一种井下封隔器性能试验方法及装置与流程

本发明属于co2地质封存技术领域，更具体涉及一种co2地质封存中应用的特殊井下封隔器性能试验方法，同时还涉及一种井下封隔器性能试验的装置，用于co2地质封存特殊地质环境中井下设备长期可靠性的测试。

背景技术：

随着国内co2地质封存研究的进展，co2地质封存过程中需要对co2注入井及风险监测井进行井下封隔器密封，而地层中封存的co2与地下水等形成的混合物具备较强的腐蚀性，加上深地层中较高的温度环境和co2地质封存后不能发生泄漏，那就要求封隔器在结构简单，使用灵活方的基础上，还需要封隔器既能耐高温高压，又能耐超临界co2和地下水混合液的长期腐蚀，需要其性能更高、更可靠、使用寿命更长。因此，需要开发一种用于co2地质封存等的特殊井下封隔器并对其进行性能实验。

目前国内外对井下设备的研究主要集中在油田应用领域，其测试设备也是针对油田的常规应用方面，主要集中在封隔器胶筒的耐温耐压以及胶筒对套管接触应力模拟试验研究上，而封隔器的耐腐蚀研究也只是针对常规油井的轻度耐酸腐蚀研究。以上的研究工作都是针对常规封隔器的工作力学等性能的研究，与油田、地热、co2地质封存等深地工程复杂环境中使用的封隔器封座封后井下设备的工作性能与封隔器的工作性能研究还存在一定的差距。国内也没有机构针对co2地质封存等过程中遇见的多相流体环境下封隔器及其他井下设备的工作性能进行测试的装置；为填补这一空白，并实现对特定环境下工作的封隔器的综合性能测试及优化结构设计，研制开发更好的co2地质封存及其他特殊领域中应用的特殊井下封隔器，必须开发一种特殊井下封隔器及井下设备性能测试与试验装置及方法。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是在于提供了一种特殊井下封隔器性能试验方法，方法易行，操作简便，通过集成的平台可实现远程操控阀门及各零部件的工作。

本发明的另一个目的是在于提供了一种封隔器及井下设备性能测试与深地环境试验装置，用于co2地质封存、油气开采、能源地下储存、深部开采、深地工程等特殊的地质环境中井下设备长期运行可靠性的测试。通过不同介质的混合，真实再现封隔器座封后套管上下段不同复杂流体实际情况，加上压力和温度的精确控制，实现对复杂地层条件的精确模拟。可实现深地环境(如温度、压力、流体成分、酸碱值等)的高精度控制，并实现长期高可靠性与耐久性的试验；同时可在不扰动套管内的流体成分与试验条件下实现取样。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

本发明的技术构思是：通过对实验装置内的温度、压力、酸碱值及设备接触的介质等的调节，对实验装置内的设备进行加压、稳压、卸压以及强化实验来测试设备表面特征点在不同环境及不同外载作用下的应力、应变大小、分布规律及抗腐蚀、耐高温的性能和长期工作稳定性，提供一种复杂环境下的井下封隔器性能试验方法及装置。

一种环境下的井下设备性能试验方法(以涉及井下特殊封隔器系统实验方法为例)，其步骤是：

1、在封隔器胶筒位置处安装好胶筒应力检测装置；封隔器下接封隔器堵头、上接中心管接头，下入实验容器中；实验容器上下分别接容器上接头和容器下接头；容器中心管加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的封隔器中心管接口管路；容器下部环空加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的下部环空接口管路；容器上部环空加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的上部环空接口管路；将实验容器中的循环进气口与循环空气枷锁用管路连接，循环出气口与循环；在容器下部环空加压孔相应位置处安装好下部环空信号采集系统，在容器上部环空信号接入孔相应位置处安装好上部环空信号采集系统。

2、开启低压空气驱动空气系统：开启空气压缩机，将空气增压后存储到储气罐，储气罐内空气经压缩到1mpa的压力；然后打开驱动空气连通系统控制球阀，低压空气进入盐水混合液及co2加压系统的低压空气接口管路，为盐水混合液及co2加压系统中的每个气动控制阀提供驱动空气。

