可溶桥塞性能模拟试验装置、系统和方法及相关应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可溶桥塞性能模拟试验装置、系统和方法及相关应用。所述装置包括：外筒组件、试验套管组件和打压接头，组装状态下：试验套管组件位于外筒组件内，外端伸出并连接打压接头，内端与外筒组件腔体连通，试验套管组件具有中间通孔以容纳可溶桥塞；打压接头连接于所述试验套管组件的外端，以向可溶桥塞上面的第一腔体内注入模拟溶液并加压；外筒组件上设有进出水口以向可溶桥塞下面的第二腔体内注入模拟溶液，外筒组件上还设有测温仪器和测压仪器。能够模拟井下的温度、压力和矿化度环境测试可溶桥塞的坐封、承压和溶解性能，有效把控可溶桥塞的产品质量和稳定性，为可溶桥塞的研发和测试提供有力的支撑。塞的研发和测试提供有力的支撑。塞的研发和测试提供有力的支撑。

【技术实现步骤摘要】
可溶桥塞性能模拟试验装置、系统和方法及相关应用


[0001]本专利技术涉及井下工具测试
，特别涉及一种可溶桥塞性能模拟试验装置、系统和方法及相关应用。

技术介绍

[0002]随着油田进入中高含水期扩，待开发层系逐渐向薄差层发展，为了增加石油采收率，提高油田生产效率，分层注采是特殊油层开发的有效手段之一。目前，页岩气水平井开发工艺多采用桥塞
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射孔联作压裂技术，由可溶材料制备的井下暂堵工具在压裂施工中的应用，可大大提高了作业效率和经济指标。与传统可钻桥塞相比，可溶桥塞在压裂完成后依靠井筒温度及一定的矿化度液体环境即可实现桥塞本体完全溶解，确保井筒全通径生产，具有综合成本低、投产时间短、降低作业风险以及可实现二次改造的优点，降低了连续管钻塞的风险和成本，节约了完井作业时间。
[0003]而可溶桥塞在井下作业的性能好坏直接影响着水平井分段压裂施工的可靠性和作业成败，在井下一定温度和矿化度条件下，桥塞的锚定坐封、承压能力等性能起到决定性作用，即必须确保桥塞在井底满足“坐得稳、封得住”的工艺要求，在使用完后，又需要可溶桥塞能够完全溶解确保井筒不被堵塞。在可溶桥塞的设计研发中，为了进一步验证或提升可溶桥塞的承压能力以及锚定稳定性，确保其井下作业性能，对可溶桥塞的性能进行测试是很有必要的。

