调堵球的检测方法以及检测系统与流程

本发明涉及了石油开采领域，尤其涉及一种调堵球的检测方法以及检测系统。

背景技术：

在期刊<油气井测试>第16卷，第2期“华北油田京11断块投球调剖技术应用”文章介绍投球调剖工艺在华北油田应用情况如下：1、调堵球密度的大小，一般为0.999-1.098g/cm³，未提及密度精确度；2、耐高温100℃以上，耐压40MPa以上。3、调堵球直径主要根据注水井射孔炮眼直径设计，一般为10、12、14mm。

目前研发出了一种调堵球，该调堵球的原料组成包括10-15％聚己内酰胺、15-20％聚己二酰己二胺、65-80％聚丙烯酰胺、1-1.5％纳米氧化钙和2-3％增溶剂，各原料的百分比之和为100％。该种调堵球直径由10mm-20mm之间选取，不同直径等级之间相差2mm；其具备可溶性，且其溶解药剂与地层配伍性好，同时不能腐蚀管柱。

但是研制出的不同系列的调堵球产品是否合格，其参数能否达到要求的技术指标，急需提供一种检测方法以及检测系统。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于，提供了一种调堵球的检测方法以及检测系统，该调堵球的检测方法以及检测系统可以判定调堵球是否符合要求。

本申请实施例公开了一种调堵球的检测方法，包括以下步骤：

获取调堵球的实际参数，

当调堵球的实际参数符合预设要求时，判定调堵球符合要求。

优选地，包括：获取同一批次内的至少三个调堵球的外径值；当任意两个所述调堵球的外径值差在第一预设范围内，则判定该批次的调堵球符合要求。

优选地，所述第一预设范围小于或等于0.1mm。

优选地，包括：

获取同一批次内的多个调堵球的密度值；

计算多个所述调堵球的平均密度值；

若该批次内任一个调堵球的密度值与平均密度值的差值在第二预设范围内时，则判定该批次的调堵球符合要求。

优选地，所述第二预设范围小于0.005g/cm³。

优选地，包括：获取同一批次内的各个调堵球的耐压差值；

当各个调堵球的最低耐压差值高于或大于第三预设范围时，判定该批次的调堵球符合要求。

优选地，所述第三预设范围由注水压力、静液柱压力以及安全系数获得。

优选地，获取所述调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值，若所述调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值的差值在第四预设范围内，则判定该调堵球符合要求。

优选地，包括：将调堵球置于溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合预设要求，则判定该调堵球符合要求。

优选地，包括：将调堵球置于第一预设温度的溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合第一预设要求，则判定该调堵球符合要求，其中，第一预设温度为15摄氏度至20摄氏度之间，所述第一预设要求为小于或等于3天。

优选地，包括：将调堵球置于第二预设温度的溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合第二预设要求，则判定该调堵球符合要求，其中，第二预设温度为55摄氏度至65摄氏度之间，所述第二预设要求为小于或等于24小时。

本申请实施例公开了一种调堵球的检测方法，包括：

在同一批次的调堵球内取至少三个调堵球；

获取取出的调堵球的外径值，当任意两个所述调堵球的外径值差在第一预设范围内，则判定该批次的调堵球符合第一预设条件；

获取取出的调堵球的密度值，计算取出的所述调堵球的平均密度值，若该批次内任一个调堵球的密度值与平均密度值的差值在第二预设范围内时，则判定该批次的调堵球符合第二预设条件；

获取取出的调堵球的耐压差值，当各个调堵球的最低耐压差值高于或大于第三预设范围时，判定该批次的调堵球符合第三预设条件；

获取取出的调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值，若所述调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值的差值在第四预设范围内，则判定该批次的调堵球符合第四预设条件；

将取出的调堵球置于溶解液内，若所述调堵球的溶解时间符合预设要求，则判定该批次的调堵球符合第五预设条件；

当取出的调堵球同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球符合标准。

优选地，当该批次的调堵球不能同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，重新取出至少三个调堵球并重复上述步骤进行检测，当重新取出的调堵球同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球符合标准。

优选地，当重新取出的调堵球不能同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球不符合标准。

优选地，所述第一预设范围小于或等于0.1mm，所述第二预设范围小于0.005g/cm³，所述第三预设范围由注水压力、静液柱压力以及安全系数获得。

优选地，将取出的调堵球置于第一预设温度的溶解液内，若取出的所述调堵球的溶解时间符合第一预设要求，则判定该批次的调堵球符合第六预设条件，其中，第一预设温度为15摄氏度至20摄氏度之间，所述第一预设要求为小于或等于3天；