3、启动计算机自动控制系统，该系统主要功能是能集成系统中所有采集的信号通过计算机反馈控制来达到远程控制各种设备的启停及泵阀的开启与闭合。

4、启动实验过程监视系统，该系统的主要功能是监视并记录实验过程中各种设备及管路的运行情况，第一时间能观测到实验工程中产生的突发状况等。

5、保持盐水混合液及co2加压系统中其他阀门闭合，打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀，盐水混合液经盐水混合液过滤器过滤后进入盐水混合液质量流量计，开启封隔器中心管加压气动控制阀，盐水混合液经过封隔器中心管路压力表后进入封隔器中心管；控制盐水混合液加压泵，以设定值(如：2mpa)为步长，缓慢加压至实验需求的压力值(≤45mpa)，坐封封隔器；通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力变化；

6、关闭封隔器中心管加压气动控制阀，保持封隔器中心管压力恒定；打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压，待盐水混合液质量达到实验需求的量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置、盐水混合液连通气动控制阀；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，开启co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开下部环空加压气动阀控制装置，控制co2专用加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压至比实验需求的压力值低1mpa左右；关闭下部环空加压气动阀控制装置、co2连通气动控制阀、启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路精确加压到实验需求的压力值(≤45mpa)，然后打开下部环空加压气动阀控制装置，控制co2计量泵对封隔器下部环空加压到实验需求的压力值，保持压力恒定5-10min，信号采集系统采集该过程中胶筒表面特征点的应力变化及数据；完成后关闭下部环空加压气动阀控制装置、co2计量泵连通管路气动控制阀，打开下部环空泄压气动控制阀，缓慢卸去下部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭下部环空泄压气动控制阀；

7、保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压，待盐水混合液质量到达实验需求的量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，打开co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开上部环空加压气动控制阀，控制co2专用加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压到比实验需求的压力值低1mpa左右；关闭上部环空加压气动控制阀、co2连通气动控制阀、启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路加压到比实验需求的压力值低1mpa左右，然后打开上部环空加压气动控制阀，精确控制co2计量泵对上部环空加压到实验需求的压力值(≤45mpa)，保持压力恒定5-10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭上部环空加压气动控制阀、co2计量泵连通管路气动控制阀，打开上部环空泄压气动控制阀，缓慢卸去上部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭上部环空泄压气动控制阀；

8、保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压，待盐水混合液计量到一定质量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置；然后打开上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压，待盐水混合液质量达到实验需求的量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，打开co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制co2专用加压泵，以设定值(如2mpa)为步长，缓慢加压到比实验需求的压力值低1mpa左右；关闭下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀、co2连通气动控制阀；启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路加压到比实验需求的压力值低1mpa左右，然后打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制co2计量泵对上部环空加压到实验需求的压力值；启动容器加热装置和循环空气压缩机，保持低压排气球阀、低压进气球阀关闭，打开循环进去球阀，控制容器加热装置对容器缓慢加热到实验需求的温度值；保持加热过程中容器内压力恒定；加热完成后保持容器内压力、温度、ph值恒定7－9小时，信号采集系统通过封隔器应力检测装置每5分钟测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次；

9、保持封隔器中心管压力恒定；关闭容器加热装置，打开低压排气球阀、低压进气球阀，循环空气压缩机对容器进行循环空气降温至室温(20－25℃)；待容器内温度下降至室温(20－25℃)后，打开上部环空泄压气动控制阀装置和下部环空泄压气动控制阀,缓慢卸去上、下部环空压力，于大气压相同；打开封隔器中心管泄压气动控制阀，缓慢卸去中心管压力；泄压过程中使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置每0.5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次直到泄压完成；实验废液进入废液回收箱。

10、起出封隔器，所有管路接入清水，冲洗所有泵阀等部件。

通过上述技术措施：对封隔器进行了加压、稳压、卸压以及强化实验来测试封隔器表面特征点在不同环境及不同外载作用下的应力、应变大小、分布规律及抗腐蚀、耐高温的性能。通过高精度计量泵的控制，为实验提供了一个更精确的实验环境；同时也可通过进一步加强载荷和提供了更加恶劣的实验环境，来预测其在实际工程中的长期的稳定性和可靠性。

一种井下设备性能试验装置，由盐水混合液及co2加压系统；实验容器系统；循环加热系统；低压驱动空气系统；计算机自动控制系统；实验过程监视系统组成。其连接关系是：在盐水混合液及co2加压系统中的封隔器中心管加压气动控制阀装置、下部环空加压气动控制阀装置分别与实验容器系统中的实验容器装置相连，在盐水混合液及co2加压系统中的封隔器中心管泄压气动控制阀装置与低压驱动空气系统中的球阀相连，实验容器系统中的实验容器装置分别与循环加热系统中的循环进气球阀、循环空气压缩机相连。