技术实现思路

[0004]专利技术人发现，目前常用的可溶桥塞测试方法难以完全模拟井下实际作业环境，比如有些可溶桥塞测试装置只能在桥塞上段充入一定矿化度的溶液，桥塞下段不与溶液接触，导致高温时加热温度不均，下端不与溶液接触也导致无法模拟真实的溶解环境，又比如将坐封有可溶桥塞实验套管直接浸泡在较大的溶液池中做溶解测试，无法模拟高温条件；且
[0005]现有试验装置的整体自动化程度、智能化程度较低。此外，随着页岩油、页岩气的深入开发，对可溶桥塞的整体性能指标及压力、温度等级均具有了更高的要求，不断向高温、高压、快溶等方向发展，现有的测试平台难以满足更高的模拟试验和测试的需求，不能为可溶桥塞的综合性能试验提供有力保障。
[0006]因此，迫切需要在测试平台的功能性、可视化、信息化、自动化远程监控等方面进行升级；搭建一套具有工艺成熟、功能完善、自动化及信息化程度更高，并且能够充分模拟井下不同温度、压力及矿化度作业环境的可溶桥塞综合性能测试用多功能测试平台，形成完整的试验方法，为搭建和打造可溶桥塞行业标准化试验平台奠定有力的基础。
[0007]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种可溶桥塞性能模拟试验装置、系统和方法及相关应用。
[0008]本专利技术实施例提供一种可溶桥塞性能模拟试验装置，包括：外筒组件、试验套管组
件和打压接头，所述试验装置包括非组装状态和组装状态，组装状态下：
[0009]所述试验套管组件位于所述外筒组件内，外端伸出并连接打压接头，内端与外筒组件腔体连通，所述试验套管组件具有中间通孔以容纳可溶桥塞；
[0010]所述打压接头连接于所述试验套管组件的外端，以向所述可溶桥塞上面的第一腔体内注入模拟溶液并加压；
[0011]所述外筒组件上设有进出水口以向所述可溶桥塞下面的第二腔体内注入模拟溶液，所述外筒组件上还设有测温仪器和测压仪器。
[0012]在一些可选的实施例中，所述试验套管组件包括试验套管和套管端盖；
[0013]所述试验套管具有中间通孔以容纳可溶桥塞；
[0014]所述套管端盖安装在所述试验套管的内端，所述套管端盖上设有过滤网片。
[0015]在一些可选的实施例中，所述套管端盖设有内螺纹，通过内螺纹与试验套管内端的外螺纹连接；
[0016]所述套管端盖上设有直径不等的多个端盖通孔，所述端盖通孔的直径为3～15mm。
[0017]在一些可选的实施例中，所述过滤网片为采用不锈钢材质的密丝网，以便过滤可溶桥塞溶解残余物。
[0018]在一些可选的实施例中，所述外筒组件包括外筒、左端盖和右端盖；
[0019]所述外筒具有中间通孔以容纳试验套管；
[0020]所述左端盖安装于套筒左端，设有左端盖安装孔以安装试验套管和打压接头；
[0021]所述右端盖安装于套筒右端，设有进水球阀和出水球阀。
[0022]在一些可选的实施例中，所述左端盖设有外螺纹，与外筒左端的内螺纹连接；所述右端盖设有内螺纹，与外筒右端的外螺纹连接；所述左端盖和右端盖的螺纹连接部位设有密封圈；
[0023]所述右端盖盖板上设有螺纹通孔，用于安装进水球阀和出水球阀。
[0024]在一些可选的实施例中，所述外筒的外筒壁上还设有下列之一或组合：至少一个压力表、至少一个温度传感器、至少一个溢流安全阀。
[0025]在一些可选的实施例中，上述装置还包括设置在外筒组件内、试验套管组件下方的支撑块，所述支撑块采用绝缘材料，具有与试验套管组件匹配的弧形支撑面。
[0026]在一些可选的实施例中，上述装置还包括支撑架；
[0027]所述支撑架包括底座、至少两个支撑板和对应的箍圈，所述支撑板具有弧形托，所述弧形托与对应的箍圈配合以固定所述外筒组件。
[0028]在一些可选的实施例中，所述外筒组件的外筒壁上还布置有感应线圈；相应的，
[0029]所述装置还包括线圈固定组件以支撑所述感应线圈。
[0030]本专利技术实施例还提供一种可溶桥塞性能模拟试验系统，包括：注液控压子系统、注液子系统和上述的可溶桥塞性能模拟试验装置；
[0031]所述可溶桥塞性能模拟试验装置包括的试验套管组件用于容纳可溶桥塞和堵头，或容纳可溶桥塞；
[0032]所述注液控压子系统，用于控制注液子系统向第一腔体和/或第二腔体内注入模拟溶液；以及根据可溶桥塞坐封、承压或溶解测试的预设测试压力，对模拟溶液进行加压。
[0033]在一些可选的实施例中，上述系统还包括感应加热子系统，用于根据可溶桥塞坐
封、承压或溶解测试的预设测试温度，对模拟溶液进行加热。
[0034]在一些可选的实施例中，所述注液控压子系统，还用于获取可溶桥塞在坐封、承压测试过程中的压力变化数据，确定可溶桥塞的承压和密封性能；或获取可溶桥塞在溶解测试工程中的溶解情况，确定可溶桥塞的溶解性能。
[0035]在一些可选的实施例中，所述注液控压子系统包括控制操作模块、压力监测模块和高压软管；
[0036]所述控制操作模块，用于基于设置的加压参数和压力监测模块监测到的压力数据，控制高压软管向第一腔体内注入模拟溶液，以及控制对模拟溶液的加压速度和加压量中的至少一个；
[0037]所述高压软管连接注液子系统和可溶桥塞性能模拟试验装置中的打压接头，以便将注液子系统提供的模拟溶液注入第一腔体中；
[0038]所述压力监测模块，用于监测第一腔体内模拟溶液的压力。