将取出的调堵球置于第二预设温度的溶解液内；若取出的所述调堵球的溶解时间符合第二预设要求，则判定该批次的调堵球符合第七预设条件，其中，第二预设温度为55摄氏度至65摄氏度之间，所述第二预设要求为小于或等于24小时；

当取出的调堵球同时满足第六预设条件以及第七预设条件时，则判定该批次的调堵球符合第五预设条件。

本申请实施例公开了一种采用如上述检测方法对调堵球进行检测的检测系统，包括外径检测装置、密度检测装置、耐压差值监测装置以及溶解检测装置中的至少一种。

本申请实施例公开了一种调堵球的检测方法以及检测系统，给出了调堵球参数是否合格的检测方法，达到标准的合格产品才可以进入现场。

附图说明

附图1为本申请实施例中调堵球的检测方法的流程示意图。

附图2为本申请实施例中调堵球的检测方法的流程示意图。

附图3为本申请实施例中的密度检测装置的结构示意图。

附图4为本申请实施例中的耐压差值监测装置结构示意图。

以上附图的附图标记：1、电子分析天平；10、托盘；11、吊篮支架；12、吊篮；13、烧杯托架；14、烧杯；15、吊丝；20、承压短接；21、泄压短接；22、泄压孔；23、球托座；24、球座；25、打压孔。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，本申请实施例公开了一种调堵球的检测方法，包括以下步骤：获取调堵球的实际参数，当调堵球的实际参数符合预设要求时，判定调堵球符合要求。

例如，在本实施方式中，可以对调堵球的直径误差、密度误差、耐压强度、耐温能力、溶解时间中的一种或几种参数进行检测。由于这几个参数是决定调堵球是否有效的关键要素，因此只有满足符合标准的合格调堵球才可以进入现场。

在本实施方式中，可以通过千分尺对调堵球的直径进行检测。该千分尺的量程为0～25mm，精度为0.01mm。

千分尺的使用步骤可以如下：

A)使用前应先检查零点。

B)缓缓转动外径千分尺的微调旋钮，使测微螺杆和小砧接触，到棘轮发出声音为止，此时可动尺(活动套筒)上的零刻线应当和固定套筒上的基准线(长横线)对正，否则有零误差。

C)左手持尺架，右手转动旋钮使测微螺杆与小砧间距稍大于被测调堵球外径，放入被测调堵球，转动微调旋钮至夹住被测调堵球，直到棘轮发出声音为止，拨动固定旋钮使测微螺杆固定后读数。

D)先读固定刻度，再读半刻度，若半刻度线已露出，记作0.5mm；若半刻度线未露出，记作0.0mm；再读可动刻度(注意估读)。记作N×0.01mm；最终读数结果为固定刻度+半刻度+可动刻度+估读。

E)重复测试测试3个调堵球的外径，分别记为Φ1、Φ2、Φ3，测试结果Φ1、Φ2、Φ3之间相差0.1mm记为合格，误差大于0.1mm则不合格。

在本实施方式中，可以采用包括电子分析天平1、吊篮支架11、烧杯托架13、烧杯14、吊丝15、吊篮12等的密度检测装置对调堵球的密度进行测量。密度检测装置可以根据阿基米德原理，用电子分析天平1测定固体试验在空气和在测定介质中的质量。当调堵球浸没于测定介质中时，其质量小于在空气中的质量，减少值为调堵球排开同体积测定介质的质量，由调堵球排开同体积测定介质的质量和测试介质的密度，求出调堵球的体积。调堵球在空气中的质量与调堵球的体积之比，即为调堵球的密度。

参照图3所示，密度检测装置中的电子分析天平1的托盘10的上方设置有托架，托架上设置有吊篮支架11。电子分析天平1的托盘10上方还设置有烧杯托架13，烧杯托架13上设置有烧杯14。吊丝15从吊篮支架11上垂下，并且在吊丝15上设置有吊篮12。吊篮12内放置有调堵球。

密度检测装置的安装方法大体如下：

A)吊篮支架11与托架的安装：

将吊篮支架11与托架的底座平稳地放在电子分析天平1之上，吊篮支架11与托架除了与电子分析天平1托盘10接触外，不得与电子分析天平1其它任何部位有任何接触。

B)烧杯托架13的安装：

将尺寸适合的烧杯托架13穿过吊篮支架11，横跨在吊篮支架11之上，烧杯托架13的支撑部位放置在托盘10之外的空档，不得与托盘10、吊篮支架11有任何接触。

C)吊丝15与吊篮12的安装：

采用直径不大于0.5MM的耐腐蚀金属丝作为吊丝15，吊篮12可采用玻璃烧制或采用0.5MM的耐腐蚀金属丝编制而成，投放口必须满足Φ20MM调堵球的顺利投放。采用同样的金属丝将吊篮12吊挂在吊篮支架11上部横梁上，确保吊篮12能处于烧杯14的中下部，不得触底或露出水面。

