CN102879321A - 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法 - Google Patents

一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102879321A
CN102879321A CN2012104017568A CN201210401756A CN102879321A CN 102879321 A CN102879321 A CN 102879321A CN 2012104017568 A CN2012104017568 A CN 2012104017568A CN 201210401756 A CN201210401756 A CN 201210401756A CN 102879321 A CN102879321 A CN 102879321A
Authority
CN
China
Prior art keywords
test
packing element
bolt
autoclave
corrosion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012104017568A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102879321B (zh
Inventor
林元华
曾德智
田刚
朱红钧
王其军
武元鹏
邓宽海
谢娟
施太和
黄韵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201210401756.8A priority Critical patent/CN102879321B/zh
Publication of CN102879321A publication Critical patent/CN102879321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102879321B publication Critical patent/CN102879321B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明公开了一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法。其特征是：在高压釜内放置模拟试样，模拟试样由封隔器胶筒、螺栓、螺母组成，封隔器胶筒套于螺栓上，螺母与螺栓配合，旋紧螺母可使螺栓上的胶筒产生变形并与高压釜壁紧密接触，将高压釜分隔为上部和下部。由高压釜上部的进气管线通入试验气体，由高压釜下部的进液管线通入试验液体，以模拟封隔器胶筒一面接触气相而另一面接触液相的工况。通入的试验气体及试验液体的种类及其压力、温度均可改变。采用不同的胶筒材料可分别测试试验材料在试验工况下的腐蚀情况。施加不同压缩载荷可分别测试不同膨胀状态下胶筒材料的耐蚀性能。本发明较真实地模拟了井下工况，测试结果较准确。

Description

一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法
技术领域
本发明涉及模拟油气井封隔器胶筒在井下的腐蚀测试方法。
背景技术
在石油工业的开采作业中，常在油管和套管之间安装封隔器，利用封隔器胶筒径向扩张变形分隔产层、隔绝井内液体和压力，以满足油气开采或井下作业的需要。
近年来，随着深井、超深井，特别是酸性深井、超深井的开发，封隔器胶筒的服役环境非常恶劣，长期处于高温、高压环境中，同时还受到硫化氢、蒸汽、酸等的腐蚀破坏。在高温、高压、高含硫化氢和二氧化碳条件下，封隔器胶筒容易发生油溶胀、老化、过度交联等现象，从而导致胶筒材料硬度上升、强度下降、弹性下降，胶筒与套管之间的弹性接触应力被释放，腐蚀性介质窜入油套环空，直接威胁到操作人员和油气井井筒安全。
因此，研究封隔器胶筒在高温高压的腐蚀环境中的性能非常必要。目前，对封隔器胶筒的室内试验研究，主要有耐流体浸蚀试验、应力松弛试验等，均是采用浸泡的方法测试胶筒橡胶耐腐蚀性能，包括完全浸没法和单面接触法。
上述腐蚀测试方法存在以下问题：
（1）现有的封隔器胶筒腐蚀测试方法未模拟真实的井下高温高压腐蚀环境，使得测试结果不能准确地反映封隔器胶筒在井下的腐蚀情况；
（2）现有的测试方法，封隔器胶筒在腐蚀测试时处于自由状态，而封隔器胶筒的实际工作状态是处于复杂的应力状态；
（3）现有的封隔器胶筒腐蚀测试方法只是单一地进行气相或者液相的腐蚀测试，未模拟井下封隔器胶筒两侧分别受气液两相腐蚀的实际工况。
为解决模拟现场工作状态下对封隔器胶筒的腐蚀测试问题，本发明提出一种封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法。
本发明采用了以下技术方案：在高压釜内放置模拟试样，模拟试样由封隔器胶筒、螺栓、螺母组成，封隔器胶筒套于螺栓上，螺母与螺栓配合，旋紧螺母可使螺栓上的胶筒产生变形并与高压釜内壁紧密接触，将高压釜分隔为上部和下部。由高压釜上部的进气管线通入试验气体，由高压釜下部的进液管线通入试验液体，以模拟封隔器胶筒一面接触气相而另一面接触液相的工况。
通入的试验气体及试验液体的种类及其压力、温度均可改变。采用不同的封隔器胶筒材料可分别测试试验材料在试验工况下的腐蚀情况。施加不同压缩载荷可分别测试不同膨胀状态下胶筒材料的耐腐蚀性能。
本发明的优点是：
（1）较真实地模拟了井下高温高压的腐蚀环境，使测试结果更加准确；
（2）模拟了封隔器两侧分别受气、液相腐蚀的工况，使测试结果更加真实；
（3）可测试不同材质的封隔器胶筒在不同温度压力的气、液体下的腐蚀情况；
（4）可测试胶筒材料在不同压缩载荷引起的不同膨胀状态下的耐腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明实验装置结构示意图。
图2为试样A示意图。
图3为螺栓3示意图。
图4为螺母4示意图。
具体实施方式
参看图1，在高压釜1内放置模拟试样A，模拟试样A用支架9支撑。模拟试样A由封隔器胶筒2、螺栓3、螺母4组成。封隔器胶筒2套于螺栓3上，螺母4与螺栓3配合，旋紧螺母4可使螺栓3上的封隔器胶筒2产生变形并与高压釜1紧密接触，将高压釜1分隔为上部和下部。由高压釜1上部的进气管5通入试验气体，由高压釜1下部的进液管线6通入试验液体，使封隔器胶筒2上部与气相接触，而下部与液相接触。
试样A的拧紧过程在釜中进行。将试样A置于支架9上，用拧紧工具固定螺栓3、拧紧螺母4，使胶筒2产生变形并与高压釜1紧密接触。
通入的试验气体及试验液体的种类和压力、温度均可根据试验需要而改变。试验液体可采用环空保护液、柴油；试验气体可采用H2S、CO2、CH4、N2或混合气体；试验压力为常压到70MPa；试验温度为常温到200℃。采用不同的封隔器胶筒材料可分别测试该材料在试验工况下的腐蚀情况，通常采用的封隔器胶筒材料为氟硅橡胶、氟碳橡胶、丁晴橡胶等。施加不同压缩载荷可分别测试不同膨胀状态下胶筒材料的耐腐蚀性能。
高压釜1的釜体和釜盖均采用耐蚀合金钢制造。高压釜外有加热层7，隔热层8。加热层7采用电阻丝加热，隔热层8采用玻璃纤维隔热。
如果采用多个高压釜并联，可试验不同的封隔器胶筒材料在相同的气、液相作用下的腐蚀情况。
实施例1：运用此方法，进行了氟碳橡胶，氟硅橡胶和四丙氟橡胶（AFLAS）胶筒在120℃的腐蚀试验。气相介质为20vol%H2S、5vol%CO2、75vol%CH4，压力60MPa；液相介质为Cl-含量50000ppm的NaCl溶液，压力20MPa。试验时间168小时。试验过程中氟碳橡胶和氟硅橡胶密封功能均失效，取出后观察到氟碳橡胶、氟硅橡胶胶筒变形、破损；四丙氟橡胶（AFLAS）胶筒密封功能良好，变形较小。
实施例2：在温度90℃，气相介质为CO2，气相压力35MPa；液相介质为Cl-含量6217mg/L的NaCl溶液，液体压力20MPa的条件下进行四丙氟橡胶（AFLAS）胶筒腐蚀实验，试验时间168小时。四丙氟橡胶（AFLAS）胶筒密封功能良好。