盐水混合液及co2加压系统它由co2储气瓶、co2输出控制球阀、co2专用加压泵、co2过滤器、co2连通气动控制阀、co2质量流量计、封隔器中心管加压气动控制阀、盐水混合液介质箱、盐水混合液输出控制球阀、盐水混合液加压泵、盐水混合液过滤器、盐水混合液连通气动控制阀、盐水混合液质量流量计、下部环空加压气动控制阀、下部环空管路压力表、下部环空管路安全阀、盐水混合液计量泵、co2计量泵连通管路气动控制阀、co2计量泵、co2计量泵连通管路气动控制阀、上部环空加压气动控制阀、上部环空管路压力表、上部环空管路安全阀、上部环空泄压气动控制阀、下部环空泄压气动控制阀、封隔器中心管路压力表、封隔器中心管泄压气动控制阀、废液回收箱、废液回收箱放空控制球阀组成，其连接关系是：低压驱动空气接口与低压驱动空气系统中的驱动系统接口连接；上部环空接口与实验容器装置与上部环空加压孔连接；下部环空接口与实验容器装置的下部环空加压孔连接；封隔器中心管接口与实验容器装置的中心管加压孔连接；co2储气瓶连接co2输出控制球阀，再连接co2专用加压泵，然后依次连接co2过滤器、co2连通气动控制阀装置、co2质量流量计、封隔器中心管加压气动控制阀、封隔器中心管路压力表，最后连接到封隔器中心管接口；盐水混合液介质箱连接盐水混合液输出控制球阀后接入盐水混合液加压泵，然后依次连接好盐水混合液过滤器、盐水混合液连通气动控制阀、盐水混合液质量流量计、下部环空加压气动控制阀、下部环空管路压力表、下部环空管路安全阀，最后连接到下部环空接口；盐水混合液计量泵连接co2计量泵连通管路气动控制阀后接入管路盐水混合液加压泵与然后依次连接盐水混合液过滤器之间；co2计量泵、co2计量泵连通管路气动控制阀装置依次连接上部环空加压气动控制阀、上部环空管路压力表、上部环空管路安全阀，最后连接上部环空接口；将co2质量流量计、封隔器中心管加压气动控制阀之间与盐水混合液质量流量计、下部环空加压气动控制阀之间与co2计量泵连通管路气动控制阀、上部环空加压气动控制阀之间的管路连接起来；上部环空加压气动控制阀、上部环空管路压力表之间连通另外一条管路后接入上部环空泄压气动控制阀，最后管路输出接到废液回收箱；下部环空加压气动控制阀、下部环空管路压力表之间连通另外一条管路后接入下部环空泄压气动控制阀，最后管路输出接到废液回收箱；封隔器中心管加压气动控制阀、封隔器中心管路压力表之间连通另外一条管路后接入封隔器中心管泄压气动控制阀，最后管路输出接到废液回收箱；废液回收箱与废液回收箱放空控制球阀相连，废液回收箱接出到废液回收箱放空控制球阀。管路中的各个气动控制阀主要是由高压气动阀连接驱动空气及相关的控制电磁阀组成，电磁阀的控制终端连接到计算机自动控制系统，通过计算机终端直接控制各个气动控制阀装置的开启与闭合。

实验容器装置由上部环空信号采集系统、上部环空取样系统、实验容器装置、下部环空信号采集系统、下部环空取样系统、容器下接头、下部环空加压孔、循环进气口、容器保温层、容器加热装置、容器装置、中心管接头、容器上接头、中心管加压孔、上部环空加压孔、上部环空信号接入孔、循环出气口、封隔器装置、胶筒、胶筒应力检测装置、封隔器堵头、下部环空信号接入孔组成：其主要功能是为置入实验封隔器，并为置入的封隔器提供高压、高温、特定ph值的环境。上部环空信号采集系统与下部环空信号采集系统相接，其主要功能是采集管路及容器等各个位置的压力、温度和ph值信号并传输到信号采集终端计算机控制系统。上部环空信号采集系统和下部环空信号采集系统中主要包括了温度测量范围为0-150℃的插入式温度传感器、专用压力测量范围为0-50mpa的高精度压力传感器和相应的ph值传感器及其附件等组成。其连接关系是：实验容器中的容器分别连接容器下接头、上接容器上接头、中心管接头和封隔器，封隔器连接封隔器堵头；容器外层与容器加热和容器保温层相连；下部环空加压孔连接盐水混合液及co2加压系统中的下部环空接口，上部环空加压孔连接盐水混合液及co2加压系统中的上部环空接口，中心管加压孔连接盐水混合液及co2加压系统中的封隔器中心管接口；上部环空信号采集接入孔接口接入上部环空信号采集系统；下部环空信号采集接入孔接口接入下部环空信号采集系统；循环进气口和循环出气口分别连接循环空气压缩机和循环进气球阀。胶筒应力检测装置：其主要功能是检测实验过程中胶筒表面特征点的应力数据；主要包括应变式应力检测传感器及信号传输装置。其检测信号接出到计算机自动控制系统。