密度检测装置对调堵球的密度检测方法大体如下：

a)称量调堵球在空气中的质量，记为m₁。

b)润湿剂1滴加入50mL烧杯14中，再向烧杯14中加入50mL的蒸馏水，搅拌均匀后，将烧杯14置于烧杯托架13之上，烧杯14不得与吊篮支架11有任何接触。

c)将电子分析天平1去皮后，将已知质量的调堵球先用蒸馏水完全润湿其表面，然后从调堵球投放口投入已恒温干燥冷却后的吊篮12中，将带有调堵球的吊篮12吊挂在装有蒸馏水的烧杯14中，调堵球、吊篮12表面不得有气泡，不得与烧杯14有接触，称取吊篮12和调堵球在蒸馏水中的质量和，记为m₂。

d)将吊篮12取出，用镊子从吊篮12挂中将调堵球取出，放在恒温干燥箱内烘干、室温下冷却。将电子分析天平1去皮后，将不含调堵球的吊篮12吊挂在装有蒸馏水的烧杯14中，吊篮12表面不得有气泡，不得与烧杯14有接触，称取吊篮12在蒸馏水中的质量，记为记为m₃。

调堵球的检测方法可以获取同一批次内的多个调堵球的密度值；计算多个所述调堵球的平均密度值；若该批次内任一个调堵球的密度值与平均密度值的差值在第二预设范围内时，则判定该批次的调堵球符合要求。

具体的，可以包括：a)调堵球在室内温度下的密度，按式(1)计算：

式中：

ρ_n－某一被测调堵球在空气中的密度单位为(g)；

ρ₀－蒸馏水在室温条件下的密度值，单位为克每立方厘米(g/cm³)。。

m₁－调堵球在空气中的质量，单位为(g)；

m₂－调堵球、吊篮12、吊丝15在蒸馏水中的质量数值，单位为(g)；

m₃－吊篮12、吊丝15在蒸馏水中的质量数值，单位为(g)；

b)调堵球平均密度的计算

将5.1所取的调堵球分别测定出其密度，按式(2)计算平均密度：

式中：

－调堵球的平均密度，单位为(g/cm³)；

ρ_n－某一被测调堵球的密度，单位为(g/cm³)；

n－被测调堵球的数量，单位为(个)。

c)调堵球密度差的计算：

将调堵球分别测定出的密度，按式(3)分别计算被测调堵球的密度差：

式中：

Δρ－调堵球密度差，单位为(g/cm³)；

－调堵球的平均密度，单位为(g/cm³)；

ρ_n－某一调堵球的密度，单位为(g/cm³)；

优选地，若各个调堵球密度差小于0.005g/cm³，则判定调堵球符合要求。若各个调堵球密度差大于或等于0.005g/cm³，则判定调堵球不符合要求。

参照图4所示，在本实施方式中，耐压差值监测装置包括承压短接20、泄压短接21、设置在所述承压短接20和泄压短接21之间的球托座23，所述球托座23上设置有球座24，所述承压短接20设置有能与液压泵连通的打压孔25，所述泄压短接21上设置有泄压孔22。

耐压差值监测装置对调堵球的耐压差值的检测方法如下：

A)按被测调堵球的直径选取球托座23，将调堵球用玻璃胶粘在球托座23的仿炮眼球座24的圆孔上，待玻璃胶凝固后将球托座23装入承压短接20，安装好泄压短接21，球托座23与承压短接20的丝扣要上到位。

B)从打压孔25灌入液压油，直至灌满。将试压泵管线与承压短接20的打压孔25连接起来后，缓慢压动试压泵的加压手柄至压力达到2MPa时，调堵球耐压测试装置不刺不漏。

C)压动手动加压泵手柄给耐压测试装置施压，压力达到20MPa时，停止打压，观察压力表读数，稳压5分钟后继续打压到25MPa，停止打压，观察压力表读数，稳压5分钟，重复上述打压步骤，直到不能稳压，压力表读数归“零”。记录不能稳压前的最高压力表读数值，记为调堵球的耐压差值。

在获取到各个调堵球的耐压差值之后，若各个调堵球的最低耐压差值高于或大于第三预设范围时，判定该调堵球符合要求。所述第三预设范围由注水压力、静液柱压力以及安全系数获得。例如，所述第三预设范围＝(注水压力+静液柱压力)*安全系数。其中，液柱压力可以由常规计算公式得到，液柱压力＝密度*重力加速度*垂直深度。而安全系数可以通过现场试验数据而得。