[0039]在一些可选的实施例中，感应加热子系统，包括循环监测模块、温度测量模块、监测控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可溶桥塞性能模拟试验装置，其特征在于，包括：外筒组件、试验套管组件和打压接头，所述试验装置包括非组装状态和组装状态，组装状态下：所述试验套管组件位于所述外筒组件内，外端伸出并连接打压接头，内端与外筒组件腔体连通，所述试验套管组件具有中间通孔以容纳可溶桥塞；所述打压接头连接于所述试验套管组件的外端，以向所述可溶桥塞上面的第一腔体内注入模拟溶液并加压；所述外筒组件上设有进出水口以向所述可溶桥塞下面的第二腔体内注入模拟溶液，所述外筒组件上还设有测温仪器和测压仪器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述试验套管组件包括试验套管和套管端盖；所述试验套管具有中间通孔以容纳可溶桥塞；所述套管端盖安装在所述试验套管的内端，所述套管端盖上设有过滤网片。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述套管端盖设有内螺纹，通过内螺纹与试验套管内端的外螺纹连接；所述套管端盖上设有直径不等的多个端盖通孔，所述端盖通孔的直径为3～15mm。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述过滤网片为采用不锈钢材质的密丝网，以便过滤可溶桥塞溶解残余物。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外筒组件包括外筒、左端盖和右端盖；所述外筒具有中间通孔以容纳试验套管；所述左端盖安装于套筒左端，设有左端盖安装孔以安装试验套管和打压接头；所述右端盖安装于套筒右端，设有进水球阀和出水球阀。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述左端盖设有外螺纹，与外筒左端的内螺纹连接；所述右端盖设有内螺纹，与外筒右端的外螺纹连接；所述左端盖和右端盖的螺纹连接部位设有密封圈；所述右端盖盖板上设有螺纹通孔，用于安装进水球阀和出水球阀。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外筒的外筒壁上还设有下列之一或组合：至少一个压力表、至少一个温度传感器、至少一个溢流安全阀。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置在外筒组件内、试验套管组件下方的支撑块，所述支撑块采用绝缘材料，具有与试验套管组件匹配的弧形支撑面。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括支撑架；所述支撑架包括底座、至少两个支撑板和对应的箍圈，所述支撑板具有弧形托，所述弧形托与对应的箍圈配合以固定所述外筒组件。10.如权利要求1
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9任一所述的装置，其特征在于，所述外筒组件的外筒壁上还布置有感应线圈；相应的，所述装置还包括线圈固定组件以支撑所述感应线圈。11.一种可溶桥塞性能模拟试验系统，其特征在于，包括：注液控压子系统、注液子系统和如权利要求1
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10任一所述的可溶桥塞性能模拟试验装置；所述可溶桥塞性能模拟试验装置包括的试验套管组件用于容纳可溶桥塞和堵头，或容纳可溶桥塞；
所述注液控压子系统，用于控制注液子系统向第一腔体和/或第二腔体内注入模拟溶液；以及根据可溶桥塞坐封、承压或溶解测试的预设测试压力，对模拟溶液进行加压。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括感应加热子系统，用于根据可溶桥塞坐封、承压或溶解测试的预设测试温度，对模拟溶液进行加热。13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述注液控压子系统，还用于获取可溶桥塞在坐封、承压测试过程中的压力变化数据，确定可溶桥塞的承压和密封性能；或获取可溶桥塞在溶解测试工程中的溶解情况，确定可溶桥塞的溶解性能。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述注液控压子系统包括控制操作模块、压力监测模块和高压软管；所述控制操作模块，用于基于设置的加压参数和压力监测模块监测到的压力数据，控制高压软管向第一腔体内注入模拟溶液，以及控制对模拟溶液的加压速度和加压量中的至少一个；所述高压软管连接注液子系统和可溶桥塞性能模拟试验装置中的打压接头，以便将注液子系统提供的模拟溶液注入第一腔体中；所述压力监测模块，用于监测第一腔体内模拟溶液的压力。15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，感应加热子系统，包括循环监测模块、温度测量模块、监测控制模块；温度测量模块，与可溶桥塞性能模拟试验装置中的温度传感器连接，以测量装置外表面和装置中模拟溶液的温度；循环监测模块，用于监测系统工作状态以及实现异常报警功能，所述工作状态包括感应线圈加热工作状态、水循环冷却状态、可溶桥塞性能模拟试验装置的工作状态、以及系统异常状态中的至少一个；监测控制模块，用于获取温度测量模块测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：米凯夫，张勇，张国田，王方明，陈晓军，范楷模，李兴杰，杜迎军，王兴燕，刘欣欣，杨玉林，张一帆，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司北京石油机械有限公司，
类型：发明
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