循环加热系统由循环空气压缩机、低压进气阀门、低压排气阀门、循环进气阀门组成，其连接关系是：低压进气阀门与循环进气阀门相连，循环空气压缩机分别连接低压排气球阀、低压进气球阀、循环进气球阀后与实验容器装置中的循环进气口和循环出气口连接。

低压驱动空气系统它由空气压缩机依次连接储气罐、安全阀、空气过滤器、压力表和球阀组成，其主要功能是为整个系统提供洁净的低压驱动空气，能通过计算机控制驱动空气的流通来打开和闭合各个气控阀装置来实现自动控制。其连接关系是：空气压缩机依次连接储气罐、安全阀、空气过滤器、压力表和球阀；然后进入驱动系统接口。

计算机自动控制系统：其主要由dell电脑、多功能数据采集卡、西门子plc及其他基本电气元件组成，其中多功能数据采集卡用于数据的存储，dell电脑、西门子plc和其他基本电气元件共同实现对整个系统的远程控制。

实验过程监视系统：主要由sony球型摄像机、硬盘录像机、三星119寸宽屏高清液晶显示器经专用线路连接组成。其连接关系是：sony球型摄像机合理分布安装在放置实验设备的房间里，通过专用线路分别与控制室里的硬盘录像机连接和显示器连接，共同组成实验过程监视系统。

通过上述连接，实现了对不同介质精确的混合，达到设定的条件，包括温度，压力，以及流体的成分，实现了精确的模拟地层复杂条件，为实验提供了基础。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

通过对实验装置注入特定的介质并加压、稳压和卸压以及改变容器内的温度、酸碱值、矿化度等各种水质条件来测试封隔器等井下设备的特征点在不同外载及不同环境作用下的应力、应变大小、分布规律；(2)测试封隔器等井下设备在特性环境下的抗腐蚀、耐高温的性能及长期的变化规律；(3)本发明可模拟各种复杂的地层环境，且实现的精度高，能满足高精度实验的要求，工作安全可靠，长期稳定性好。

附图说明

图1为一种井下封隔器性能试验装置结构示意图。

图2为一种井下封隔器性能试验装置中实验容器装置示意图。

图3为一种中心管的压力曲线。

图4为一种下腔耐压曲线。

图5为一种井下封隔器性能试验装置照片。

图3为封隔器坐封时中心管内部的压力曲线，从图中可以看出在加压到10mpa左右时突然产生压力降，这是由于当压力达到10mpa左右时，封隔器的坐封剪钉被剪断，活塞推动压缩胶筒，开始进行坐封动作。当中心管压力达到23.5mpa左右，封隔器胶筒压缩值最小值，卡瓦张开卡紧套管壁，实现封隔器坐封，然后内活塞的锁紧机构锁紧，坐封过程完成。稳压20分钟，中心管无压力降，表明中心管密封良好。当卸去中心管压力后，封隔器依靠内活塞的缩进机构锁紧，封隔器不会解封。

图4为封隔器坐封后对封隔器下腔进行的耐压实验。封隔器坐封后对封隔器下腔加压到17mpa，稳压15分钟观察压力降情况。图中3条不同的曲线反映了反复3次对下腔加压和泄压的实验，从曲线可以看出当封隔器下腔加压到17mpa后没有出现压力降的情况，反映了封隔器坐封后密封功能和卡瓦的卡紧功能良好。通过上述实验，说明封隔器能有效的在设计压力下完成坐封、密封和解封动作。

