[實用新型]一種超高溫環境下套管降溫試驗裝置

有效

• 申請號: 202020645212.6
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN212433021U
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王建軍;任相羿;楊尚諭;韓禮紅;黃勇;韓軍;李方坡;潘志勇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本實用新型為合理控制超高溫環境中生產管柱承載能力衰減量，提出了一種超高溫環境下套管降溫試驗裝置，通過加熱裝置控制生產管柱內部溫度，通過噴淋裝置向外保護缸泵入冷卻循環水調節生產管柱外壁溫度，所有溫度、壓力、流量調節變化可通過數據控制處理系統交互調控處理，并實時采集。通過分析生產管柱溫度變化與噴淋時間、噴淋速度、噴淋孔密以及噴淋孔孔間距等關系，優選出適用的噴淋裝置型號和工藝參數。本實用新型公開的試驗裝置可模擬煤炭地下氣化、稠油火驅等超高溫生產井筒噴淋裝置降溫效果，實現了噴淋工藝效果室內檢測評價和優選，同時為評價降溫后管柱性能的變化提供試驗技術支撐。

技術領域

本實用新型屬于采油工程技術領域，涉及一種超高溫環境下套管降溫試驗裝置。

背景技術

煤炭地下氣化是在地下創造適當的工藝條件，使煤炭進行有控制的燃燒，通過煤的熱解以及煤與氧氣、水蒸汽發生的一系列化學反應，生成氫氣、一氧化碳和甲烷等可燃氣體的化學采煤方法，實現煤炭清潔開采。

煤炭地下氣化是多學科、跨行業的顛覆性、戰略性、前沿性技術，基礎理論薄弱，工藝技術難度大。在煤炭地下氣化腔燃燒區溫度高達1200℃，生產井井筒溫度波動大，預測可達500℃以上，為避免因高溫造成的生產管柱縮頸、斷裂等變形損壞，氣化過程需將生產井井底溫度控制在油套管允許的范圍，提出了攻關噴淋工藝技術，但如何有效實現降溫效果，亟需開展室內降溫試驗方法研究，確保低合金碳鋼的安全應用，為煤氣化低成本開發提供技術支持。

現有技術中為保障井下500℃以上超高溫環境中管柱安全，油套管主要以耐高溫合金鋼為主，但對于煤氣化開采成本相對較高；目前室內高溫試驗降溫裝置主要是加熱后風冷或水冷，無法同步加熱和降溫，如ISO 13679標準規定最高溫度加熱至180℃試驗后，通過風冷或水冷降溫。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中超高溫環境下管柱降溫效果和降溫后管柱性能無法評估的問題，提供一種超高溫環境下套管降溫試驗裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種超高溫環境下套管降溫試驗裝置，包括外保護缸、噴淋裝置、加熱裝置和溫壓測控儀；

外保護缸套設在生產管柱外周，底部設置有放水閥，生產管柱的兩端分別密封連接第一封堵法蘭和第二封堵法蘭；

噴淋裝置包括盤繞在生產管柱外周的噴淋管道和若干個噴淋口，若干個噴淋口設置在噴淋管道靠近生產管柱一側的外壁上，噴淋管道的進水口延伸至第一封堵法蘭外側，噴淋管道的出水口延伸至第二封堵法蘭外側；

加熱裝置包括第一加熱棒和第二加熱棒，第一加熱棒通過第一封堵法蘭安裝于生產管柱內；第二加熱棒通過第二封堵法蘭安裝于生產管柱內；

溫壓測控儀安裝在外保護缸外壁上，探測端延伸至外保護缸內部，用于檢測外保護缸缸內的溫度和壓力及生產管柱外壁溫度。

本實用新型的進一步改進在于：

噴淋裝置的進水口安裝有第一計量表，噴淋裝置的出水口安裝有第二計量表，第一計量表和第二計量表均用于記錄噴淋裝置內水的溫度和流量。

外保護缸外壁安裝有第三計量表，用于記錄外保護缸內水的溫度和流量。

第一封堵法蘭上設置有第一針型閥，第二封堵法蘭上設置有第二針型閥，第一針型閥的自由端連接有氮氣瓶。

第一針型閥上設置有第一溫壓表，第二針型閥上設置有第二溫壓表，第一溫壓表和第二溫壓表均用于記錄生產管柱內的溫度和壓力。

還包括有數據控制處理系統，數據控制處理系統的控制端與第一計量表、第二計量表、第一溫壓表、第一加熱棒、第二加熱棒、第三計量表、第二溫壓表和溫壓測控儀電連接。