CN110082215A - 一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置及试验方法 - Google Patents

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Abstract

一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置及试验方法，包括釜体、加压装置、加热装置和监测装置；加热装置套设在釜体的外侧，釜体的一端设置有加压装置，另一端设置监测装置；加压装置与釜体内部连通；监测装置用于监测釜体内部的温度和压力。本发明提供一种对分段多级压裂中使用的桥塞在一定温度压力条件下密封性能、承压性能开展性能评价的外加压式压裂桥塞密封承压试验装置和方法；可以对不同类型油气井用压裂桥塞密封承压性能进行评价，提高桥塞出厂合格率。

Description

一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置及试验方法
技术领域
本发明属于油气井用桥塞检测技术领域，特别涉及一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置及试验方法。
背景技术
随着油气田的开发和能源的不断耗竭，页岩气、煤层气等非常规油气将成为未来石油天然气资源的重要接替者。但是由于非常规油气储层具有低孔、特低渗透的特性，针对这类非常规油气层，必须实施分段多级压裂增产措施后方见产能。因此，分段多级压裂技术是进行非常规油气储层改造、有效提高单井产量的首选阶段，其作用日益明显。
分段多级压裂技术使用电缆传输泵送桥塞来暂时隔离已压裂井段对未压裂井段进行水力压裂。在多级压裂完成以后，桥塞将被连续油管磨铣成碎屑，或着被井液溶解成粉末状后返排出井筒，使井筒恢复全尺寸内径便于投入生产。
因此，在分段多级压裂技术中，桥塞起到举足轻重的作用，它的性能直接影响到电缆泵送成功率和储层压裂改造效果。特别是桥塞在一定温度压力条件下的密封性能和承压性能，是最重要的影响因素。然而随着非常规油气井的大力开发，越来越多的桥塞在施工过程中暴露出影响压裂进程的问题：泵送过程桥塞提前坐封、高温高压条件下长时间工作后密封失效、卡瓦总承在压裂时崩裂等。这些问题给压裂施工带来极大的工程复杂，甚至会影响油气产量。故桥塞的用前检测是保证使用性能关键的一环。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置及试验方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，包括釜体、加压装置、加热装置和监测装置；加热装置套设在釜体的外侧，釜体的一端设置有加压装置，另一端设置监测装置；加压装置与釜体内部连通；监测装置用于监测釜体内部的温度和压力。
进一步的，加压装置包括高压泵和高压管路；高压管路的一端连通釜体内部，高压管路的另一端连接高压泵。
进一步的，加热装置包括加热腔体、导热液压油源和油液导入管；加热腔体为筒状，加热腔体套设在釜体的外侧，且加热腔体的两端与釜体的表面密封，在釜体和加热腔体之间形成加热腔；油液导入管的一端与加热腔连通，另一端连接导热液压油源。
进一步的，监测装置包括温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器均伸进釜体内部设置。
进一步的，设置有监测装置的一侧为釜体出口，釜体出口处通过密封件密封，密封件与釜体之间设置有O型密封圈。
进一步的，还包括套管，套管为单侧开口的筒状结构，套管内设置待测桥塞，套管开口处设置有密封接头，密封接头与套管之间设置有O型密封圈。
进一步的，一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置的试验方法，包括以下步骤：
步骤1，将待测桥塞装进套管，然后将套管通过密封接头和O型密封圈密封，接着将套管放进釜体，同时对釜体的出口进行密封；
步骤2，向加热腔注入导热油对釜体加温，高压泵将纯净水注入釜体对釜体内部加压；
步骤3，通过监测装置检测釜体内的温度与压力，釜体内的温度与压力就是套管表面所承受的温度和压力；
步骤4，当釜体内温度压力达到试验测试所设置温度压力值时，停止加温加压，观察并记录温度压力传感器所监测温度压力变化曲线。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明提供一种对分段多级压裂中使用的桥塞在一定温度压力条件下密封性能、承压性能开展性能评价的外加压式压裂桥塞密封承压试验装置和方法；可以对不同类型油气井用压裂桥塞密封承压性能进行评价，提高桥塞出厂合格率；
本发明能够通过调节加热装置和加压装置接近井下实际工况，真实测试压裂桥塞在实际工作环境下的性能表现。
附图说明
图1为本发明示意图，
图2为釜体结构图，
其中：1、釜体；2、加热腔体；3、导热液压油源；4、油液导入管；5、高压管路；6、高压泵；7、温度传感器；8、压力传感器；11、套管；12、待测桥塞；13、密封接头； 14、O型密封圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1至图2，一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，包括釜体1、加压装置、加热装置和监测装置；加热装置套设在釜体1的外侧，釜体1的一端设置有加压装置，另一端设置监测装置；加压装置与釜体1内部连通；监测装置用于监测釜体内部的温度和压力。
加压装置包括高压泵6和高压管路5；高压管路5的一端连通釜体1内部，高压管路5的另一端连接高压泵6。
加热装置包括加热腔体2、导热液压油源3和油液导入管4；加热腔体2为筒状，加热腔体2套设在釜体1的外侧，且加热腔体2的两端与釜体1的表面密封，在釜体1和加热腔体2之间形成加热腔；油液导入管4的一端与加热腔连通，另一端连接导热液压油源 3。
监测装置包括温度传感器7和压力传感器8，温度传感器7和压力传感器8均伸进釜体1内部设置。
设置有监测装置的一侧为釜体出口，釜体出口处通过密封件密封，密封件与釜体1之间设置有O型密封圈。
还包括套管11，套管11为单侧开口的筒状结构，套管11内设置待测桥塞12，套管11开口处设置有密封接头13，密封接头13与套管11之间设置有O型密封圈14。
一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置的试验方法，包括以下步骤：
步骤1，将待测桥塞装进套管，然后将套管通过密封接头和O型密封圈密封，接着将套管放进釜体，同时对釜体的出口进行密封；
步骤2，向加热腔注入导热油对釜体加温，高压泵将纯净水注入釜体对釜体内部加压；
步骤3，通过监测装置检测釜体内的温度与压力，釜体内的温度与压力就是套管表面所承受的温度和压力；
步骤4，当釜体内温度压力达到试验测试所设置温度压力值时，停止加温加压，观察并记录温度压力传感器所监测温度压力变化曲线。
参照图1，本发明采用一个可以模拟油气井井下温度压力环境的密封金属容器作为压力温度提供釜体1，釜体1被一个加热腔体2所包裹。采用本发明，将需要测试的桥塞 12首先在套管11内坐封，套管11另一端用密封接头13和O型密封圈14密封。将套管 11连着桥塞12一起放入到釜体1内，并将釜体1入口密封。加热腔体2和导热液压油源 3通过液压油输入管线4连接，导热液压油源3向加热腔体2注入导热液压油从而对釜体 1内环境进行加温。高压泵6直接与釜体1连接，并将纯净水通过高压管线5注入釜体1 以提供压力环境。温度传感器7和压力传感器8，可以实时检测釜体1内压力温度变化。在加温加压过程中，套管11内被桥塞12和密封接头13密封的内腔还保持放入釜体1前的状态，而套管11外表面的温度和压力即为釜体1内加温加压后的值。套管11内被桥塞 12和密封接头13密封的内腔承受着来自釜体1的温度压力。当釜体1内温度压力达到试验测试所设置温度压力值时，停止加温加压，观察并记录温度压力传感器所监测温度压力变化曲线。如果压力发生降低，说明，釜体1内压力泄露进入套管11内被桥塞12和密封接头13密封的内腔，桥塞12的密封承压性能还有待优化改善。
参照图2，釜体1被一个加热腔体2所包裹。加热腔体2和导热液压油源3通过液压油输入管线4连接，导热液压油源3向加热腔体2注入导热液压油从而对釜体1内环境进行加温。高压泵6直接与釜体1连接，并将纯净水通过高压管线5注入釜体1以提供压力环境。温度传感器7和压力传感器8，可以实时检测釜体1内压力温度变化。
参照图1，桥塞12首先在套管11内坐封，套管11另一端用密封接头接头13和O 型密封圈14密封。在加温加压过程中，套管11内被桥塞12和密封接头13密封的内腔还保持放入釜体1前的状态，而套管11外表面的温度和压力即为釜体1内加温加压后的值。

