一种暂堵球抗压强度测试装置的制作方法

本技术属于钻井作业实验装置领域，特别是涉及一种暂堵球抗压强度测试装置。

背景技术：

1、目前，随着非常规水平井的增多，低渗致密油气储层投球分层(分段)压裂工艺因其可以在一次施工中压开多层或多段、工艺简单、施工方便等优点，被越来越广泛的应用于施工现场中。而该项工艺的关键即在于可溶性暂堵球，因此，在可溶性暂堵球产品正式应用前，其在井下条件下不同时间内的抗压强度测试显得至关重要，所以有必要提供一种可以模拟井下炮眼的真实温度、压力条件的装置来对暂堵球不同时间内、不同溶解程度下的抗压性能进行测试与评价。而现有的暂堵球抗压强度测试装置普遍难以模拟井下温度条件，也不便于对暂堵球溶解过程中抗压性能随时间的变化做出准确评价。

2、申请公布号为cn111024525a，申请公布日为2020年4月17日的中国发明专利申请公布了一种暂堵球评价装置及以其测试暂堵球封堵性能方法，其中评价装置包括上游至下游顺序连接的储存仓、切断阀、导流室、测试筒和卸压管，之间具有供暂堵球顺序流动的流动通道，测试筒的外周开设有至少一个炮眼，每个炮眼的外端连接有排液管线并在测试筒外周设有温控结构，可模拟井下真实环境，较为直观、客观、准确、可靠的评价暂堵球封堵性能。该装置虽能模拟井下真实压力、温度情况，但其整体结构复杂，不易操作，并且更侧重于评价多个暂堵球对多个炮眼的封堵性能，需要较大排量液体提供压力，排量较小则易使暂堵球脱落无法完成试验，同时该装置在测试过程中使用高温高压状态的热水，具有较大的危险性。

3、因此，授权公告号为cn213658456u，授权公告日为2021年7月9日的中国实用新型专利基于上述申请公布号为cn111024525a的专利申请进行改进，公开了一种暂堵球承压测试压具及其测试系统，其压具包括球座基台，球座基台的一端安装在万能材料试验机的测试基台上，球座基台的另一端连接有球座，其中球座上安装有温度传感器和电加热线圈，且温度传感器通过温控器与电加热线圈相连。该暂堵球承压测试压具可直接安装在万能材料试验机上测试暂堵球承压强度，不采用液体提供压力，因此缺少液体施压环境，无法实现液体施压的球面接触条件，更无法实现随着暂堵球溶解进行持续施压，仅能通过万能材料试验机完成点接触施压，整体结构过于简化，在一定程度上脱离了可溶性暂堵球在模拟井下温度、压力及液体环境下的溶解过程中对其抗压强度在不同时间内进行评价的目的，与实际封堵炮眼的过程不符。

4、因此，有必要提供一种结构简单、便于操作、稳定可靠，同时可模拟井下温度、压力条件与液体环境，以此对单个可溶性暂堵球在溶解过程中抗压性能随时间的变化做出准确评价的暂堵球抗压强度测试装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种暂堵球抗压强度测试装置，以解决现有技术中该类测试装置结构复杂、不便于操作、不够稳定可靠，无法模拟井下温度、压力条件与液体环境的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型所提供的暂堵球抗压强度测试装置的技术方案是：

3、一种暂堵球抗压强度测试装置，包括球座，所述球座配备有施压系统及加热系统，所述施压系统设有液压腔，所述球座位于液压腔内并开设有用于放置待测暂堵球的封堵孔，所述加热系统的对应加热件设于液压腔内部或外侧。

4、有益效果是：本实用新型的改进之处在于通过设置开有封堵孔的球座作为待测暂堵球的夹持部件，然后通过施压系统在密闭的液压腔内对待测暂堵球进行施压，并且通过加热系统对液压腔进行加热，从而实现井下真实工况下的温度、压力条件模拟，以此进一步对单个可溶性暂堵球在溶解过程中抗压性能随时间的变化做出准确评价。该装置仅通过设置在液压腔内的球座即可实现试验进行，所需部件更少，结构更加简单紧凑，并且便于操作，仅需在球座上放置待测暂堵球并进行施压加热即可完成试验的准备工作并可进行后续数据采集，同时安全可靠，测试效率更高。

5、作为进一步地改进，所述球座为立式球座并且底部设有固定座，所述施压系统的出液口位于球座上方。

6、有益效果是：使暂堵球抗压强度测试装置的球座为立式球座并使施压系统的出液口位于球座上方可实现纵向施压，使装置更加贴近井下真实工况，并且便于安装放置，占用平面面积更小，提高空间利用率，同时能够以较小的流体排量实现较好的暂堵球固定效果，便于实验顺利进行，在球座底部设置固定座也可使暂堵球抗压强度测试装置及其球座的稳定性更好。