Claims (3)

1.一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法，其特征在于：在高压釜（1）内放置模拟试样（A），模拟试样（A）由封隔器胶筒（2）、螺栓（3）、螺母（4）组成，封隔器胶筒（2）套于螺栓（3）上，螺母（4）与螺栓（3）配合，旋紧螺母（4）可使螺栓（3）上的胶筒（2）产生变形并与高压釜（2）的内壁紧密接触，将高压釜（2）分隔为上部和下部，由高压釜（1）上部的进气管线（5）通入试验气体，由高压釜（1）下部的进液管线（6）通入试验液体，以模拟封隔器胶筒一面接触气相而另一面接触液相的工况。
2.根据权利要求1所述的一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法，其特征在于：高压釜（1）外壁设置有加热层（7）和隔热层（8），高压釜（1）的釜体和釜盖均采用耐蚀合金钢制造。
3.根据权利要求1所述的一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法，其特征在于：试验压力在常压到70MPa之间，试验温度在常温到200℃之间。
CN201210401756.8A 2012-10-22 2012-10-22 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法 Expired - Fee Related CN102879321B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210401756.8A CN102879321B (zh) 2012-10-22 2012-10-22 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210401756.8A CN102879321B (zh) 2012-10-22 2012-10-22 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102879321A true CN102879321A (zh) 2013-01-16
CN102879321B CN102879321B (zh) 2014-07-16

Family

ID=47480729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210401756.8A Expired - Fee Related CN102879321B (zh) 2012-10-22 2012-10-22 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102879321B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104020279A (zh) * 2014-06-20 2014-09-03 中国石油大学(华东) 模拟封隔器胶筒在实际工况条件下的老化试验方法
CN109916731A (zh) * 2019-04-19 2019-06-21 西南石油大学 一种胶筒在腐蚀与应力作用下的可靠性测试装置及方法
CN110715857A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 中国石油化工股份有限公司 用于封隔器胶筒的测试装置
CN112051208A (zh) * 2020-09-21 2020-12-08 上海凯驰防腐工程有限公司 一种胶板工况模拟方法、装置及胶板检测平台
CN112861393A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 西南石油大学 一种构建高温高压封隔器性能信封曲线的方法
CN113670804A (zh) * 2021-08-20 2021-11-19 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 高温高压环境下冻胶天然气耐受性的评价装置和方法
CN113755016A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 中海油田服务股份有限公司 氟硅橡胶组合物及其制备方法以及包含其的封隔器胶筒

