CN107702901B - 一种水平井重复改造工况下k344封隔器解封能力试验方法 - Google Patents

一种水平井重复改造工况下k344封隔器解封能力试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置及方法，试验装置由带拉环堵头、试验油管、油管打压孔、模拟套管、第一堵头、限位环、活塞、环空打压孔、节流孔、K344封隔器、爆破式出液通道和第二堵头组成，其中，带拉环堵头与试验油管连接，试验油管上设置有油管打压孔、节流孔和爆破式出液通道；模拟套管内侧设置有限位环；第一堵头上设置有油管固定装置及装配螺纹；活塞横向上可活动，内外壁接触面采用密封圈密封。本发明提供的试验方法能够模拟水平井重复改造后K344封隔器胶皮上、下两端存在较大压差时的解封能力，且试验装置设计结构简单、造价低，试验结果可靠。

Description

一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法
技术领域
本发明涉及一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置及方法，其能够完成扩张式封隔器胶皮上、下两端存在较大压差工况条件下的解封性能测试，为水平井重复改造封隔器的选择提供指导。
背景技术
对于采用封隔器卡封目标段进行水平井重复改造的工艺技术而言，封隔器通常将油套环空封隔成为三个或者更多的区域，当压裂施工结束后，以单个封隔器为界可以将其附近会形成两种不同的压系统：位于压裂段的一端为高压区域、另一端由于地层能量亏空为低压区域，使得封隔器两端存在较大压差，压裂施工结束后封隔器在压差的作用下能否顺利解封是水平井重复改造封隔器选择需要测试的重要指标之一，因此，需要针对性地开展地面试验进行测试，确保压裂施工结束后，封隔器能顺利解封，整个施工管柱可以顺利上提。
目前，常规的封隔器性能试验主要集中在承压及密封性能试验、强度试验等方面，已经公开的部分试验装置能够模拟上、下压差条件下胶皮的形变，但是还没有针对该工况条件下，扩张式封隔器解封试验的特定试验装置及方法。常规试验装置及方法的不足是：结构复杂、造价较高；以测试承压及密封性能试验、强度试验为主，没有测试胶皮上、下端高压差工况下的解封能力，给水平井重复改造压裂管柱顺利解封起钻留下隐患，不能满足水平井重复改造封隔器测试要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置及方法，为水平井重复改造封隔器选择提供依据。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置，包括试验油管，该试验油管的两端分别设置有带拉环堵头和堵头，试验油管上设置有油管打压孔和节流孔，设置有节流孔的试验油管上套装有模拟套管，模拟套管与试验油管之间依次设置有堵头、活塞和K344封隔器，模拟套管内侧设置有限位环，工作时，活塞能够沿试验油管的轴向上移动。
本发明进一步的改进在于，活塞与模拟套管之间以及活塞与试验油管之间均设置有密封圈。
本发明进一步的改进在于，模拟套管的内侧还设置限位环。
本发明进一步的改进在于，油管打压孔和爆破式出液通道设置在靠近带拉环堵头一端的试验油管上。
本发明进一步的改进在于，在活塞、K344封隔器之间形成的环空能够实现憋压。
本发明进一步的改进在于，油管打压孔连接试验油管，用于提供模拟所需的高压端压力，最高可达25MPa。
本发明进一步的改进在于，模拟套管上的环空打压孔，用于在环空进液过程中排空气体，打压时提供K344封隔器解封动力。
本发明进一步的改进在于，试验油管上还设置有爆破式出液通道，用于当试验油管压力超过爆破式出液通道设定压力时自动泄压，使试验油管维持预定压力。
一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，工作时，将环空打压孔打开，从油管打压孔注入试验液体，试验液体从节流孔流出会产生一定的节流压差令K344封隔器座封，K344封隔器座封后液体将充满由试验油管、模拟套管、活塞及K344封隔器所围成的环形空间，当环空打压孔开始出液时关闭环空打压孔，由于活塞由限位环限位，环形空间压力随液体的注入持续升高，当压力升高至预定压力值后油管打压孔停止注入液体；
通过环空打压孔持续注入试验液体保证由试验油管、模拟套管、活塞及K344 封隔器所围成的环形空间内压力维持在试验设定值，而试验油管的压力为爆破式出液通道的设定压力，超压时爆破式出液通道自动泄压，环形空间和试验油管的压差值即为封隔器解封动力；
观察K344封隔器的解封情况，如果K344封隔器无法解封则拉动带拉环堵头强制K344封隔器解封，并记录拉力值。
本发明具有如下的有益效果：
第一、采用本试验装置进行地面模拟，优选水平井重复改造K344封隔器，可以减小压裂施工后卡钻风险。
本发明能够实现对K344封隔器胶皮上、下端存在高压差工况下的解封性能的定量模拟。
第二、本发明试验装置造价低，试验方法简单。
本发明主要由试验油管、模拟套管辅助其他配件构成，装配简单。
第三、本发明提供的试验装置能够满足压裂后胶皮上、下端压差模拟需要。最高模拟压差可达到25MPa。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、带拉环堵头；2、试验油管；3、油管打压孔；4、模拟套管；5、第一堵头；6、限位环；7、活塞；8、环空打压孔；9、节流孔；10、K344封隔器；11、爆破式出液通道；12、第二堵头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置，包括试验油管2，该试验油管2的两端分别设置有带拉环堵头1和第二堵头12，试验油管2上设置有油管打压孔3、爆破式出液通道11和节流孔 9，设置有节流孔9的试验油管2上套装有模拟套管4，模拟套管4与试验油管2之间依次设置有第一堵头5、活塞7和K344封隔器10，模拟套管4内侧设置有限位环6，工作时，活塞7能够沿试验油管2的轴向上移动。
其中，模拟套管4右端放空，模拟低压端，从而成形K344封隔器胶皮上、下端高压差。
在模拟套管4上配备环空打压孔8，在环空进液过程中排空气体，打压时提供K344封隔器解封动力。
活塞7与模拟套管4、试验油管2内外壁接触面采用密封圈密封，在活塞7、 K344封隔器10之间的环空密闭、能够实现憋压。
油管打压孔3连在试验油管2，打压通过节流孔9节流作用提供K334封隔器10坐封所需的内、外压差。
环空打压孔8连在模拟套管4，提供K334封隔器10坐封后胶皮承受的高压端压力，最高可达25MPa。
本发明提供的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，工作时，首先，检查并擦拭模拟套管各个部件，确保无异物，按照附图装配好试验装置，同时连接地面管线，确保打压、进液设备状态良好，并将试验装置环空打压孔8置于放空状态；然后，采用油管打压孔3缓慢进液打压，试验流体充满试验油管2，在节流孔9节流作用下K344封隔器坐封；试验流体逐步填满活塞7与K344封隔器10之间的环空，直到空气排净、环空打压孔8出水，将环空打压孔8连接至打压设备，环空开始憋压并推动活塞7向左边移动，移动至限位环6处停止，环空继续憋压，当压力升高至预定压力值后油管打压孔3 停止注入液体；最后，通过环空打压孔8持续注入试验液体保证由试验油管2、模拟套管4、活塞7及K344封隔器10所围成的环形空间内压力维持在试验设定值，而试验油管2的压力为爆破式出液通道11的设定压力，超压时爆破式出液通道11自动泄压，环形空间和试验油管2的压差值为封隔器内外压差值，为解封提供动力。
观察K344封隔器10的解封(即模拟套管右端出液)情况，如果K344封隔器10无法解封则拉动带拉环堵头1强制K344封隔器10解封，同时记录拉力值。