其中：

1－盐水混合液及co2加压系统、2－实验容器系统、3－循环加热系统、4－低压驱动空气系统；其中：1－盐水混合液及co2加压系统中：1-1－co2储气瓶(普通)、1-2－co2输出控制球阀(普通)、1-3－co2专用加压泵(普通)、1-4－co2过滤器(普通)、1-5－co2连通气动控制阀(普通)、1-6－co2质量流量计、1-7－封隔器中心管加压气动控制阀(普通)、1-8－盐水混合液介质箱、1-9－盐水混合液输出控制球阀(普通)、1-10－盐水混合液加压泵(普通)、1-11－盐水混合液过滤器(普通)、1-12－盐水混合液连通气动控制阀(普通)、1-13－盐水混合液质量流量计(普通)、1-14－下部环空加压气动控制阀(普通)、1-15－下部环空管路压力表(普通)、1-16－下部环空管路安全阀(普通)、1-17－盐水混合液计量泵(普通)、1-18－co2计量泵连通管路气动控制阀(普通)、1-19－co2计量泵、1-20－co2计量泵连通管路气动控制阀(普通)、1-21－上部环空加压气动控制阀(普通)、1-22－上部环空管路压力表(普通)、1-23－上部环空管路安全阀(普通)、1-24－上部环空泄压气动控制阀(普通)、1-25－下部环空泄压气动控制阀(普通)、1-26－封隔器中心管路压力表(普通)、1-27－封隔器中心管泄压气动控制阀(普通)、1-28－废液回收箱、1-29－废液回收箱放空控制球阀(普通)；2－实验容器系统中：2-1－上部环空信号采集系统、2-2－上部环空取样系统、2-3－实验容器装置、2-4－下部环空信号采集系统、2-5－下部环空取样系统、2-3-1－容器下接头、2-3-2－下部环空加压孔、2-3-3－循环进气口、2-3-4－容器保温层、2-3-5－容器加热装置、2-3-6－容器装置、2-3-7－中心管接头、2-3-8－容器上接头、2-3-9－中心管加压孔、2-3-10－上部环空加压孔、2-3-11－上部环空信号接入孔、2-3-12－循环出气口、2-3-13－封隔器、2-3-14－胶筒、2-3-15－胶筒应力检测装置、2-3-16－封隔器堵头、2-3-17－下部环空信号接入孔；3－循环加热系统中、3-1－循环空气压缩机(普通)、3-2－低压进气阀门(普通)、3-3－低压排气阀门(普通)、3-4－循环进气阀门(普通)；4－低压驱动空气系统中：4-1－空气压缩机(型号为w-0.9/7)、4-2－储气罐(普通)、4-3－安全阀(普通)、4-4－空气干燥过滤器(普通)、4-5－低压空气管路压力表(普通)、4-6－驱动空气连通系统控制球阀(普通)。

上述所有部件均能从市场上购置。

具体实施方式

实施例1：

一种井下封隔器性能试验方法，其步骤是：

1、在封隔器胶筒位置处安装好胶筒应力检测装置；封隔器连接封隔器堵头、上接中心管接头，下入实验容器中；实验容器上下分别接容器上接头和容器下接头；容器中心管加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的封隔器中心管接口管路；容器下部环空加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的下部环空接口管路；容器上部环空加压孔接入盐水混合液及co2加压系统中的上部环空接口管路；将实验容器中的循环进气口与循环空气枷锁用管路连接，循环出气口与循环；在容器下部环空加压孔相应位置处安装好下部环空信号采集系统，在容器上部环空信号接入孔相应位置处安装好上部环空信号采集系统。

2、开启低压空气驱动空气系统：开启空气压缩机，将空气增压后存储到储气罐，储气罐内空气经压缩到1mpa的压力；然后打开驱动空气连通系统控制球阀，低压空气进入盐水混合液及co2加压系统的低压空气接口管路，为盐水混合液及co2加压系统中的每个气动控制阀提供驱动空气。

3、启动计算机自动控制系统，该系统主要功能是能集成系统中所有采集的信号通过计算机反馈控制来达到远程控制各种设备的启停及泵阀的开启与闭合。

4、启动实验过程监视系统，该系统的主要功能是监视实验过程中各种设备及管路的运行情况，第一时间能观测到实验工程中产生的突发状况等。

5、保持盐水混合液及co2加压系统中其他阀门闭合，打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀，盐水混合液经盐水混合液过滤器过滤后进入盐水混合液质量流量计，开启封隔器中心管加压气动控制阀，盐水混合液经过封隔器中心管路压力表后进入封隔器中心管；控制盐水混合液加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压到25mpa，坐封封隔器；使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据；

