测试扩张式封隔器座封压差的试验装置及试验方法与流程

本发明属于油气田勘探开发，具体涉及一种测试扩张式封隔器座封压差的试验装置。本发明还涉及一种测试扩张式封隔器座封压差的试验方法。

背景技术：

1、扩张式封隔器具有工具结构简单、使用方便等技术优势，在油气井压裂、酸化等井下措施中广泛应用。扩张式封隔器需要在一定的内外压差下座封，现场施工过程中通常是利用液体流过节流咀时产生的节流压差使扩张式封隔器座封。

2、使用扩张式封隔器进行施工，选择同扩张式封隔器及工艺参数匹配的节流咀是设计的关键环节之一，选择的节流咀过大无法产生足够的节流压差使扩张式封隔器座封，实施层(段)间隔离，而选择的节流咀过小会导致施工压力高无法满足工艺需求。目前，确定扩张式封隔器的座封压差都是在常压下进行测试的，根据该测试结果确定节流咀大小。但是在现场施工中发现部分扩张式封隔器在井下存在无法座封的现象，其主要原因是扩张式封隔器在井下座封时，周围存在围压，其座封压差随着围压的变化而变化，在常压下进行测试的结果无法准确的指导现场实施。因此，需要模拟扩张式封隔器在井下工作的实际工况，测试其在围压状态下的座封压差，为后续设计及关键工具的选择提供更为可靠的依据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，解决了现有确定扩张式封隔器的座封压差在常压下测试，测试结果无法准确的指导现场实施，导致根据测试结果进行设计，现场施工中部分扩张式封隔器在井下存在无法座封的问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种测试扩张式封隔器座封压差的试验方法。

3、本发明所采用的第一种技术方案是：测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，包括一端开口的模拟套管，模拟套管的开口端内密封有多功能堵头，模拟套管内相对多功能堵头一端通过弹簧连接有活塞，模拟套管的侧壁上开设有进液孔、靠近多功能堵头的泄压孔和靠近活塞的压力计装配孔。

4、本发明第一种技术方案的特点还在于，

5、多功能堵头位于模拟套管内的一端通过公扣连接扩张式封隔器，多功能堵头上向内开设有连通至扩张式封隔器中心管的打压孔。

6、泄压孔位于扩张式封隔器胶筒与多功能堵头之间的位置，压力计装配孔位于扩张式封隔器胶筒与活塞之间的位置。

7、扩张式封隔器中心管相对多功能堵头的一端密封有堵头。

8、压力计装配孔内设置有压力计。

9、本发明所采用的第二种技术方案是：测试扩张式封隔器座封压差的试验方法，采用上述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，试验方法包括以下步骤：

10、步骤1、将扩张式封隔器通过公扣同多功能堵头连接使多功能堵头上的打压孔连通至扩张式封隔器中心管，同时使用堵头封堵扩张式封隔器中心管另一端；

11、步骤2、将多功能堵头装配至模拟套管内，并在压力计装配孔处装配压力计；

12、步骤3、从进液孔注入液体，使模拟套管内的空气从泄压孔排出，当泄压孔开始出液后关闭泄压孔；

13、步骤4、继续从进液孔注入液体，使扩张式封隔器处于预先设定围压中；

14、步骤5、从多功能堵头的打压孔处打压，观察压力计压力变化，如果压力计压力开始增加，则扩张式封隔器开始扩张坐封，当压力计记录的压力值为p时，打开泄压孔，观察压力变化，如压力计压力不变则证明扩张式封隔器已座封，p与预先设定围压的差值即为扩张式封隔器在预先设定围压下的座封压差。

15、本发明第二种技术方案的特点还在于，

16、步骤5具体为：从多功能堵头的打压孔处打压，观察压力计压力变化，如果压力计压力开始增加，则扩张式封隔器开始扩张坐封，当压力计记录的压力值为p-时，打开泄压孔，如压力计归零，则将扩张式封隔器内压力也泄掉；重复步骤3至步骤5，每次在压力p-的基础上多提高1mpa，直至打开泄压孔时压力计压力不变，则此时的压力值p与预先设定围压的差值即为扩张式封隔器在预先设定围压下的座封压差。

17、本发明的有益效果是：本发明的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置及试验方法，使扩张式封隔器处于预先设定的围压中，然后给扩张式封隔器打压，模拟扩张式封隔器在井下工作的实际工况，测试其在围压状态下的座封压差。该试验装置及方法结构简单、可操作性高、测试结果准确，为使用扩张式封隔器的施工设计及关键工具的选择提供更为可靠的依据。

技术特征：

1.测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，其特征在于，包括一端开口的模拟套管(1)，模拟套管(1)的开口端内密封有多功能堵头(2)，模拟套管(1)内相对多功能堵头(2)一端通过弹簧(7)连接有活塞(6)，模拟套管(1)的侧壁上开设有进液孔(3)、靠近多功能堵头(2)的泄压孔(4)和靠近活塞(6)的压力计装配孔(5)。

2.如权利要求1所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，其特征在于，所述多功能堵头(2)位于模拟套管(1)内的一端通过公扣连接扩张式封隔器(8)，多功能堵头(2)上向内开设有连通至扩张式封隔器(8)中心管的打压孔。

3.如权利要求2所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，其特征在于，所述泄压孔(4)位于扩张式封隔器(8)胶筒与多功能堵头(2)之间的位置，压力计装配孔(5)位于扩张式封隔器(8)胶筒与活塞(6)之间的位置。

4.如权利要求2所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，其特征在于，所述扩张式封隔器(8)中心管相对多功能堵头(2)的一端密封有堵头(9)。

5.如权利要求1所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，其特征在于，所述压力计装配孔(5)内设置有压力计。

6.测试扩张式封隔器座封压差的试验方法，其特征在于，采用权利要求1所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置，试验方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的测试扩张式封隔器座封压差的试验方法，其特征在于，所述步骤5具体为：从多功能堵头(2)的打压孔处打压，观察压力计压力变化，如果压力计压力开始增加，则扩张式封隔器(8)开始扩张坐封，当压力计记录的压力值为p-时，打开泄压孔(4)，如压力计归零，则将扩张式封隔器(8)内压力也泄掉；重复步骤3至步骤5，每次在压力p-的基础上多提高1mpa，直至打开泄压孔(4)时压力计压力不变，则此时的压力值p与预先设定围压的差值即为扩张式封隔器(8)在预先设定围压下的座封压差。

技术总结
本发明公开的测试扩张式封隔器座封压差的试验装置及试验方法，试验装置由模拟套管、多功能堵头、进液孔、泄压孔、压力计装配孔、活塞和弹簧组成，将扩张式封隔器装配在试验装置中，从活塞的上部模拟套管进液孔注入液体，使扩张式封隔器处于预先设定的围压中，然后给扩张式封隔器打压，测试其在围压状态下的座封压差。该试验装置及方法结构简单、可操作性高、测试结果准确，可以为扩张式封隔器的座封压差设计提供准确的依据。

技术研发人员：蒙鑫,任勇,桂捷,薛小佳,李立标,白晓虎,冯长青,刘忠能,王在强,赵敏琦
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11