CN113565475A - 一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置及方法，所述装置包括开设在所述射孔套管上的射孔以及与所述射孔形状相匹配的密封块，所述射孔为圆锥孔，且所述圆锥孔的截面直径从套管的外侧壁至内侧壁逐渐减小，所述密封块为与所述圆锥孔形状相匹配的圆锥形密封块。所述确定装置通过采用楔形结构在外力作用下，随着外力的增大接触面越来越紧密的原理，设置圆锥面孔眼和圆锥形密封块，达到了随水压增大孔眼抗泄漏能力同时增大的效果，增强了射孔套管抗外挤强度检测评价的可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻探设备领域，尤其涉及一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置和方法。
背景技术
石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行，为使油井底部的油气输送到地面，位于油气层范围内的套管需要射孔以使油气进入套管内并最终从油管中输出到地面。
套管射孔后，整体抵抗外部挤毁的能力下降，如果射孔套管被挤毁，那么油气流通将受到影响甚至被关闭，严重影响油气正常生产，所以射孔套管的抗外挤强度是保证井完整性的关键。
现有套管的抗外挤强度检测是在套管外部施加均匀的水压力直至套管挤毁失效，从而确定套管抗外挤强度，而射孔套管由于无法密封液体或气体，所以采用此种方法无法检测评价射孔套管抗外挤强度。有文献报道采用射孔套管孔眼攻丝后拧接螺钉密封孔眼的方法检测抗外挤强度，但密封效果有限，而且工作量较大，实际中不便于实施。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置和方法，以提高射孔的密封性能，从而进一步提高实验的可靠性。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明技术方案的一方面提供一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置，包括开设在所述射孔套管上的射孔以及与所述射孔形状相匹配的密封块，所述射孔为圆锥孔，且所述圆锥孔的截面直径从套管的外侧壁至内侧壁逐渐减小，所述密封块为与所述圆锥孔形状相匹配的圆锥形密封块。
优选地，所述密封块的外侧壁上缠绕有柔性密封带。
优选地，所述射孔套管的外侧壁缠绕有塑料带。
优选地，所述柔性密封带为聚四氟乙烯生料带。
优选地，所述圆锥孔的内壁面为光滑面。
本发明技术方案的另一方面提供一种用于确定射孔套管承载特性的实验方法，基于所述的实验装置，该实验方法包括步骤
在射孔套管上开设有所述圆锥孔；
将圆锥形的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实；
在射孔套管两端焊接堵头；
将焊接有堵头的射孔套管在抗外挤实验机上对套管外表面施加水压直至射孔套管挤毁失效。
优选地，所述密封块的外侧壁上缠绕有柔性密封带，具体为：
将缠绕有柔性密封带的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实。
优选地，将圆锥形的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实后，将所述射孔套管的外侧壁缠绕有塑料带。
优选地，所述柔性密封带为聚四氟乙烯生料带。
优选地，所述圆锥孔的内壁面为光滑面。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
本发明中采用楔形结构在外力作用下，随着外力的增大接触面越来越紧密的原理，设置圆锥面孔眼和圆锥形密封块，达到了随水压增大孔眼抗泄漏能力同时增大的效果，增强了射孔套管抗外挤强度检测评价的可操作性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的射孔套管以及用于确定射孔套管承载特性实验装置的结构示意图；
图2为图1中的射孔套管的结构示意图。
附图标记说明
1-射孔套管、2-圆锥形密封块、3-聚四氟乙烯生料带、4-射孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，为本发明的实施例提供的一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置，包括开设在所述射孔套管1上的射孔4以及与所述射孔4形状相匹配的密封块2，本发明中的所述射孔4为圆锥孔，且所述圆锥孔的截面直径从套管1的外侧壁至内侧壁逐渐减小，所述密封块2为与所述圆锥孔4形状相匹配的圆锥形密封块2。在进行模拟实验时，将射孔套管1两端焊接堵头后，在常规抗外挤试验机上对套管外表面施加水压直至射孔套管1挤毁失效。
