[實用新型]調(diào)堵球剪切許用應力測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520984783.1
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205228968U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 安巖;孫守國;張曉文;丁超;寇微;麻德玉;田野;劉強;姜雷
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;E21B33/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

技術領域

本申請涉及石油開采領域，尤其涉及用于投球選注工藝的一種調(diào)堵球剪切許用應力測試 裝置。

背景技術

投球選注工藝是一種通過選取不同直徑與密度型號的調(diào)堵球，使調(diào)堵球在井下隨水流自 由分配，選擇性封堵高滲層對應炮眼的技術。通過投球選注工藝能夠達到對一些特殊注水井 (例如套管損壞，套變嚴重，大井斜角等分注工具無法正常下入，導致無法機械分層類水井) 進行吸水剖面調(diào)整的目的。

期刊<油氣井測試>第16卷，第2期“華北油田京11斷塊投球調(diào)剖技術應用”文章介 紹投球調(diào)剖工藝在華北油田應用情況如下：1、調(diào)堵球密度的大小，決定其在注入水中的位 置，要使調(diào)堵球既不會沉到井底，也不會上浮至井口，必須確保調(diào)堵球密度與注入水的密度 相近或一致，一般為0.999-1.098g/cm³。2、耐高溫100℃以上，耐壓40MPa以上。3、調(diào)堵 球直徑主要根據(jù)注水井射孔炮眼直徑設計，一般為10、12、14mm。該技術在華北油田得到有 效應用，在一定程度上解決了注水井吸水剖面調(diào)節(jié)問題。

由于不同注水井的井深與注入壓力不同，導致井下目的層的壓力也不同，那么調(diào)堵球坐 封在炮眼上后，受到注水壓力與井筒液柱壓力的雙重作用，如果耐壓強度不合格，勢必造成 調(diào)堵球被壓入炮眼或者發(fā)生剪切破壞，導致措施失效，所以有必要對調(diào)堵球耐壓強度進行測 試，判斷調(diào)堵球是否滿足耐壓強度，是決定投球措施是否有效的關鍵因素。

實用新型內(nèi)容

鑒于以上技術問題，本申請有必要提供一種調(diào)堵球剪切許用應力測試裝置，以便于判斷 調(diào)堵球是否滿足耐壓強度，進而選取合格的調(diào)堵球進行封堵炮眼。

為達到上述目的，本申請?zhí)峁┮环N調(diào)堵球選取方法，包括：

獲取待封堵炮眼所在射孔段的結構及注入?yún)?shù)；

根據(jù)所述結構及注入?yún)?shù)計算調(diào)堵球在待封堵炮眼位置處的剪切力；

根據(jù)所述待封堵炮眼位置處的剪切力計算待選取調(diào)堵球的耐壓強度；

測量所述待選取調(diào)堵球的剪切許用應力；

在所述剪切許用應力大于所述耐壓強度時，選取所述待選取調(diào)堵球進行投球。

優(yōu)選的，所述結構及注入?yún)?shù)包括待封堵炮眼所在射孔段的層數(shù)、吸水量、炮眼面積、 炮眼半徑、射孔段長度、射孔密度、注入水密度、注水壓力、射孔段深度。

優(yōu)選的，所述計算剪切力步驟所采用的公式為：

其中，ρ為注入水密度，g/mm³；A_i為炮眼面積，m²；Q_i為吸水量，m3；r為炮眼半徑，mm；n為射孔密度，孔/米；L為射孔段長度，m；P為注水壓力，MPa；h為射孔段深度，m；為炮眼直徑，mm。

優(yōu)選的，所述計算耐壓強度步驟所采用的公式為：

其中，kσ為待選取調(diào)堵球的耐壓強度，MPa；σ為待選取調(diào)堵球受到的剪切應力，MPa；k為安全系數(shù)，常數(shù)；F為調(diào)堵球在待封堵炮眼位置處的剪切力，N；為待選取調(diào)堵球的直徑，mm；為炮眼直徑，mm。

優(yōu)選的，所述選取調(diào)堵球步驟包括：

選取具有初始直徑的調(diào)堵球執(zhí)行所述計算耐壓強度步驟及所述測量剪切許用應力步驟；

在所述具有初始直徑的調(diào)堵球的剪切許用應力大于其耐壓強度時，選取所述具有初始直 徑的調(diào)堵球進行投球；

在所述具有初始直徑的調(diào)堵球的剪切許用應力小于其耐壓強度時，則按照預定規(guī)則選取 直徑大于所述初始直徑的調(diào)堵球執(zhí)行所述計算耐壓強度步驟及所述測量剪切許用應力步驟， 直至測量出直徑滿足剪切許用應力大于其耐壓強度的調(diào)堵球為止；選取所述直徑滿足剪切許 用應力大于其耐壓強度的調(diào)堵球進行投球。

優(yōu)選的，所述初始直徑減去待封堵炮孔直徑的差值不小于1mm；

所述按照預定規(guī)則選取調(diào)堵球步驟包括：

在所述初始直徑為基礎上以預定長度為直徑增加單位逐個執(zhí)行所述計算耐壓強度步驟 及所述測量剪切許用應力步驟，直至測量出直徑滿足剪切許用應力大于其耐壓強度的調(diào)堵球 為止；選取所述直徑滿足剪切許用應力大于其耐壓強度的調(diào)堵球進行投球。

優(yōu)選的，所述預定長度為2mm。

本申請還提供一種應用于如上所述調(diào)堵球選取方法的調(diào)堵球剪切許用應力測試裝置，包 括：