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。