7、作为进一步地改进，所述液压腔内设有弹性顶推件，用于将待测暂堵球定位在封堵孔上。

8、有益效果是：设置弹性顶推件顶压待测暂堵球，可进一步提高暂堵球的定位效果，以便在未进行施压时使暂堵球可靠放置在封堵孔上，简化暂堵球放置操作，同时也可在球座倾斜或水平放置时更好的对暂堵球进行定位放置。

9、作为进一步地改进，所述弹性顶推件为纵向设置、直径小于待测暂堵球的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧与封堵孔处于同一轴线。

10、有益效果是：螺旋弹簧结构简单紧凑，便于安装设置并且成本较低，同时其径向伸缩能力较好，以便在暂堵球溶解过程中始终保持良好的顶推定位效果。

11、作为进一步地改进，所述液压腔由固定安装于球座上的套筒的内腔形成，所述套筒与施压系统的出液口连接，并与球座之间设有密封垫。

12、有益效果是：设置固定安装于球座上的套筒内腔形成液压腔其整体结构简单紧凑，也可避免液压腔内部压力过大使套筒与球座分离，设置密封垫也可确保球座与套筒之间的密封效果，保证液压腔的密闭性。

13、作为进一步地改进，所述施压系统包括液压泵，所述液压泵连接有与液压腔连通的液体通道，用于向液压腔注入设定压力的液体。

14、有益效果是：通过液压泵及液体通道向液压腔注入液体，整体结构简单紧凑并且便于实现液体流动施压与保压。

15、作为进一步地改进，所述封堵孔的出口处设有计量装置，用于计量液体流出量。

16、有益效果是：设置计量装置计量液体流出量，以便于后续更好的进行实验数据读取记录，提高实验效率及其准确性。

17、作为进一步地改进，所述加热系统包括设于液压腔外侧的电加热套，所述电加热套的温度可调。

18、有益效果是：温度可调的电加热套结构简单紧凑便于安装，并且便于实现稳定的精准可调。

19、作为进一步地改进，所述暂堵球抗压强度测试装置设有压力监测元件及温度监测元件，所述压力监测元件及温度监测元件连接有控制系统。

20、有益效果是：设置压力监测元件与温度监测元件并连接控制系统，可以更好的对实验过程中的压力、温度模拟条件进行监测、控制、调节，以便对其压力温度条件变化做出及时应对，提高实验效率与安全性。

21、作为进一步地改进，所述暂堵球抗压强度测试装置外部装有防护结构。

22、有益效果是：设置防护结构可保证实验过程中的安全防护，进一步提高实验安全性及暂堵球抗压强度测试装置的安全性能。

技术特征：

1.一种暂堵球抗压强度测试装置，包括球座，所述球座配备有施压系统及加热系统，其特征是，所述施压系统设有液压腔，所述球座位于液压腔内并开设有用于放置待测暂堵球的封堵孔，所述加热系统的对应加热件设于液压腔内部或外侧。

2.根据权利要求1所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述球座为立式球座并且底部设有固定座，所述施压系统的出液口位于球座上方。

3.根据权利要求2所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述液压腔内设有弹性顶推件，用于将待测暂堵球定位在封堵孔上。

4.根据权利要求3所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述弹性顶推件为纵向设置、直径小于待测暂堵球的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧与封堵孔处于同一轴线。

5.根据权利要求4所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述液压腔由固定安装于球座上的套筒的内腔形成，所述套筒与施压系统的出液口连接，并与球座之间设有密封垫。

6.根据权利要求1-5任一项所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述施压系统包括液压泵，所述液压泵连接有与液压腔连通的液体通道，用于向液压腔注入设定压力的液体。

7.根据权利要求6所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述封堵孔的出口处设有计量装置，用于计量液体流出量。

8.根据权利要求1-5任一项所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述加热系统包括设于液压腔外侧的电加热套，所述电加热套的温度可调。

9.根据权利要求1-5任一项所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述暂堵球抗压强度测试装置设有压力监测元件及温度监测元件，所述压力监测元件及温度监测元件连接有控制系统。

10.根据权利要求1-5任一项所述的暂堵球抗压强度测试装置，其特征是，所述暂堵球抗压强度测试装置外部装有防护结构。

技术总结
本技术属于钻井作业实验装置领域，特别是涉及一种暂堵球抗压强度测试装置。暂堵球抗压强度测试装置包括球座，所述球座配备有施压系统及加热系统，所述施压系统设有液压腔，所述球座位于液压腔内并开设有用于放置待测暂堵球的封堵孔，所述加热系统的对应加热件设于液压腔内部或外侧。该装置结构更加简单紧凑，并且便于操作，仅需在球座上放置待测暂堵球并进行施压加热即可完成试验的准备工作并可进行后续数据采集，同时安全可靠，测试效率更高。

技术研发人员：冯兴武,郑桐,李晓平,李博,钟鸣,王钊
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：20230321
技术公布日：2024/1/15