Claims (5)

1.一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，其特征在于，该试验方法采用的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验装置，包括试验油管(2)，该试验油管(2)的两端分别设置有带拉环堵头(1)和第二堵头(12)，试验油管(2)上设置有油管打压孔(3)和节流孔(9)，设置有节流孔(9)的试验油管(2)上套装有模拟套管(4)，模拟套管(4)与试验油管(2)之间依次设置有第一堵头(5)、活塞(7)和K344封隔器(10)，模拟套管(4)内侧设置有限位环(6)，工作时，活塞(7)能够沿试验油管(2)的轴向上移动；模拟套管(4)上设置有环空打压孔(8)，用于在环空进液过程中排空气体，打压时提供K344封隔器解封动力；试验油管(2)上还设置有爆破式出液通道(11)，用于当试验油管(2)压力超过爆破式出液通道(11)设定压力时自动泄压，使试验油管(2)维持预定压力；
工作时，将环空打压孔(8)打开，从油管打压孔(3)注入试验液体，试验液体从节流孔(9)流出会产生一定的节流压差令K344封隔器(10)座封，K344封隔器(10)座封后液体将充满由试验油管(2)、模拟套管(4)、活塞(7)及K344封隔器(10)所围成的环空，当环空打压孔(8)开始出液时关闭环空打压孔(8)，由于活塞(7)由限位环(6)限位，环空压力随液体的注入持续升高，当压力升高至预定压力值后油管打压孔(3)停止注入液体；
通过环空打压孔(8)持续注入试验液体保证由试验油管(2)、模拟套管(4)、活塞(7)及K344封隔器(10)所围成的环空内压力维持在试验设定值，而试验油管(2)的压力为爆破式出液通道(11)的设定压力，超压时爆破式出液通道(11)自动泄压，环空和试验油管的压差值即为封隔器解封动力；
观察K344封隔器(10)的解封情况，如果K344封隔器(10)无法解封则拉动带拉环堵头(1)强制K344封隔器(10)解封，并记录拉力值。
2.根据权利要求1所述的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，其特征在于，活塞(7)与模拟套管(4)之间以及活塞(7)与试验油管(2)之间均设置有密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，其特征在于，油管打压孔(3)和爆破式出液通道(11)设置在靠近带拉环堵头(1)一端的试验油管(2)上。
4.根据权利要求1所述的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，其特征在于，在活塞(7)、K344封隔器(10)之间形成的环空能够实现憋压。
5.根据权利要求1所述的一种水平井重复改造工况下K344封隔器解封能力试验方法，其特征在于，油管打压孔(3)连接试验油管(2)，用于提供模拟所需的高压端压力，最高达25MPa。
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