[发明专利]基于热力封隔器测试装置的热力封隔器测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稠油热采工艺中热力封隔器的相关技术，特别涉及一种热力封隔器测试装置及方法。

背景技术

在常规的稠油热采工艺中，通常采用注蒸汽的方式将地层中的稠油降粘，以增强稠油的流动性，从而把油从地层中采出。通常所述注蒸汽的方式中采用高温高压的热蒸汽进行注汽，其注汽温度最高可达350℃，注汽压力可达17MPa。目前，现场在注蒸汽热力开采(以下简称热采)稠油的工艺过程中，需要在油管与套管之间形成的油套环空设置封隔器，将所述油套环空封隔，防止从油管注入的热蒸汽从油套环空中返出，从而不能对地层中的稠油有效降粘。

目前热采工艺过程中采用的封隔器主要为热力封隔器，其与其他封隔器相比，动力来源自于热膨胀剂高温下受热汽化后产生的热膨胀力，可实现自动坐封，减少了现场作业步骤，从而有利于节约生产成本，因此在热采工艺现场得到了广泛的推广应用。

随着稠油热采工艺的不断发展，加之高温、高压及复杂的地质环境因素，对热力封隔器的可靠性和合理性等方面的性能都提出了更高的要求。特别是热力封隔器中热膨胀剂装药量的多少、不同温度下热膨胀力和体积膨胀量的大小等参数的确定是决定热力封隔器设计性能的关键。为保证所设计的热力封隔器满足现场需求，在设计之初对热力封隔器的重要设计指标进行简易的模拟试验，可为设计提供参考依据，从而提高设计的合理性和可靠性，降低工具下井作业时存在的风险。

因此有必要提出一种用于相关的测试装置及方法，用于对热力封隔器的设计指标进行模拟测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种热力封隔器测试装置及方法，用于对热力封隔器的设计指标进行模拟测试。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种热力封隔器测试装置，其包括：缸体，其具有周向的侧壁、设置在所述侧壁一端并将其封闭的底壁、以及形成于所述侧壁另一端的开口；密封设置在所述缸体内的活塞，其具有活塞头和活塞杆，所述活塞头设置在所述缸体内，与所述侧壁、底壁形成液腔，所述活塞杆一端与所述活塞头连接，另一端穿过所述开口向外延伸；固定在所述开口位置的缸体上的限位件，其中部设置有通孔，所述通孔内穿设有所述活塞杆，并能对所述活塞头进行限位；与所述液腔相连通的孔道，所述孔道内设置有能将其密封的密封块。

在优选的实施方式中，所述活塞杆穿过所述开口向外延伸的一端上设置有压盖，所述压盖设置有固定部，所述固定部与所述活塞杆穿过所述开口向外延伸的一端固定连接。

在优选的实施方式中，所述固定连接的方式为螺纹连接。

在优选的实施方式中，所述孔道位于所述底壁上。

在优选的实施方式中，所述孔道的孔径为3毫米至5毫米之间。

在优选的实施方式中，所述密封设置的方式为在所述活塞头的外围设置有多个密封圈。

在优选的实施方式中，所述压盖与所述限位件之间设置有预定长度的垫圈。

一种热力封隔器测试方法，其包括：

装料，将装配好的热力封隔器测试装置倒置，将定量的热膨胀剂从所述孔道注入所述液腔内，装满后，将所述密封块钉入所述孔道内，并对其进行堆焊密封；

定容测试，将装料完毕的热力封隔器测试装置正立放置在平板硫化机的上平板、下平板之间，启动平板硫化机，对热力封隔器测试装置进行加温、加压，获取定容测试的压力和温度；

变容测试，重新设定所述上平板位置，对热力封隔器测试装置进行加温、加压，使所述活塞向上运动至所述上平板位置，获取变容测试的压力、温度。

在优选的实施方式中，所述定容测试中通过调整膨胀剂的量，以重复进行定容测试实验，所述变容测试中，通过调整所述上平板位置，以重复进行定容测试实验。

在优选的实施方式中，所述平板硫化机设置有压力表和温度显示表，用于采集所述定容测试和变容测试过程中的压力和温度。

本发明的特点和优点是：本发明所述的热力封隔器测试装置及其对应的测试方法中，可按照测试需求，设定平板硫化机温度、压力、活塞行程等其中一个或两个参数，来测试另外的参数，能够用于确定热膨胀剂装药量的多少、不同温度下热膨胀力和体积膨胀量的大小等参数，满足了不同的测试需求，从而为热力封隔器的设计提供依据。

另外，本发明所述的热力封隔器测试装置安全可靠，测试准确。热力封隔器测试装置的具体结构在高温下可承受较大的压力而不变形；且该装置缸体、活塞的简易结构设计有利于控制热膨胀剂的装药量，并在装满热膨胀剂后用密封块封死，在液腔内形成真空状态，排除了高温加热时空气受热膨胀产生的影响。