对调堵球的耐温性能进行检测可以采用如下步骤：

在测得调堵球的耐压差值后，将承压短接20置入具有一定恒定温度(例如85摄氏度)的恒温水浴中恒温一定时间(例如5小时)，重复上述a)-c)的步骤，如测得的耐压差值没有改变，即设定调堵球的耐温性能大于恒温水浴的恒定温度(例如85摄氏度)。

对调堵球的溶解时间进行检测可以采用如下步骤：将调堵球置于溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合预设要求，则判定该调堵球符合要求。

具体的，将50mL溶剂置于100mL具塞三角烧瓶中，将具塞三角烧瓶放入60℃的恒温水浴中。其中，溶剂大致为盐酸类与缓蚀剂混合。将被测定的调堵球放置在具塞三角烧瓶中，观察调堵球的溶解情况，直到完全溶解，记录从放置调堵球至完全溶解的时间。

在本实施方式中，将调堵球置于第一预设温度的溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合第一预设要求，则判定该调堵球符合要求，其中，第一预设温度为15摄氏度至20摄氏度之间，所述第一预设要求为小于或等于3天。将调堵球置于第二预设温度的溶解液内；若所述调堵球的溶解时间符合第二预设要求，则判定该调堵球符合要求，其中，第二预设温度为55摄氏度至65摄氏度之间，所述第二预设要求为小于或等于24小时。

下面结合一个实施方式对本案进行介绍。本申请实施例中的调堵球的检测方法，包括：

参照图2所示，在同一批次(例如，一批次包括十个调堵球)的调堵球内取出三个调堵球。

获取取出的调堵球的外径值，当任意两个所述调堵球的外径值差在第一预设范围(例如，小于或等于0.1mm)内，则判定该批次的调堵球符合第一预设条件。例如，Φ1为9.01，Φ2为9.02，Φ3为9.12时，由于Φ3与Φ1的差值大于0.1mm，则判定该批次的调堵球不符合第一预设条件。

获取取出的调堵球的密度值，计算取出的所述调堵球的平均密度值，若该批次内任一个调堵球的密度值与平均密度值的差值在第二预设范围(例如，小于0.005g/cm³)内时，则判定该批次的调堵球符合第二预设条件。若取出的任一个调堵球的Δρ大于或等于0.005g/cm³时，则判定该批次的调堵球不符合第二预设条件。

获取取出的调堵球的耐压差值，当各个调堵球的最低耐压差值高于或大于第三预设范围时，判定该批次的调堵球符合第三预设条件。所述第三预设范围由注水压力、静液柱压力以及安全系数获得。若取出的任一个调堵球的最低耐压差值低于第三预设条件，则判定该批次的调堵球不符合第三预设条件。

获取取出的调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值，若所述调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值的差值在第四预设范围(例如小于3MPa)内，则判定该批次的调堵球符合第四预设条件。若取出的任一个调堵球在耐压测试装置置于恒温系统前后的耐压差值的差值大于或等于3MPa，例如，置于恒温系统前调堵球的耐压差值为22MPa，置于恒温系统后调堵球的耐压差值为18MPa，则判定该批次的调堵球不符合第四预设条件。

将取出的调堵球置于溶解液内，若所述调堵球的溶解时间符合预设要求，则判定该批次的调堵球符合第五预设条件。将取出的调堵球置于第一预设温度的溶解液内，若取出的所述调堵球的溶解时间符合第一预设要求，则判定该批次的调堵球符合第六预设条件，其中，第一预设温度为15摄氏度至20摄氏度之间，所述第一预设要求为小于或等于3天；将取出的调堵球置于第二预设温度的溶解液内；若取出的所述调堵球的溶解时间符合第二预设要求，则判定该批次的调堵球符合第七预设条件，其中，第二预设温度为55摄氏度至65摄氏度之间，所述第二预设要求为小于或等于24小时；当取出的调堵球同时满足第六预设条件以及第七预设条件时，则判定该批次的调堵球符合第五预设条件。若取出的所述调堵球在第一预设温度的溶液溶解的溶解时间大于3天，或者，取出的所述调堵球在第二预设温度的溶液溶解的溶解时间大于24小时，则判定该批次的调堵球不符合第五预设条件。

当取出的调堵球同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球符合标准。

当该批次的调堵球不能同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，重新取出三个调堵球并重复上述步骤进行检测，当重新取出的调堵球同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球符合标准。

当重新取出的调堵球不能同时满足第一预设条件、第二预设条件、第三预设条件、第四预设条件以及第五预设条件时，则判定该批次的调堵球不符合标准。

本申请实施例还公开了一种采用检测方法对调堵球进行检测的检测系统，包括外径检测装置、密度检测装置、耐压差值监测装置以及溶解检测装置中的至少一种。该检测系统的具体的结构可以参照上文描述，在此不再累述。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。