[實用新型]一種機械加載式封隔器膠筒模擬加載密封實驗裝置

有效

• 申請號: 201920458304.0
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN209606044U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 趙小龍;葉金勝;周承詩;辛林濤;夏成宇;孫騫;于學信;姜國良
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01M3/32
• 分類號: G01M3/32;G01M13/00;G01L5/00
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 董慶田

本實用新型公開了一種機械加載式封隔器膠筒模擬加載密封實驗裝置，加載系統包括底座、支撐元件、驅動機構，加壓系統包括中心管、套管，所述底座上表面中心設置有承壓臺，所述支撐元件下端固定在承壓臺中心，所述膠筒總成套裝在支撐元件外部，且膠筒總成底端面壓在承壓臺上，所述套管將膠筒總成、承壓臺容納進自身內腔，套管底端固定在底座上，所述中心管下端面進入套管內壓在膠筒總成上；加熱系統設置在套管外圍。可以測量膠筒在不同工況下接觸應力分布，以及膠筒的密封性能測試。解決已有封隔器膠筒試驗裝置施加載荷不精確，只能測量接觸壓力的問題。

技術領域

本實用新型涉及石油行業井下工具模擬實驗裝置，具體地說是一種機械加載式封隔器膠筒模擬加載密封實驗裝置。

背景技術

隨著油田開發向中后期發展，石油、天然氣鉆探和開采難度不斷加大，油氣水井的油層特性及井下工況更加復雜，對封隔器工作性能提出了更高的要求。

封隔器作為油氣開采必不可少的井下工具，其關鍵元件是具有超彈性和密封能力的膠筒，它是起密封承載的唯一組件，并廣泛應用到完井、注水、卡堵水、酸化、壓裂、防砂、機械采油、氣舉等采油工藝。油田目前常用的封隔器主要有套管外封隔器、壓縮式封隔器、水力擴張式封隔器三種。套管外封隔器是安置在井下套管和裸眼地層井壁之間。壓縮式封隔器是指壓縮式膠筒通過管柱壓重或水力載荷，使得承受軸向載荷產生徑向變形，膠筒和套管內壁接觸，將套管和油管之間的環空間隙封堵，從而實現采油工藝堵封的要求，這種接觸密封質量的優劣，關鍵在于套管內壁與膠筒之間接觸壓力的大小。水利擴張式封隔器是依靠膠筒向外擴張來封隔油套環形空間。因而，封隔器工作性能的表現將直接影響著石油開采成本和企業的經濟效益。

國內外學者高度重視封隔器失效問題的研究開發工作，但因密封膠筒屬于復合非線性材料，橡膠材料在受力變形的過程中，其內部應力亦是呈高度非線性，在橡膠材料受壓過程中，橡膠本身的力學性能都在發生變化，導致橡膠的性能參數不能像金屬材料那樣通過國家標準直接查詢得到。膠筒受擠壓時產生較大變形形成密封，其理論分析較難，目前研究中的理論公式只用于定性分析，不能精確描述橡膠壓縮過程中的復雜力學行為。密封膠筒的研究主要集中在封隔器的井下工作性能分析和室內試驗方面，如膠筒的耐溫、耐壓以及膠筒對套管接觸應力模擬試驗研究等。封隔器在井下高溫、高壓工況下，膠筒的耐高溫力學性能顯得尤為重要，因此模擬井下工具工作行為，進行高溫、高壓下不同溫度，不同壓力封隔器所承載的受力情況的實驗研究，對井下工具的開發研究具有重要意義。另外，通過高溫、高壓工況的物理模擬實驗可獲取現場試驗無法取得的中間試驗數據，可大幅度的縮短科研周期，有效克服未經任何中間試驗把新產品、新工藝投入現場使用的弊端。

申請號：201510365943.9涉及一種封隔器膠筒密封性能測試裝置，包括實驗箱，容納于實驗箱內的實驗鉆桿，以及連通到實驗箱內的第一控壓組件；其中，封隔器膠筒能以套接在實驗鉆桿外的方式容納在實驗箱內，封隔器膠筒能徑向收縮并坐封在實驗鉆桿上，在封隔器膠筒的一側形成與封隔器膠筒和實驗鉆桿的接觸處相連的第一施壓腔，第一控壓組件連通到第一施壓腔內，通過第一控壓組件向第一施壓腔內灌注流體而擠壓封隔器膠筒和實驗鉆桿的接觸處，以測試封隔器膠筒的密封性能。通過上述裝置能夠有效測得收縮式封隔器膠筒的密封性能。

申請號：201721091409.4公開了一種耐高溫自密封式封隔器膠筒實驗工具，包括試壓筒體和設置于所述試壓筒體內部的膠筒組件及鎖緊機構；所述鎖緊機構包括通過外螺紋與所述試壓筒體內壁連接的鎖環，和設置在所述鎖環下方的芯軸，所述芯軸上端設置有與所述鎖環相配合的螺桿；所述膠筒組件設置在所述芯軸的外部，包括分別與所述芯軸外壁和所述試壓筒體內壁密封的膠筒，所述膠筒的下部設置有對所述膠筒起支撐密封作用的壓環，所述壓環的下部與所述芯軸固定連接。本實用新型本實用新型能夠解決自密封膠筒耐高溫密封性能試驗，解決試驗后由于膠筒變形嚴重無法取出等問題，提高了工作可靠性，提高了工作效率。