[發(fā)明專利]射孔孔眼暫堵的試驗裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110287620.8
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN115112827A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 茍興豪;張華禮;韓慧芬;周長林;彭鈞亮;秦毅;王良
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 侯曉雅

1.一種射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述射孔孔眼暫堵的試驗裝置包括泵注系統(tǒng)、投球系統(tǒng)、射孔模擬系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

其中，所述投球系統(tǒng)和所述泵注系統(tǒng)相連；所述射孔模擬系統(tǒng)和所述泵注系統(tǒng)相連；所述投球系統(tǒng)和所述射孔模擬系統(tǒng)相互獨立；所述控制系統(tǒng)和所述泵注系統(tǒng)、所述投球系統(tǒng)以及所述射孔模擬系統(tǒng)都相連；

所述泵注系統(tǒng)，用于模擬現(xiàn)場施工過程中向井筒中泵送液體的過程；

所述投球系統(tǒng)，用于模擬將暫堵球多次投送到井筒中的過程并模擬所述暫堵球進入井筒內(nèi)的溫度變化過程；

所述射孔模擬系統(tǒng)，用于模擬施工現(xiàn)場的井下射孔；

所述控制系統(tǒng)，用于控制所述泵注系統(tǒng)、所述投球系統(tǒng)以及所述射孔模擬系統(tǒng)并采集記錄相關試驗數(shù)據(jù)；所述控制系統(tǒng)以動態(tài)調(diào)整所述暫堵球投送量、控制所述暫堵球投送時機和所述暫堵球進入時間間隔的方式控制所述投球系統(tǒng)。

2.如權利要求1所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述泵注系統(tǒng)包括供液裝置(1)、泵送裝置(2)、模擬井筒(8)和壓力傳感器(9)；

其中，所述泵送裝置(2)的入口端和所述供液裝置(1)連接；所述泵送裝置(2)的出口端和所述模擬井筒(8)的入口端連接；所述壓力傳感器(9)與所述模擬井筒(8)相連。

3.如權利要求1所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述投球系統(tǒng)包括第一閥門(3)、第二閥門(4)、投球裝置(5)、加熱裝置(6)和電機(7)；

其中，所述第二閥門(4)和所述第一閥門(3)的一端相連；所述第一閥門(3)的另一端和所述模擬井筒(8)相連；所述投球裝置(5)和所述電機(7)相連；所述第一閥門(3)、所述第二閥門(4)和所述投球裝置(5)位于所述加熱裝置(6)內(nèi)部。

4.如權利要求3所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述射孔模擬系統(tǒng)包括至少兩個射孔模擬腔和至少兩個流量監(jiān)控裝置；

其中，所述至少兩個射孔模擬腔的一端與所述模擬井筒(8)相連并貫通，所述至少兩個射孔模擬腔中任一射孔模擬腔的另一端與所述至少兩個流量監(jiān)控裝置中任一流量監(jiān)控裝置相連。

5.如權利要求4所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述至少兩個射孔模擬腔包括第一射孔模擬腔(10)、第二射孔模擬腔(11)、第三射孔模擬腔(12)和第四射孔模擬腔(13)；

其中，所述第一射孔模擬腔(10)、所述第二射孔模擬腔(11)、所述第三射孔模擬腔(12)和所述第四射孔模擬腔(13)都位于所述模擬井筒(8)軸線的法向平面上。

6.如權利要求5所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述至少兩個流量監(jiān)控裝置包括第一流量監(jiān)控裝置(14)、第二流量監(jiān)控裝置(15)、第三流量監(jiān)控裝置(16)和第四流量監(jiān)控裝置(17)；

其中，所述第一流量監(jiān)控裝置(14)和所述第一射孔模擬腔(10)相連；所述第二流量監(jiān)控裝置(15)和所述第二射孔模擬腔(11)；所述第三流量監(jiān)控裝置(16)和所述第三射孔模擬腔(12)相連；所述第四流量監(jiān)控裝置(17)和所述第四射孔模擬腔(13)相連。

7.如權利要求4所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)至少包括計算機(18)；

所述計算機(18)與所述泵送裝置(2)、所述第一閥門(3)、所述第二閥門(4)、所述加熱裝置(6)、所述電機(7)、所述壓力傳感器(9)以及所述至少兩個流量監(jiān)控裝置分別相連。

8.如權利要求3所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述投球裝置(5)包括裝載裝置(19)和投送裝置(20)；

其中，所述裝載裝置(19)與所述投送裝置(20)相連；所述裝載裝置(19)與所述投送裝置(20)上下同軸安裝；所述裝載裝置(19)位于所述投送裝置(20)的上方；所述裝載裝置(19)和所述電機(7)連接。

9.如權利要求3或7所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，其特征在于，所述第一閥門(3)和所述第二閥門(4)為自動閥門。

10.一種射孔孔眼暫堵的試驗方法，其特征在于，所述方法應用于權利要求1-9任一所述的射孔孔眼暫堵的試驗裝置，所述射孔孔眼暫堵的試驗方法包括：

將與施工現(xiàn)場相同的泵送液體加入所述試驗裝置的泵注系統(tǒng)；

將至少一個暫堵球裝載在所述試驗裝置的投球系統(tǒng)中；

利用所述試驗裝置的投球系統(tǒng)對所述至少一個暫堵球進行加熱以模擬所述暫堵球進入井筒的溫度變化；

當所述至少一個暫堵球的溫度達到現(xiàn)場井底溫度后，根據(jù)雷諾準則結合現(xiàn)場井筒中的液體流量計算所述試驗裝置的泵注系統(tǒng)中的液體流量，利用所述試驗裝置的泵注系統(tǒng)模擬現(xiàn)場施工中向井筒泵送液體的過程，使所述試驗裝置的泵注系統(tǒng)中的液體流量為計算所得的液體流量；

開始泵送液體后，根據(jù)現(xiàn)場的射孔情況開啟所述試驗裝置的射孔模擬系統(tǒng)；

開啟所述試驗裝置的射孔模擬系統(tǒng)后，通過所述試驗裝置的投球系統(tǒng)將所述至少一個暫堵球投入所述試驗裝置的泵注系統(tǒng)中，投送所述至少一個暫堵球時通過控制系統(tǒng)以試驗前設定的暫堵球投送量、暫堵球投送時機和暫堵球進入時間間隔控制所述試驗裝置的投球系統(tǒng)；

開始投送所述至少一個暫堵球時，利用所述試驗裝置的控制系統(tǒng)采集所述試驗裝置的射孔模擬系統(tǒng)的液體流量數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述試驗裝置的控制系統(tǒng)采集的所述試驗裝置的射孔模擬系統(tǒng)的液體流量數(shù)據(jù)變化評估射孔孔眼封堵的效果，所述試驗裝置的射孔模擬系統(tǒng)的液體流量下降的程度和射孔孔眼封堵的效果正相關。