6、关闭封隔器中心管加压气动控制阀，保持封隔器中心管压力恒定；打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液计量到一定质量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置、盐水混合液连通气动控制阀装置；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，开启co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开下部环空加压气动阀，控制co2专用加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa；关闭下部环空加压气动阀、co2连通气动控制阀、启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路加压到24mpa，然后打开下部环空加压气动阀，控制co2计量泵对封隔器下部环空加压到25mpa，保持压力恒定5-10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭下部环空加压气动阀、co2计量泵连通管路气动控制阀，打开下部环空泄压气动控制阀，缓慢卸去下部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭下部环空泄压气动控制阀；

7、保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液计量到一定质量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，打开co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开上部环空加压气动控制阀，控制co2专用加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa左右；关闭上部环空加压气动控制阀、co2连通气动控制阀、启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路加压到24mpa左右，然后打开上部环空加压气动控制阀，控制co2计量泵对上部环空加压到25mpa，保持压力恒定5-10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭上部环空加压气动控制阀、co2计量泵连通管路气动控制阀，打开上部环空泄压气动控制阀，缓慢卸去上部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭上部环空泄压气动控制阀；

8、保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液质量达到实验需求的量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制；然后打开上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液质量达到实验需求的量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开co2输出控制球阀，启动co2专用加压泵，打开co2连通气动控制阀，co2经co2过滤器后进入co2质量流量计，打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制co2专用加压泵，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa；关闭下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀、co2连通气动控制阀；启动co2计量泵，打开co2计量泵连通管路气动控制阀，控制co2计量泵缓慢对管路加压到24mpa左右，然后打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制co2计量泵对上部环空加压到25mpa；启动容器加热装置和循环空气压缩机，保持低压排气球阀、低压进气球阀关闭，打开循环进去球阀，控制容器加热装置对容器缓慢加热到120℃；保持加热过程中容器内压力恒定；加热完成后保持容器内压力25mpa、温度120℃、ph值恒定7－9小时，信号采集系统通过封隔器应力检测装置每5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次；

9、保持封隔器中心管压力恒定；关闭容器加热装置，打开低压排气球阀、低压进气球阀，循环空气压缩机对容器进行循环空气降至室温；待容器内温度下降至室温后，打开上部环空泄压气动控制阀和下部环空泄压气动控制阀,缓慢卸去上、下部环空压力；打开封隔器中心管泄压气动控制阀，缓慢卸去中心管压力；泄压过程中使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置每0.5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次直到泄压完成；实验废液进入废液回收箱。

10、起出封隔器，所有管路接入清水，冲洗所有泵阀等部件。

通过以上实验，在温度、压力、酸碱值及设备接触的介质等的精确控制下，模拟复杂地层环境的条件，对实验装置内的设备进行加压、稳压、卸压以及强化实验来测试设备表面特征点在不同环境及不同外载作用下的应力、应变大小、分布规律及抗腐蚀、耐高温的性能和长期工作稳定性。

实施例2：

一种井下设备性能试验装置，由盐水混合液及co2加压系统1、实验容器系统2、循环加热系统3、低压驱动空气系统4、计算机自动控制系统、5实验过程监视系统组成。其连接关系是：在盐水混合液及co2加压系统1中的封隔器中心管加压气动控制阀1－7、下部环空加压气动控制阀1-14分别与实验容器系统2中的实验容器2-3相连，在盐水混合液及co2加压系统1中的封隔器中心管泄压气动控制阀1-27与低压驱动空气系统4中的球阀4-6相连，实验容器系统2中的实验容器2-3分别与循环加热系统3中的循环进气球阀3-4、循环空气压缩机3-1相连。

所述的盐水混合液及co2加压系统1中的上部环空信号采集系统2-2、下部环空信号采集系统2-4中的温度测量范围为0-150℃的插入式温度传感器(型号为ejyb-gp-t20-3温度传感器)、专用压力测量范围为0-50mpa(0-50mpa之间的压力都可以)的高精度压力传感器(型号为德国wika)和相应的高温高压ph值传感器(型号为t85p5000玻璃基ph电极)，并将信号线连接并到信号采集终端计算机控制系统。

