封隔器性能检测系统的应用

2010年第39卷第11期第60页

石油矿场机械

OIL FIELD EQUIPMENT

2010,39(11):60~63

文章编号:1001 3482(2010)11 0060 04

封隔器性能检测系统的应用

陈 磊1,章发明1,杨永安1,张 铠1,王 东1,赵 伟1,刘亚亚2

(1.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,兰州730070;2.长庆油田公司第一采气厂,陕西靖边718500)

摘要:简介了封隔器性能检测系统的基本组成和检测能力。以某厂Y341 114型封隔器为例,介绍了常温密封试验和高温密封试验的试验方法。对试验系统存在的问题提出了改进建议,并提出了试验时的注意事项。

关键词:封隔器;性能检测;应用

中图分类号:T E931.207 文献标识码:B

Application of the Packer s Performance Testing S ystem

CH EN Lei1,ZH AN G Fa m ing1,YANG Yong an1,ZH ANG Kai1,

WAN G Dong1,ZH AO Wei1,LIU Ya ya2

(1.L anp ec T echnolo gies Limited,L anz hou730070,China;

2.N o.1Gas P lant,Petr oChina Changqing Oilf ild Comp any,J ingbian718500,China)

Abstract:Both the basic co mposition and detecting ability of the performance testing system fo r packer ar e br iefly introduced in this paper.In addition,the Y341 114packer is taken as a concrete case to elaborate the specific test method at normal tem perature and high temperature environ m ent respectively.At the same time,some related improv ing sug gestions and precautio ns are put for w ard in accordance w ith the existing pr oblem s of the available testing sy stem.

Key words:packer;perfor mance testing;application

封隔器是油田压裂、试油、采油、注水、堵水、注水、油层改造等工艺措施的核心工具[1]。对封隔器进行性能测试,检验其在各种条件下的工作性能(包括耐温、耐压、上提、下压、扭转等),验证其各项指标是否达到设计要求,对于确保井下的施工质量、实现工艺成功及措施见效,起着至关重要的作用。

1 封隔器性能检测系统组成[2]

1.1 多功能试验机

多功能试验机是封隔器检测系统的主要设备,可对试验工具施加拉伸载荷、压缩载荷、扭转载荷,可以满足试验工具上提、下放、旋转、加扭的要求。

1.2 试验井

包括高温试验井、常温复合试验井、常温多流道试验井,布置在直径6m、深14m的圆形垂直沉井内。高温试验井最外层悬挂 339.7mm(133/8英寸)套管,内层可下入 139.7~ 177.8mm(51/2~7英寸)复合井筒,内层套管、外层套管之间的环空为热空气循环通道。常温复合试验井采用 139.7~ 177.8m m(51/2~7英寸)复合井筒。常温多流道试验井采用 177.8mm(7英寸)和 139.7mm (51/2英寸)多流道井筒。试验井系统如图1。

1.3 供液系统

包括8M Pa、21L/s泵供液循环系统,20MPa、30L/s外租泵组供液循环系统,60M Pa、3.9L/s高压供液循环系统,80MPa静水压试验系统。

收稿日期:2010 05 05

作者简介:陈 磊(1982 ),男,安徽萧县人,2004年毕业于中南大学机械设计制造及其自动化专业,现从事石油钻采设备的设计与研究工作,E mail:chenlei67@163.co m。

1.4 热空气加热系统

热空气加热系统为封隔器高温性能检测提供试验条件,系统采用闭式强制循环加热,可满足正向、反向循环加热,利用循环热空气可将试验井筒内的水加热到150!,加热时间<4h 。1.5 测控系统

包括高温井温度测量控制、试验机测量控制、供液系统测量控制、计算机集中测量控制、监视系统。控制测量参数包括压力、温度、拉伸载荷、压缩载荷、扭矩、转速、

位移等。

1∀下压力检测接口;2∀加热风管道入口(或出口);3∀热空气流道;4∀51/2英寸套管(螺纹连接);5∀133/8英寸套管;

6∀7英寸套管(螺纹连接);7∀堵头;8∀封隔器1;9∀加热风管道出口(或入口);10∀上压力检测接口;11∀内压力检测接口;12∀51/2英寸套管(法兰连接);13∀7英寸套管(法兰连接);14∀51/2英寸套管或7英寸套管

(法兰连接);15∀封隔器2;16∀中压力检测接口;17∀51/2英寸套管或7英寸套管(法兰连接);18-试验管柱

图1 试验井系统

2 检测能力

封隔器性能检测系统的技术参数如表1,可以做4个方面的测试。

表1 封隔器性能检测系统的技术参数

试验介质清水压力/M P a 0~60温度/!室温~150转速/(r #min -1)0~120扭矩/(N #m)0~5000拉伸载荷/kN 0~1000压缩载荷/kN 0~1000

a) 封隔器坐封载荷。

b) 常温密封性能检测、高温密封性能检测(承压能力,耐温能力)。

c) 洗井排量、反洗阀开启压力。

d) 封隔器解封载荷。

3 应用实例

以某厂Y341 114型封隔器为例。3.1 配试验管柱

试验管柱组合结构如下:堵头(长度170m m)+Y341 114型封隔器(长度1350mm )+ 88.9m m (31/2英寸)TBG 油管(长度1540m m)+ 177.8m m 油管扶正器(长度1300m m)+ 88.9mm (31

/2英寸)TBG 油管(长度2770m m)+密封光杆(长度3500mm)。3.2 常温密封试验

将试验管柱下入到常温复合试验井中。a) 坐封 开启试压泵,向封隔器中心管加压使封隔器坐封,当压力达到9.19M Pa 时,防坐封剪钉剪断。继续加压,压力达到42.1M Pa 时,停试压泵。如果只试验坐封载荷和坐封合格率,即可解封起出。自封式封隔器靠封隔器外径与套管内径的过盈实现坐封,一般不要求此坐封动作。扩张式封隔器要与空心活动配水器、偏心配水器配套使用。b) 密封性能检测 向封隔器下方加压至40M Pa,上压为零,压差为40.5M Pa.稳压5m in,压降<0.5M Pa,合格。某Y341型封隔器常温密封检测曲线如图2。

图2 某Y 341型封隔器常温密封检测曲线

c) 反洗井检测 将封隔器中心管内压卸掉后,向油套环空注入高压水,在水压的作用下,封隔器洗井活塞开启打开洗井通道,水经中心管排出,可以测得洗井阀打开压力为0.9M Pa 。

d) 解封 上提管柱解封,解封载荷22kN 。(扩张式封隔器只需将泵停止即可解封)。

Y341 114型封隔器只承受下压,如果试验

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