实验时，对套管1的外表面施加水压，由于密封块2的楔紧作用，因此随着水压的逐渐增大，密封效果更好，孔眼的抗泄露能力同时增大，因此能够进一步提高了射孔套管1承载特性确定的准确性，同时增强了射孔套管1抗外挤强度检测评价的可操作性。
所述密封块2的外侧壁上缠绕有柔性密封带3，例如可以为布带、聚四氟乙烯生料带或者是其他本领域就技术人员熟知的其他的能够起到密封作用的柔性密封带3。其中作为优选的，所述柔性密封带3为聚四氟乙烯生料带。
为了进一步提高密封效果，从而进一步提高实验的准确性，所述圆锥孔4的内壁面为光滑面。将所述圆锥孔4的内壁设置为光滑面，因此外侧的水压力越大，则密封块2压的越紧，通过充分利用圆锥形密封块2与圆锥孔4之间的楔紧作用，从而进一步提高密封效果。
为了进一步提高密封效果，所述射孔套管1的外侧壁缠绕有塑料带(图中未示出)，所述塑料带缠绕的路径经过所述射孔4和所述密封块2。
作为本发明的了另一个实施例，本发明还提供了一种用于确定射孔套管承载特性的实验方法，包括步骤：
1)在射孔套管1上开设有所述圆锥孔4；
2)将圆锥形的密封块2插入至所述圆锥孔4内并进行压实；
3)在射孔套管1两端焊接堵头；
4)将焊接有堵头的射孔套管1在抗外挤实验机上对套管外表面施加水压直至射孔套管挤毁失效。
所述密封块2的外侧壁上缠绕有柔性密封带3，所述步骤2)具体为：将缠绕有柔性密封带3的密封块2插入至所述圆锥孔4内并进行压实。
为了进一步提高实验的准确性，所述步骤2)中将圆锥形的密封块2插入至所述圆锥孔4内并进行压实后，将所述射孔套管1的外侧壁缠绕有塑料带。
优选地，所述柔性密封带3为聚四氟乙烯生料带。
优选地，所述圆锥孔4的内壁面为光滑面。
采用本发明提供的射孔套管1承载特性确定装置和确定方法，通过采用楔形结构在外力作用下，随着外力的增大接触面越来越紧密的原理，设置圆锥面孔眼和圆锥形密封块，达到了随水压增大孔眼抗泄漏能力同时增大的效果，增强了射孔套管抗外挤强度检测评价的可操作性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于确定射孔套管承载特性的实验装置，其特征在于，包括开设在所述射孔套管上的射孔以及与所述射孔形状相匹配的密封块，所述射孔为圆锥孔，且所述圆锥孔的截面直径从套管的外侧壁至内侧壁逐渐减小，所述密封块为与所述圆锥孔形状相匹配的圆锥形密封块。
2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述密封块的外侧壁上缠绕有柔性密封带。
3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述射孔套管的外侧壁缠绕有塑料带。
4.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述柔性密封带为聚四氟乙烯生料带。
5.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述圆锥孔的内壁面为光滑面。
6.一种用于确定射孔套管承载特性的实验方法，基于如权利要求1中所述的实验装置，其特征在于，该实验方法包括步骤：
在射孔套管上开设有所述圆锥孔；
将圆锥形的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实；
在射孔套管两端焊接堵头；
将焊接有堵头的射孔套管在抗外挤实验机上对套管外表面施加水压直至射孔套管挤毁失效。
7.根据权利要求6所述的实验方法，其特征在于，所述密封块的外侧壁上缠绕有柔性密封带，具体为：
将缠绕有柔性密封带的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实。
8.根据权利要求6所述的实验方法，其特征在于，将圆锥形的密封块插入至所述圆锥孔内并进行压实后，将所述射孔套管的外侧壁缠绕有塑料带。
9.根据权利要求7所述的实验方法，其特征在于，所述柔性密封带为聚四氟乙烯生料带。
10.根据权利要求6所述的实验方法，其特征在于，所述圆锥孔的内壁面为光滑面。
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