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222034A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Nippon Boshoku Kogyo Kk 細管内分極抵抗測定用プローブ
CN201152160Y (zh) * 2007-11-14 2008-11-19 辽河石油勘探局 一种水平井压裂的液压座封封隔器
CN201372765Y (zh) * 2009-01-07 2009-12-30 中国石油大学(北京) 封隔器胶筒试验装置
CN102071901A (zh) * 2010-12-17 2011-05-25 中国石油天然气股份有限公司 储层改造用水平井耐高压封隔器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222034A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Nippon Boshoku Kogyo Kk 細管内分極抵抗測定用プローブ
CN201152160Y (zh) * 2007-11-14 2008-11-19 辽河石油勘探局 一种水平井压裂的液压座封封隔器
CN201372765Y (zh) * 2009-01-07 2009-12-30 中国石油大学(北京) 封隔器胶筒试验装置
CN102071901A (zh) * 2010-12-17 2011-05-25 中国石油天然气股份有限公司 储层改造用水平井耐高压封隔器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104020279A (zh) * 2014-06-20 2014-09-03 中国石油大学(华东) 模拟封隔器胶筒在实际工况条件下的老化试验方法
CN104020279B (zh) * 2014-06-20 2015-11-04 中国石油大学(华东) 模拟封隔器胶筒在实际工况条件下的老化试验方法
CN110715857A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 中国石油化工股份有限公司 用于封隔器胶筒的测试装置
CN109916731A (zh) * 2019-04-19 2019-06-21 西南石油大学 一种胶筒在腐蚀与应力作用下的可靠性测试装置及方法
CN109916731B (zh) * 2019-04-19 2023-10-13 西南石油大学 一种胶筒在腐蚀与应力作用下的可靠性测试装置及方法
CN112051208A (zh) * 2020-09-21 2020-12-08 上海凯驰防腐工程有限公司 一种胶板工况模拟方法、装置及胶板检测平台
CN112861393A (zh) * 2021-01-13 2021-05-28 西南石油大学 一种构建高温高压封隔器性能信封曲线的方法
CN112861393B (zh) * 2021-01-13 2022-02-22 西南石油大学 一种构建高温高压封隔器性能信封曲线的方法
CN113670804A (zh) * 2021-08-20 2021-11-19 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 高温高压环境下冻胶天然气耐受性的评价装置和方法
CN113755016A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 中海油田服务股份有限公司 氟硅橡胶组合物及其制备方法以及包含其的封隔器胶筒
CN113755016B (zh) * 2021-08-31 2022-12-09 中海油田服务股份有限公司 氟硅橡胶组合物及其制备方法以及包含其的封隔器胶筒

Also Published As

Publication number Publication date
CN102879321B (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102879321B (zh) 一种模拟井下封隔器胶筒在高温高压下的腐蚀测试方法
CN201372765Y (zh) 封隔器胶筒试验装置
CN103174409B (zh) 一种深水固井水泥环封隔性能测试装置
CN101408104B (zh) 高保真模拟地层钻井堵漏评价实验系统
CN203191180U (zh) 封隔器胶筒测试装置
Zhu et al. Corrosion evaluation of packer rubber materials in CO2 injection wells under supercritical conditions
CN111721615B (zh) 一种油套环空污染环境中管材应力腐蚀开裂敏感性评价装置及方法
CN106568912A (zh) 一种酸性气体在高温高压地层水中溶解度的测试方法和装置
Zhu et al. Experimental studies on CO2 corrosion of rubber materials for packer under compressive stress in gas wells
NO322915B1 (no) Apparat og fremgangsmate for a opprettholde jevnt trykk i et ekspanderbart bronnverktoy
CN105241750B (zh) 用于室内三轴水力压裂试验的压头系统
CN209432674U (zh) 一种封隔器胶筒的测试装置
Liu et al. Design and experimental research on sealing structure for a retrievable packer
CN203131025U (zh) 一种受力时弹性变形的金属密封圈
Teodoriu et al. Comparing completion design in hydrocarbon and geothermal wells: The need to evaluate the integrity of casing connections subject to thermal stresses
Zeng et al. Corrosion property testing of AFLAS rubber under the simulation modes of high acid gas wells
Jin et al. A time-dependent Yeoh model to predict the corrosion effect of supercritical CO2 on the HNBR sealing rubber
Kaldal et al. Collapse analysis of the casing in high temperature geothermal wells
CN209804099U (zh) 井下油管切片化学反应模拟装置
CN202970610U (zh) 油气井井下套管封隔器胶筒
CN109916731B (zh) 一种胶筒在腐蚀与应力作用下的可靠性测试装置及方法
Royer et al. HPHT expandable liner hanger technology with superior pressure integrity
CN203531873U (zh) 耐腐蚀注水井口
CN103967438B (zh) 膨胀管修套工具
CN205877179U (zh) 一种静密封结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140716

Termination date: 20151022

EXPY Termination of patent right or utility model