Claims (7)

1.一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，包括釜体(1)、加压装置、加热装置和监测装置；加热装置套设在釜体(1)的外侧，釜体(1)的一端设置有加压装置，另一端设置监测装置；加压装置与釜体(1)内部连通；监测装置用于监测釜体内部的温度和压力。
2.根据权利要求1所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，加压装置包括高压泵(6)和高压管路(5)；高压管路(5)的一端连通釜体(1)内部，高压管路(5)的另一端连接高压泵(6)。
3.根据权利要求1所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，加热装置包括加热腔体(2)、导热液压油源(3)和油液导入管(4)；加热腔体(2)为筒状，加热腔体(2)套设在釜体(1)的外侧，且加热腔体(2)的两端与釜体(1)的表面密封，在釜体(1)和加热腔体(2)之间形成加热腔；油液导入管(4)的一端与加热腔连通，另一端连接导热液压油源(3)。
4.根据权利要求1所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，监测装置包括温度传感器(7)和压力传感器(8)，温度传感器(7)和压力传感器(8)均伸进釜体(1)内部设置。
5.根据权利要求1所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，设置有监测装置的一侧为釜体出口，釜体出口处通过密封件密封，密封件与釜体(1)之间设置有O型密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，其特征在于，还包括套管(11)，套管(11)为单侧开口的筒状结构，套管(11)内设置待测桥塞(12)，套管(11)开口处设置有密封接头(13)，密封接头(13)与套管(11)之间设置有O型密封圈(14)。
7.一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置的试验方法，其特征在于，基于权利要求1至6任意一项所述的一种外加压式压裂桥塞密封承压试验装置，包括以下步骤：
步骤1，将待测桥塞装进套管，然后将套管通过密封接头和O型密封圈密封，接着将套管放进釜体，同时对釜体的出口进行密封；
步骤2，向加热腔注入导热油对釜体加温，高压泵将纯净水注入釜体对釜体内部加压；
步骤3，通过监测装置检测釜体内的温度与压力，釜体内的温度与压力就是套管表面所承受的温度和压力；
步骤4，当釜体内温度压力达到试验测试所设置温度压力值时，停止加温加压，观察并记录温度压力传感器所监测温度压力变化曲线。
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