所述的实验容器装置2-3中装入y444×118-120/25型封隔器。将应变式应力检测传感器及信号传输装置安装到y444×118-120/25型封隔器胶筒的表面，其信号线接出到计算机自动控制系统。

所述的低压空气驱动空气系统4：开启空气压缩机4-1，将空气增压后存储到储气罐4-2，储气罐内空气经压缩到1mpa的压力；然后打开驱动空气连通系统控制球阀4-6，低压空气进入盐水混合液及co2加压系统1的低压空气接口管路，为盐水混合液及co2加压系统中的每个气动控制阀装置提供驱动空气。

所述的计算机自动控制系统，该系统主要功能是能集成系统中所有采集的信号通过计算机反馈控制来达到远程控制各种设备的启停及泵阀的开启与闭合。

启动实验过程监视系统，该系统的主要功能是监视实验过程中各种设备及管路的运行情况，第一时间能观测到实验工程中产生的突发状况等。

计算机自动控制系统、实验过程监视系统采用目前市场成熟的产品，能满足本发明的使用要求即可。

所述的保持盐水混合液及co2加压系统1中所有闭合，打开盐水混合液输出控制球阀1-9，启动盐水混合液加压泵1-10，打开盐水混合液连通气动控制阀装置1-12，盐水混合液经盐水混合液过滤器1-11过滤后进入盐水混合液质量流量计1-13，开启封隔器中心管加压气动控制阀装置1-7，盐水混合液经过封隔器中心管路压力表1-26后进入封隔器中心管；控制盐水混合液加压泵1-10，以2mpa为步长，缓慢加压到25mpa，坐封封隔器装置3-13；使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置2-3-15测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据；

所述的关闭中心管加压气动控制阀装置1-7，保持封隔器中心管压力恒定；打开下部环空加压气动控制阀装置1-14，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵1-10，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液1-13计量到一定质量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置1-14、盐水混合液连通气动控制阀装置1-12；打开co2输出控制球阀1-2，启动co2专用加压泵1-3，开启co2连通气动控制阀装置1-5，co2经co2过滤干燥器1-6后进入co2质量流量计1-16，打开下部环空加压气动阀控制装置1-14，控制co2专用加压泵1-3，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa左右；关闭下部环空加压气动阀控制装置1-14、co2连通气动控制阀装置1-5、启动co2计量泵1-19，打开co2计量泵连通管路气动控制阀装置1-20，控制co2计量泵1-19缓慢对管路加压到24mpa左右，然后打开下部环空加压气动阀控制装置1-14，控制co2计量泵1-19对封隔器下部环空加压到25mpa，保持压力恒定5-10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置3-15测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭下部环空加压气动阀控制装置1-14、co2计量泵连通管路气动控制阀装置1-20，打开下部环空泄压气动控制阀装置1-25，缓慢卸去下部环空压力，实验废液进入废液回收箱1-28，泄压完成后关闭下部环空泄压气动控制阀装置1-25；

所述的保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀1-9，启动盐水混合液加压泵1-10，打开盐水混合液连通气动控制阀装置1-12、上部环空加压气动控制阀装置1-21，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵1-10，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液1-13计量到一定质量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀装置1-21、盐水混合液连通气动控制阀装置1-12；打开co2输出控制球阀1-2，启动co2专用加压泵1-3，打开co2连通气动控制阀装置1-5，co2经co2过滤干燥器1-6后进入co2质量流量计1-16，打开上部环空加压气动控制阀装置1-21，控制co2专用加压泵1-3，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa左右；关闭上部环空加压气动控制阀装置1-21、co2连通气动控制阀装置1-5、启动co2计量泵1-19，打开co2计量泵连通管路气动控制阀装置1-20，控制co2计量泵1-19缓慢对管路加压到24mpa左右，然后打开上部环空加压气动控制阀装置1-21，控制co2计量泵1-19对上部环空加压到25mpa，保持压力恒定5-10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置3-15测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭上部环空加压气动控制阀装置1-21、co2计量泵连通管路气动控制阀装置1-20，打开上部环空泄压气动控制阀装置1-24，缓慢卸去上部环空压力，实验废液进入废液回收箱1-28，泄压完成后关闭上部环空泄压气动控制阀装置1-24；

