一种可溶桥塞高温溶解测试装置及其操作方法与流程

本发明属于石油，具体地说，属于水平井井下封隔器或压裂桥塞，涉及一种可溶桥塞高温溶解测试装置及其操作方法。

背景技术：

1、非常规油气(如页岩气、致密油、致密气)开发普遍采用压裂方式，主要压裂施工工艺为桥塞-射孔联作压裂工艺。可溶桥塞是水平井分段压裂施工工艺的核心工具，与可钻桥塞相比，无须下钻具钻磨作业，能够提高作业效率，简化压裂工艺，在降低井下事故复杂、综合成本低等方面存在着天然的技术优势，所以得到越来越广泛的推广应用，密封能力与溶解时间是评价可溶桥塞可靠性的两个关键指标，所以针对这两个指标必须开展相关研究与试验验证以保证产品入井的可靠性，减小作业风险。

2、现有技术中亟需一种可溶桥塞高温溶解测试装置及其操作方法。

技术实现思路

1、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，目前常用的可溶桥塞溶解测试方法难以完全模拟井下实际作业环境，比如有些可溶桥塞溶解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的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，随着液体挥发介质浓度也相应发生了变化，且现有溶解测试装置的整体自动化程度较低，在溶解测试操作过程中费事费力。

2、本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可溶桥塞高温溶解测试装置及其操作方法，可以将放置在其中的可溶桥塞溶解，并可通过外界加温进行高温测试，承受因高温溶解产生气体积聚而形成的高温高压环境。本发明能够模拟可溶桥塞在要求工况下的溶解性能，为判断溶解速度是否合适，选材是否合理提供试验依据。

3、本发明的实施例是这样实现的：

4、一方面，本发明的实施例提供了一种可溶桥塞高温溶解测试装置，主要包括：底部支撑单元、本体承压单元、可溶桥塞固定单元、顶部连接单元、自动开盖单元、安全压力监测单元、加温单元及溶液自动补偿单元。所述底部支撑单元为整个溶解装置提供稳定的支撑结构及下端密封；本体承压单元提供测试件及溶液的放置空间，并承受溶解后由于气体产生而造成的内部密封空间压力的升高；可溶桥塞固定单元内置在本体承压单元内，将用于测试的可溶桥塞放置在合适位置并加以固定；顶部连接单元为整个装置提供上部的连接及密封结构，自动开盖单元可以在测试完成后实现自动开盖功能，减少劳动强度；安全压力监测单元可以实时监测试验过程中的压力，压力过高时进行泄压以保证试验装置可以安全运行；加温单元通过外部或内部线圈实现温度控制，溶液自动补偿单元可以自动监测溶液液面，当液面过低时自动补偿，减少因人力开盖补液带来的溶解时间损失，提升工作效率。

5、底部支撑单元有底盖，底座板，立柱组成。底盖内侧与本体连接筒连接，中间带有密封机构，底盖下部设有泄流孔及工艺安装孔；底盖外侧与底座板连接，在底座板上安装立柱用于承受整个装置的重量。

6、本体承压单元由底部连接筒及密封组成，本体两端分别与上部连接单元和底盖连接，内侧设有防护涂层，以防止溶解液与气体的腐蚀。

7、可溶桥塞固定单元安装在装置内部，上下设有非金属材料的托盘，中间安装有支撑杆用于固定桥塞。上部托盘上开设有排气孔用于和上部区域进行连通，支撑杆上端连接吊环用于吊装。

8、顶部连接单元主要有法兰、连接件及密封件组成，法兰内侧设有防护涂层，以防止溶解液与气体的腐蚀，并为上部积聚气体提供足够空间。

9、自动开盖单元及安全压力监测单元由顶盖，支撑架，气动油缸，推拉杆，压力表，安全阀等组成，顶盖与法兰采用螺栓连接，侧面设有安装在法兰上的支撑架，支撑架上有顶轴和转轴，转轴上连接有水平支板，水平支板上设有安装孔用于气动油缸与推拉杆的安装，推拉杆与气动油缸主轴都固定在顶盖上。当气动油缸连接气源工作时，顶盖可以被自动提升，并靠转轴带动整个顶盖部分旋转，顶轴上设有限位机构可以对旋转角度进行限制。顶盖上安装压力表与安全阀，高温溶解试验过程中可以实时监测压力，压力过高时可以进行泄压保证整个装置的运行安全。

