[發明專利]一種地下儲氣庫注采管柱密封性能檢測方法

有效

• 申請號: 202110077665.2
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112857689B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王建軍;李方坡;韓軍;楊鵬
• 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: G01M3/04
• 分類號: G01M3/04;G01M3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開一種地下儲氣庫注采管柱密封性能檢測方法，通過多次拉伸、壓縮、拉伸交替循環加壓檢測注采管柱的密封性能，篩選出適用于儲氣庫注采管柱的螺紋接頭，提高管柱在交變載荷下的密封性能，保障注采管柱長周期安全運行，將極大程度降低管柱泄漏風險，從而避免事故發生，本發明具有良好的經濟效益和廣闊的應用前景。

【技術領域】

本發明屬于鉆井技術領域，具體涉及一種地下儲氣庫注采管柱密封性能檢測方法。

【背景技術】

地下儲氣庫注采管柱(注采完井管柱)是保證氣體注入、采出的安全通道，儲氣庫井設計壽命在30年以上，對注采管柱同樣提出更高的要求，要確保30年或更長期限內注采管柱的運行安全，但是從國內已建成的大港儲氣庫群、京58儲氣庫群等儲氣庫井油套環空帶壓反映出注采管柱泄漏問題，盡管注采管柱采用的是氣密封特殊螺紋，且在下井前均進行了氦氣密封檢測，但密封問題依然凸顯。

現有的《ISO?13679石油天然氣工業套管和油管螺紋連接試驗程序》標準雖然規定了氣密封螺紋密封試驗程序，但僅進行了1.5周次的氣密封循環試驗，而注采管柱每年基本上是1次注氣和采氣。另外從ISO?13679中發現，管柱在拉伸載荷下的密封性能良好，但在拉伸→壓縮→拉伸載荷下管柱存在泄漏風險。地下注采管柱所承受載荷是拉伸和壓縮交變載荷，采氣時完井管柱依然主要承受拉伸載荷，注氣時則主要承受壓縮載荷，有時壓縮載荷高達管柱額定抗拉強度的80％以上。目前，各生產廠特殊螺紋接頭的耐壓縮性能(壓縮效率)參差不齊，壓縮效率從30％～100％都有，一旦選用不合適極易造成管柱泄漏。因此，建立注采管柱多周期氣密封循環試驗方法，對篩選適用的注采管柱氣密封螺紋接頭和評估注采管柱長周期密封完整性至關重要。

現有技術存在的主要問題：1)氣密封循環試驗周次僅1.5次，難以適用于現有的拉伸→壓縮→拉伸載荷下30周次以上實際情況的模擬；2)對拉伸載荷下氣密封循環考慮較多，缺少拉伸和壓縮交變載荷下的氣密封性能分析。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種確立儲氣庫注采管柱長期氣密封能力的檢測試驗方法，提高管柱在交變載荷下的密封性能，保障注采管柱長周期安全運行。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種地下儲氣庫注采管柱密封性能檢測方法，包括以下步驟：

(1)試樣制備；

準備注采管柱螺紋連接接頭試樣，所述試樣包括兩截油管，兩截油管由接箍連接在一起，在接箍兩側裝配密封檢測裝置，在每一個油管的外端焊接油管堵頭，得到試驗試樣，將試驗試樣安裝在實物復合加載試驗裝置上；

(2)試驗載荷計算；

計算試驗試樣承受的工作載荷，包括最大拉伸載荷、最大壓縮載荷和最大注采壓力，通過最大拉伸載荷獲得試驗拉伸載荷，通過最大壓縮載荷獲得試驗壓縮載荷，通過最大注采壓力獲得試驗注采壓力；

(3)試驗載荷加載步驟；

a)對整個試驗試樣施加試驗拉伸載荷，再向油管內打氣體壓力至試驗注采壓力，保載設定時間一；

b)卸掉油管的內壓至零，卸掉拉伸載荷至零，然后施加試驗壓縮載荷，并向管柱內打氣體壓力至試驗注采壓力，保載設定時間一；

c)卸掉油管的內壓至零，施加壓縮載荷至額定壓縮載荷，保載設定時間一；

d)降低壓縮載荷至試驗壓縮載荷，并施加油管的內壓至試驗注采壓力，保載設定時間一；

e)卸掉試驗壓縮載荷至零，保載設定時間一；

f)施加拉伸載荷至試驗拉伸載荷，保載設定時間一；