本實(shí)用新型涉及用于檢測水泥石彈性模量的模具裝置，屬于水泥性能檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，隨著油氣井固井及增產(chǎn)工藝復(fù)雜程度的逐漸提高，井口冒油、冒氣現(xiàn)象不斷出現(xiàn)。固井水泥環(huán)完整性的重要性日益獲得高度關(guān)注。通過大量的研究表明，水泥環(huán)的完整性取決于抗壓強(qiáng)度和變性能力。井下外載荷作用下，水泥環(huán)可能存在兩種形式的破壞，一是當(dāng)外載荷超過水泥石的強(qiáng)度極限時，水泥環(huán)將產(chǎn)生強(qiáng)度破壞；二是在外部作用力下水泥環(huán)內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋或體積收縮，導(dǎo)致密封失效。

為了改善水泥環(huán)的完整性，油井水泥設(shè)計(jì)時開始同時考慮水泥石的強(qiáng)度和變性能力兩個方面的指標(biāo)，其中一個重要的新增指標(biāo)為水泥石的彈性模量。彈性模量又稱楊氏模量，是一種表征物體彈性變形難易程度的方式，其定義為為應(yīng)力與應(yīng)變之比。水泥石的彈性模量值越低表示材料的韌性越好，脆性越低，有利于提高水泥環(huán)的完整性。因此，開發(fā)具有低彈性模量的水泥是目前固井水泥的重要研究方向。

彈性模量的檢測方法有兩種，一種是材料在單軸應(yīng)力條件下檢測彈性模量值，這種方法適用于大多數(shù)材料，檢測方法簡單，通過一般的抗壓試驗(yàn)機(jī)即可完成。第二種是三軸應(yīng)力條件下檢測，主要用于巖石的力學(xué)性能檢測。水泥環(huán)在地層中的受力狀態(tài)同巖石接近，因此采用三軸應(yīng)力環(huán)境進(jìn)行水泥石彈性模量檢測獲得廣泛認(rèn)同。

所謂三軸應(yīng)力即材料除上下施加作用力外，需在四周同時施加作用力，模擬巖石在地層中四周受力的力學(xué)狀態(tài)，因此，需要特殊的力學(xué)檢測設(shè)備進(jìn)行檢測。目前常用的巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)是檢測水泥石彈性模量的理想設(shè)備，但是，該類設(shè)備昂貴，用途范圍小，在水泥石性能檢測領(lǐng)域推廣存在很大困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)來檢測水泥石的彈性模量存在的價格昂貴、用途范圍小等技術(shù)問題，提供一種新的水泥石彈性模量的檢測裝置，通過環(huán)形模具、底板、蓋板以及上墊塊、下墊塊的設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，大大降低檢測成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

用于檢測水泥石彈性模量的模具裝置，其特征在于：包括上墊塊、下墊塊、環(huán)形模具、設(shè)于環(huán)形模具下方的底板、設(shè)于環(huán)形模具上方的頂蓋，所述頂蓋與環(huán)形模具之間可拆卸連接，所述環(huán)形模具與底板之間通過可拆卸連接。

使用本實(shí)用新型的模具裝置進(jìn)行水泥石彈性模量檢測的方法：

先將環(huán)形模具與底板固定，涂上脫模劑后，將制備好的水泥漿體倒入環(huán)形模具內(nèi)，然后將頂蓋蓋上并固定，然后將整個模具裝置置于養(yǎng)護(hù)環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)完成后，取掉底板、上蓋，將上墊塊、下墊塊分別置于環(huán)形模具上下位置處，最后將模具裝置置于壓力試驗(yàn)機(jī)中，進(jìn)行力學(xué)性能的測試。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述頂蓋上設(shè)有手柄。

所述頂蓋上設(shè)有小孔。

所述環(huán)形模具的材質(zhì)為鋼材。

所述頂蓋與環(huán)形模具之間、環(huán)形模具與底板之間通過第一螺栓和第二螺栓連接。

所述環(huán)形模具外壁設(shè)有應(yīng)力應(yīng)變片，所述應(yīng)力應(yīng)變片的另一端連接有動態(tài)應(yīng)變儀。

所述應(yīng)力應(yīng)變片設(shè)有4個，均勻分布于所述環(huán)形模具四周的表面，以實(shí)現(xiàn)多部位觀察。

本實(shí)用新型的有益效果：

（1）本實(shí)用新型通過環(huán)形模具、底板、蓋板以及上墊塊、下墊塊等部件的設(shè)置，可在現(xiàn)有壓力試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行測試，不需要另外購置檢測設(shè)備，降低檢測成本，解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備昂貴，用途范圍小的技術(shù)問題；本實(shí)用新型的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單和操作方便的優(yōu)點(diǎn)。

（2）本實(shí)用新型的頂蓋上設(shè)有手柄，以方便操作人員安裝和取下頂蓋。

（3）本實(shí)用新型的頂蓋上設(shè)有小孔，在水泥漿注入模具后，多余的水泥漿通過小孔排出，提高檢測效率。

（4）本實(shí)用新型環(huán)形模具外壁設(shè)有應(yīng)力應(yīng)變片，所述應(yīng)力應(yīng)變片的另一端連接有動態(tài)應(yīng)變儀，可直觀、清楚地看到隨壓力變化，水泥石的變形情況，便于操作人員更好地分析數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的裝置在水泥石養(yǎng)護(hù)時的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-上墊塊，2-下墊塊，3-環(huán)形模具，4-底板，5-頂蓋， 6-手柄，7-小孔，8-第一螺栓，9-第二螺栓，10-應(yīng)力應(yīng)變片，11-動態(tài)應(yīng)變儀。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

用于檢測水泥石彈性模量的模具裝置，如圖1、圖2、圖3所示，包括上墊塊1、下墊塊2、環(huán)形模具3、設(shè)于環(huán)形模具3下方的底板4、設(shè)于環(huán)形模具3上方的頂蓋5，所述頂蓋5與環(huán)形模具3之間為可拆卸連接，所述環(huán)形模具3與底板4之間為可拆卸連接。

實(shí)施例2

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，為了方便對頂蓋的操作，在所述頂蓋5上設(shè)有手柄6。

為了方便多余水泥漿的排出，在所述頂蓋5上設(shè)有小孔7。

本實(shí)施例的環(huán)形模具3材質(zhì)為鋼材。

實(shí)施例3

用于檢測水泥石彈性模量的模具裝置，如圖1、圖2、圖3所示，包括上墊塊1、下墊塊2、環(huán)形模具3、設(shè)于環(huán)形模具3下方的底板4、設(shè)于環(huán)形模具3上方的頂蓋5，所述頂蓋5與環(huán)形模具3之間為可拆卸連接，所述環(huán)形模具3與底板4之間為可拆卸連接。

本實(shí)施例的可拆卸方式為螺栓。所述頂蓋5與環(huán)形模具3之間通過第一螺栓8連接，環(huán)形模具3與底板4之間通過第二螺栓9連接。

實(shí)施例4

本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，環(huán)形模具3外壁設(shè)有應(yīng)力應(yīng)變片10，所述應(yīng)力應(yīng)變片10的另一端連接有動態(tài)應(yīng)變儀11。

進(jìn)一步地，所述應(yīng)力應(yīng)變片10設(shè)有4個，均勻分布于所述環(huán)形模具3四周的表面。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。