[實用新型]一種油氣井爆炸射孔管柱力學實驗裝置

有效

• 申請號: 201720922039.8
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN206930535U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 何玉發;周建良;劉清友;李紫晗;柳軍;高飛;黃輝
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

技術領域

本實用新型涉及一種油氣勘探開發技術領域，特別是關于一種油氣井爆炸射孔管柱力學實驗裝置。

背景技術

射孔作業的目的在于使井筒與油氣層之間形成通路，射孔技術的發展與完善對油氣田的高效開采具有重要的現實意義和實用價值。

油管傳輸射孔是常用的一種射孔方式，但是射孔時，射孔彈的爆炸沖擊波以及射孔載荷會使油管柱發生變形、封隔器損壞失效等井下事故，故對于射孔時管柱受力分析顯得尤為重要。然而國內外的研究主要集中于動靜力學的數值模擬，必要的實驗手段和研究方法也不夠完善，傳統的模擬和測試方式難以全面的對管柱的動力學響應進行測試。

在爆炸沖擊及高溫高壓環境下，射孔槍的本體材料性能與常態下的材料性能會發生變化，目前的動靜力學的數值模擬無法有效的對現場作業進行指導，時常會發生油管柱變形導致的管柱遇卡、或者射孔槍腔體炸裂等事故。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種油氣井爆炸射孔管柱力學實驗裝置，其能實現對現場作業提前進行預判，指導施工作業以避免事故的發生。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種油氣井爆炸射孔管柱力學實驗裝置，其特征在于：該裝置包括高溫高壓發生器、高溫高壓容器、射孔管柱、電纜、信號放大器、A/D轉換器和計算機；所述高溫高壓發生器經管道與所述高溫高壓容器連接；所述射孔管柱設置在所述高溫高壓容器內，且所述射孔管柱與所述電纜連接；所述電纜將所述射孔管柱測量信號傳輸到所述信號放大器，同時通過所述電纜引爆射孔槍；所述A/D轉換器將所述信號放大器傳輸至的模擬信號轉換成數字信號輸入給所述計算機，所述計算機通過對采集到的信號進行處理，得出整個管柱在爆炸時的振動及受力情況。

所述高溫高壓發生器與所述高溫高壓容器之間的管道上設置有安全閥和泄壓裝置。

所述高溫高壓容器的內部裝有壓力傳感器及溫度傳感器。

所述射孔管柱包括射孔槍、加速度測試短節A、減震器、加速度測試短節B、封隔器、油管和外部套管；所述射孔槍、加速度測試短節A、減震器、加速度測試短節B、封隔器以及油管均位于所述外部套管內部；所述射孔槍頂部依次設置有所述加速度測試短節A、減震器、加速度測試短節B和油管，位于所述油管與所述外部套管之間設置有所述封隔器。

所述加速度測試短節A和加速度測試短節B內部都固定有一個加速度傳感器支架，該支架與所述加速度測試短節A或所述和加速度測試短節B之間采用螺釘進行連接，并在螺釘上涂抹有鎖固膠；沖擊加速度傳感器A、沖擊加速度傳感器B和沖擊加速度傳感器C按照圓柱坐標系的方位布置在所述加速度傳感器支架上。

所述沖擊加速度傳感器A與所述加速度測試短節A的回轉軸重合，用于測試軸向加速度；所述沖擊加速度傳感器B沿徑向布置，用于測試徑向加速度；所述沖擊加速度傳感器C與所述沖擊加速度傳感器B垂直，沿切向布置，用于測試周向加速度。

所述外部套管上設置有壓力傳感器A和壓力傳感器B；兩壓力傳感器均通過螺紋連接在所述外部套管的套管壁上，并涂抹螺紋鎖固膠，所述兩壓力傳感器的敏感元件朝向所述外部套管的內部；所述壓力傳感器A位于靠近所述射孔槍的一側，位于所述封隔器下方；所述壓力傳感器B位于所述封隔器的上方。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型真實模擬實際射孔作業工況，對因爆炸產生的振動沖擊以及壓力變化進行了實時監測，對測試管柱變形提供理論支持。2、本實用新型根據實驗的結果可以對減震器以及測試聯合作業時井下儀器的選取提供科學的依據，減少因爆炸產生的管柱變形及儀器失效。

附圖說明

圖1是本實用新型實驗裝置的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型的套管射孔管柱結構示意圖；

圖3是本實用新型的加速度測試短節結構示意圖；

圖4是本實用新型壓力傳感器的安裝示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述，本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。