[發明專利]一種井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體、方法及應用

有效

• 申請號: 202011235094.2
• 申請日: 2020-11-08
• 公開（公告）號: CN112611641B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 于洋;余松;陶亮;任思敏;李杰;魏夢迪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 蘇州達權專利代理事務所(普通合伙) 32737
• 代理人: 溫明霞

本發明屬于石油完井的地面試驗技術領域，公開了一種井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體、方法及應用，包括端帽、把手、軸向密封圈、高壓釜體、氣囊鎖圈、試驗內襯、端面密封圈、壓緊螺環、破碎試驗盲板、底部密封圈、壓力氣囊。本發明計算出不同壓力體系下套管的內能儲備，在高壓實驗釜體中儲備等量級別的壓縮能，在破碎試驗盲板破碎后，達到等量級別的破碎沖擊效果。本發明實現了地面模擬井下套管中的暫堵結構高壓破碎過程，確保了破碎過程接近真實效果，且釜體設備適用于多種套管規格，也適用于不同的壓力體系，達到了地面模擬井下套管中暫堵結構高壓破碎過程的目的，為石油完井工作提供了可靠的參考依據。

技術領域

本發明屬于石油完井的地面試驗技術領域，尤其涉及一種井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體、方法及應用。

背景技術

目前：隨著長段水平井的開發和發展，水平段套管下入摩擦阻力增加的問題也增大，暫堵技術是主要的解決手段。暫堵結構以上的套管灌滿泥漿，暫堵結構的以下的套管不灌泥漿，這樣，下部套管在井眼中保持漂浮狀態，從而減小摩擦阻力，套管下入到目標位置后需要破碎暫堵結構。因此，需要建立地面模擬試驗平臺，對暫堵結構的破碎進行試驗分析。為了地面壓力安全，現在地面常用的壓力釜體裝置壁厚較大，相對于固井套管尺寸，同等級的壓力下應力水平和位移形變上就會小一個數量級。因此地面壓力釜體裝置的壓力能量就會比套管內的能量小一個數量級，地面壓力釜體裝置就不能有效模擬出井下暫堵結構的破碎效果。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：現有的地面試驗設備在同等級的壓力下，釜體裝置的壓力能量比井下套管中的能量小一個數量級。

解決以上問題及缺陷的難度為：地面設備尺寸規格較小，且為了地面壓力安全，釜體裝置壁厚較大。在同等級的壓力下，釜體裝置存儲的壓力能量小。

解決以上問題及缺陷的意義為：本發明可以在地面上實現井下暫堵結構的破碎沖擊效果，在高壓實驗釜體中儲備等量級別的壓縮能，在破碎試驗盲板破碎后，達到等量級別的破碎沖擊效果。為石油完井的地面試驗提供可靠的試驗裝置和方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體、方法及應用。

本發明是這樣實現的，一種井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體，所述井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體設置有：端帽；

壓力氣囊內嵌在端帽中，下部通過螺紋連接高壓釜體，并壓力密封。

進一步，所述端帽內嵌壓力氣囊，并通過氣囊鎖圈固定壓力氣囊，下部通過螺紋連接高壓釜體，并用軸向密封圈實現壓力密封。

進一步，把手通過螺紋連接端帽，用于螺紋對接高壓釜體。

進一步，高壓釜體上部螺紋密封連接端帽，內嵌試驗內襯，旁通高壓管孔。

進一步，氣囊鎖圈通過外螺紋內嵌在端帽下部，通過內螺紋固定壓力氣囊。

進一步，試驗內襯上部座封在高壓釜體內的臺階上，底部用底部密封圈封裝破碎試驗盲板，并通過內螺紋用壓緊螺環固定預緊破碎試驗盲板。

本發明的另一目的在于提供一種使用所述井下暫堵結構的地面破碎模擬測試釜體的井下暫堵結構的地面破碎模擬測試方法，所述井下暫堵結構的地面破碎模擬測試方法在地面模擬實現破碎試驗盲板的破碎沖擊過程，計算出不同壓力體系下套管的內能儲備，在高壓實驗釜體中儲備等量級別的壓縮能，在破碎試驗盲板破碎后，達到等量級別的破碎沖擊。

進一步，所述井下暫堵結構的地面破碎模擬測試方法具體包括：

1)根據井下暫堵結構破碎的井口憋壓壓力P₀和固井套管尺寸規格，以及暫堵結構所在深度L，在彈性范圍內，計算套管憋壓的內能儲備E₀；