下方。
9.本实用新型进一步的实施方式在于，所述水泥浆出口管的排液口高于所述活塞部，向模拟套管和模拟井筒之间的环空注入水泥浆时，较高的排液口使得水泥浆能够注满整个环空。
10.本实用新型的一种实施方式在于，所述模拟井筒内侧壁还设置有电加热丝。
11.本实用新型的一种实施方式在于，所述模拟井筒底部设有井底套筒。
12.本实用新型的一种实施方式在于，所述模拟套管底部设有引鞋。
13.本实用新型起到的技术效果是：
14.本实用新型通过设置活塞部、固定部以及液压泵，能够对整个测试过程进行加压，使得整个过程在高压环境下进行，更加接近套管的实际工作环境，最终结果更加准确。
15.本发明的次要效果是，通过在模拟井筒的内侧壁设置电加热丝，在测试过程中可对水泥浆进行加热，用于模拟储层中的高温环境。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1是实施例1的套管屈曲测试装置的结构示意图；
18.图2为实施例2的套管屈曲测试装置的结构示意图。
19.图中，1为模拟井筒，2为模拟套管，3为环空，4为水泥浆进口管，5为水泥浆出口管，6为活塞部，7为固定部，8为液压泵，9为井底套筒，10为引鞋，11为传感器，12为液压室，13为电加热丝。
具体实施方式
20.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
21.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
22.实施例1：
23.如图1所示，一种套管屈曲测试装置，包括，
24.模拟井筒1，所述模拟井筒1顶部设有活塞部6和固定部7，所述活塞部6设于所述固定部7下方，所述活塞部6、所述固定部7以及所述模拟井筒7围成液压室12，设有液压泵8与所述液压室12连通；
25.具体的，固定部7设于活塞部6上方，固定设于模拟井筒7内部，活塞部6可以在模拟井筒1内做有限度的滑动，通过液压室12、活塞部6以及与液压室12连通的液压泵8，能够对活塞部6下方的模拟井筒7进行增压，能够模拟地层压力，该压力的大小可通过设置不同规格的液压泵8进行调节。
26.模拟套管2，所述模拟套管2一端依次穿过所述固定部7、所述活塞部6并设于所述模拟井筒1内部，所述模拟套管2内壁和外壁均设有数个传感器11，所述传感器11包括扭矩传感器、位移传感器和应力应变片。
27.具体的，模拟套管2和固定部7之间、模拟套管2和活塞部6之间均设有滑动密封件，避免水泥浆以及液压室12泄压。扭矩传感器、位移传感器以及应力应变片均是本领域常用的传感器，通过这些传感器最终测量的数据，能够较好的对套管的屈曲进行评价。
28.同时，由于在模拟过程中需要在环空3之间填充水泥浆，因此，在模拟井筒1上设置有水泥浆进口管4和水泥浆出口管5；同时，为了使得整个环空3均被水泥浆完全填充，水泥浆出口管5的排液口的高度高于活塞部6的高度，当水泥浆出口管5开始排出水泥浆时，意味着整个环空3均已经被水泥浆填充满。
29.同时，在模拟井筒1底部设置有一个井底套筒9，井底套筒9与模拟井筒1可拆卸连接，同时井底套筒9对模拟井筒1有着封闭的作用。测试完成后，可对井底套筒1进行拆卸，使得水泥浆或水泥石更加容易排出。在模拟套管2的底部设有引鞋10，能够防止泥浆倒灌进入
模拟套管2内部。
30.使用时，在组装好整个装置后，通过水泥浆进口管4向环空3内注入水泥浆，水泥浆持续注入，在水泥浆注满整个环空3后，多余的水泥浆从水泥浆出口管5排处，停止注入水泥浆，并关闭水泥浆进口管4和水泥浆出口管5。启动液压泵8对液压室12进行加压，直至压力至目标压力并稳定10min后，停止加压，观察持续观察各传感器11的数值变化。
31.实施例2
32.如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，在模拟井筒1的内侧壁设置有电加热丝13。在井下特别是较深的地层中，其温度通常较高，甚至可达100℃以上，因此，设置的电加热丝13能够很好的对环空3内的水泥浆进行加热，用于模拟地层中的高温环境，使其与实际地层环境更加接近。
33.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
34.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。