所述的保持封隔器中心管压力恒定；打开盐水混合液输出控制球阀1-9，启动盐水混合液加压泵1-10，打开盐水混合液连通气动控制阀装置1-12、打开下部环空加压气动控制阀装置1-14，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵1-10，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液1-13计量到一定质量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置1-14；然后打开上部环空加压气动控制阀装置1-21，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵1-10，以2mpa为步长，缓慢加压，待盐水混合液1-13计量到一定质量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀装置1-21、盐水混合液连通气动控制阀装置1-12；打开co2输出控制球阀1-2，启动co2专用加压泵1-3，打开co2连通气动控制阀装置1-5，co2经co2过滤干燥器1-6后进入co2质量流量计1-16，打开下部环空加压气动控制阀装置1-14和上部环空加压气动控制阀装置1-21，控制co2专用加压泵1-3，以2mpa为步长，缓慢加压到24mpa左右；关闭下部环空加压气动控制阀装置1-14和上部环空加压气动控制阀装置1-21、co2连通气动控制阀装置1-5；启动co2计量泵1-19，打开co2计量泵连通管路气动控制阀装置1-20，控制co2计量泵1-19缓慢对管路加压到24mpa，然后打开下部环空加压气动控制阀装置1-14和上部环空加压气动控制阀装置1-21，控制co2计量泵1-19对上部环空加压到25mpa；启动容器加热装置2-3-5和循环空气压缩机3-1，保持低压排气球阀3-3、低压进气球阀3-2关闭，打开循环进去球阀3-4，控制容器加热装置2-3-5对容器缓慢加热到120℃；保持加热过程中容器内压力恒定；加热完成后保持容器内压力、温度、ph值恒定8小时，信号采集系统通过封隔器应力检测装置2-3-15每5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次；

所述的保持封隔器中心管压力恒定；关闭容器加热装置2-3-5，打开保持低压排气球阀3-3、低压进气球阀3-2，循环空气压缩机3-1对容器进行循环冷空气降温；待容器内温度下降至室温后，打开上部环空泄压气动控制阀装置1-24和下部环空泄压气动控制阀装置1-25,缓慢卸去上、下部环空压力；打开封隔器中心管泄压气动控制阀装置1-27，缓慢卸去中心管压力；泄压过程中使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置3-15每0.5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次直到泄压完成；实验废液进入废液回收箱1-28。

所述的实验容器装置2-3如图2所示，从上至下依次为上部环空加压孔2-3-10、中心管加压孔2-3-9、容器上接头2-3-8、中心管接头2-3-7、容器装置2-3-6、封隔器2-3-13、封隔器上的胶筒2-3-14、胶筒应力检测装置2-3-15、封隔器堵头2-3-16、下部环空信号接入孔2-3-17、下部环空加压孔2-3-2、容器下接头2-3-1共同组成实验容器装置2-3。实验容器装置2-3与连接盐水混合液及co2加压系统1中的下部环空接口，上部环空加压孔2-3-10连接盐水混合液及co2加压系统1中的上部环空接口，中心管加压孔2-3-9连接盐水混合液及co2加压系统1中的封隔器中心管接口；上部环空信号采集接入孔2-3-11接口接入上部环空信号采集系统2-1；下部环空信号采集接入孔2-3-17接口接入下部环空信号采集系统2-4；循环进气口3-3和循环出气口3-4分别连接循环空气压缩机3-1和循环进气球阀3-4。

所述的容器装置2-3-6如图2所示，采用超级13cr加工而成的圆筒形，上、下两端分别连接上部环空加压孔2-3-10、中心管加压孔2-3-9、容器上接头2-3-8、中心管接头2-3-7和下部环空信号接入孔2-3-17、下部环空加压孔2-3-2、容器下接2-3-1构成容器装置2-3-6。

所述的容器加热装置2-3-4如图2所示，包裹于实验容器装置2-3-6外面的一层石棉保温材料，实现对实验容器装置2-3的保温，从而达到温度控制的目的。

所述的胶筒应力检测装置，采用应力片测量，将应变片与物体相连接，比如502胶水。当胶筒受外力变形时，应力片也随之变形，应力片的电阻值会产生相应的变化。通过应变片生产厂商标明的应变片系数可将测量得到的电阻变化量转换成实际应变值。实现对胶筒应力的检测。

所述的出y444×118-120/25型封隔器。所有管路接入清水，冲洗所有泵阀等部件。

有关实验数据请见图3、图4：图3为实验过程中中心管的压力曲线，是将实验中中心管的压力值记录并绘制的曲线；图4为实验过程中下腔耐压曲线，是将实验中下腔的压力值记录并绘制的曲线。