10、加温单元有加热线圈或加热棒及温度自动控制系统组成。

11、溶液自动补偿单元包括补液通道及液面监测传感器。

12、另一方面，本发明的实施例提供了一种可溶桥塞高温溶解测试装置的操作方法，包括以下步骤：

13、步骤1、首先准备底部支撑单元，为整个溶解装置提供稳定的支撑结构及下端密封。底部支撑单元有底盖，底座板，立柱组成，底盖内侧与本体连接筒连接，中间带有密封机构，底盖下部设有泄流孔及工艺安装孔；底盖外侧与底座板连接，在底座板上安装立柱用于承受整个装置的重量；

14、步骤2、准备本体承压单元，连接在底部支撑单元的上方，为测试件及溶液提供放置空间，并承受溶解后由于气体产生而造成的内部密封空间压力的升高。本体内侧设有防护涂层，以防止溶解液与气体的腐蚀；

15、步骤3、在本体承压单元内安装可溶桥塞固定单元，用于将测试的可溶桥塞放置在合适位置并加以固定；固定单元上下设有非金属材料的托盘，中间安装有支撑杆用于固定桥塞。上部托盘上开设有排气孔用于和上部区域进行连通，支撑杆上端连接吊环用于吊装；

16、步骤4、在本体承压单元上方安装顶部连接单元，顶部连接单元主要有法兰、连接件及密封件组成，为整个装置提供上部的连接及密封结构，法兰内侧设有防护涂层；

17、步骤5、在顶部连接单元上方安装自动开盖单元及安全压力监测单元。该单元由顶盖，支撑架，气动油缸，推拉杆，压力表，安全阀等组成，顶盖与顶部连接单元的法兰采用螺栓连接，侧面设有安装在法兰上的支撑架，支撑架上有顶轴和转轴，转轴上连接水平支板，水平支板上设有安装孔用于气动油缸与推拉杆的安装，推拉杆与气动油缸主轴都固定在顶盖上。当气动油缸连接气源工作时，顶盖可以被自动提升，并靠转轴带动整个顶盖部分旋转，顶轴上设有限位机构可以对旋转角度进行限制。顶盖上安装压力表与安全阀，高温溶解试验过程中实时监测压力，压力过高时进行泄压保证整个装置的运行安全；

18、步骤6、在本体承压单元的外侧安装加温单元，加温单位由加热线圈或加热棒及温度自动控制系统组成，可设置加热温度并进行控制；

19、步骤7、安装溶液自动补偿单元，溶液自动补偿单元包括补液通道及液面监测传感器，补液入口可设置在顶部连接单元的法兰和自动开盖单元的顶盖上，并放置液位传感器，通过外接通道及时补液。

20、本发明实施例的有益效果是：

21、本发明提供了一种可溶桥塞高温溶解测试装置及其操作方法，可承受因高温溶解产生气体积聚而形成的高温高压环境。测试装置与测试液接触区域均提供可靠的表面防护，以防止溶解液与产生气体综合作用下对元件的腐蚀。

22、本发明具有主动开盖系统，可以减小可溶桥塞取出放入过程中的劳动强度。测试过程中有压力监测和泄压功能，可以保证装置安全使用。

23、本发明具有加温单元，可以满足≥100℃高温溶解工况的溶解需求，并且可以做到自动精确的温度控制。

24、本发明的溶解自动补偿单元可以自动监测液面及时补液，保证溶解条件的稳定性，并可进一步减少劳动强度，提升工作效率。