专利名称：一种稠油热采套管测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种稠油热采套管测试装置，属于井口控制机械设备。
背景技术：
稠油热采井在注汽加热过程中，套管受热膨胀，在井口、井底两端固定的情况下， 产生轴向应力为压缩应力，当它超过屈服点时，导致套管产生永久变形而损坏。在停注降温过程中，套管柱收缩，轴向应力由压缩应力变为拉张应力，当它超过屈服点后，将导致接头螺纹及本体拉断破坏。近年来，国内稠油热采管的套损率居高不下。套管损伤严重影响了采油率，对油田的正常生产造成了显著的影响。因此，通过合适的全尺寸模拟方法来筛选稠油热采套管具有重要的意义。现有的热采井模拟试验方法，是采用轴向的拉伸、压缩载荷，模拟套管在稠油热采井中所受的热应力。轴向的拉伸、压缩载荷根据井况的热应力计算而来，这种形式不能够有效地模拟套管在稠油热采井中反复受热膨胀、降温收缩的情况，而多次热胀冷缩会导致套管强度降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可靠性强的稠油热采套测试装置。本发明提供了一种稠油热采套管测试装置，包括套管、辅棒、加压管道、加载装置、加热装置、位移传感器、热电偶、泄露收集装置和内压测压传感器；其中，所述套管的接箍的外表面上安装所述泄露收集装置，所述套管通过所述辅棒与所述加载装置连接，所述内压测压传感器通过所述辅棒与所述加压管道连接，所述加热装置包裹在所述套管表面， 所述位移传感器两端通过固定装置固定在所述套管两端，所述热电偶通过喉箍将其固定在所述套管上。优选地，所述装置还包括隔热材料，通过所述隔热材料将所述热电偶包裹在所述
套管上。优选地，所述内压测压传感器通过所述辅棒上的通孔与所述加压管道连接。优选地，所述加热装置为开启式的电加热炉。本发明采用反复升温降温的方式，能够有效模拟套管在稠油热采井中服役的真实情况，对其适用性进行准确评价，可对稠油热采套管热疲劳情况下的复合载荷性能进行有效模拟，使试验模拟条件更接近实际载荷工况，增加试验评价结果的可靠性，保证稠油热采套管的安全使用。
图I是本发明实施例提供的一种稠油热采套管测试装置的结构示意图。I、辅棒；2、加载装置；3、通孔；4、开启式的电加热炉；5、位移传感器；6、热电偶； 7、隔热材料；8、接箍；9、泄漏收集装置；10、焊缝；11、加压管道。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。参见图1，本发明实施例提供了一种稠油热采套管测试装置，具体包括如下部件图中标记I为辅棒，起到连接套管与轴向加载装置2的作用，同时起到封堵管端以便进行气密封试验的作用；4为可开启式的电加热炉，电加热炉包裹在套管表面，电加热炉可将试样长度的3/4包裹在内以加大试样热影响面积，更有效模拟套管受热情况。加热时闭合电加热炉，降温时开启炉门以加快降温速度；5为位移传感器，测量试样在加热及降温过程中的变形情况，位移传感器两端通过固定装置固定在套管两端；6为热电偶，为准确测得试样的温度，用隔热材料7通过喉箍将其固定在套管上；9为泄漏收集装置，当套管发生泄漏时将泄漏的气体收集并通过铜管引出以进行检测；3是辅棒I上加工的通孔，分别用于连接内压测压传感器与加压管道11 ;8是套管的接箍，用于连接套管形成管柱，套管的接箍的外表面上安装所述泄露收集装置；10是通过焊接方式连接套管与辅棒所产生的焊缝。进行试验时，首先通过加压管道经通孔加内压至试验设定压力，然后用4将套管加热至试验设定温度，升温过程中通过位移传感器监测位移量的变化。当位移发生变化时， 施加轴向载荷使位移量保持不变。套管达到试验设定温度时保载2小时，然后降温至室温， 降温过程中也通过位移传感器监测位移量的变化。当位移发生变化时，施加轴向载荷使位移量保持不变，在室温下保载2小时后降载。重复上述步骤至少9次，在整个试验过程中监测有无泄漏、断裂、变形等失效发生，若发生则终止试验，说明该套管不适用于特定工况的稠油热采井，若套管能够顺利通过试验，说明该套管能够适用。该试验程序在升温和降温过程中限制试样的位移，主要是为了模拟稠油热采套管在热吞吐过程中受水泥环固封的影响，采用至少10个循环是为了在短时间内加速模拟稠油热采套管的热吞吐过程。在该试验方法中，试验设定压力不得低于实际工况内压，试验设定温度不得低于热采井注热蒸汽时井口温度，采用反复升温降温的方式，可对稠油热采套管热疲劳情况下的复合载荷性能进行有效模拟，能够有效的模拟套管在稠油热采井中反复受热膨胀、降温收缩的情况，同时能反映出多次热胀冷缩会导致套管强度问题，使试验模拟条件更接近实际载荷工况，增加试验评价结果的可靠性。以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
1.一种稠油热采套管测试装置，其特征在于，包括套管、辅棒、加压管道、加载装置、 加热装置、位移传感器、热电偶、泄露收集装置和内压测压传感器；其中，所述套管的接箍的外表面上安装所述泄露收集装置，所述套管通过所述辅棒与所述加载装置连接，所述内压测压传感器通过所述辅棒与所述加压管道连接，所述加热装置包裹在所述套管表面，所述位移传感器两端通过固定装置固定在所述套管两端，所述热电偶通过喉箍将其固定在所述套管上。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括隔热材料，通过所述隔热材料将所述热电偶包裹在所述套管上。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述内压测压传感器通过所述辅棒上的通孔与所述加压管道连接。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述加热装置为开启式的电加热炉。
全文摘要
本发明公开一种稠油热采套管测试装置，属于井口控制机械设备，该装置包括套管、辅棒、加压管道、加载装置、加热装置、位移传感器、热电偶、泄露收集装置和内压测压传感器；其中，套管的接箍的外表面上安装泄露收集装置，套管通过辅棒与加载装置连接，内压测压传感器通过辅棒与加压管道连接，加热装置包裹在套管表面，位移传感器两端通过固定装置固定在套管两端，热电偶通过喉箍将其固定在套管上。本发明采用反复升温降温的方式，能够有效模拟套管在稠油热采井中服役的真实情况，对其适用性进行准确评价。
文档编号G01M3/00GK102589990SQ20121003892
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者娄琦, 张丹, 张广路, 张蕾, 李东风, 杨鹏, 王蕊, 韩军, 韩新利, 韩礼红 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所