[实用新型]一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置

说明书

本实用新型为一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置，包括井下管柱组合结构、增压泵、加热罐和控制部，井下管柱组合结构包括井筒，井筒内套设测试管柱，测试管柱的外壁上套设封隔器，封隔器、测试管柱的外壁和井筒的内壁之间构成环空部，井筒的内腔一端构成井底部，测试管柱的另一端构成井口部；加热罐的出口与增压泵的入口连通设置，增压泵的出口与井底部连通设置，井口部能与加热罐的一入口密封连通；井底部、环空部和井口部均连通设置温度采集单元和压强采集单元。该装置能够较为真实的模拟深井内压强和温度情况，能够较为准确地实验得出真实环境下测试管柱受力变形情况以及工况参数的变化对管柱强度的影响。

技术领域

本实用新型涉及石油与天然气工程技术领域，尤其涉及一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置。

背景技术

伴随着石油需求量的上升以及大多数油田的已开发情况，全球钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方向发展，以前埋藏较深难以动用的深层油气藏逐渐成为油田可采储量的重要增长点。因此高温高压井的测试成为油气田开发中最重要的环节之一。高温高压井的地层测试技术是一个世界石油勘探范围内的技术难题，不仅在国内属于高难技术，在国际上也没有成熟的经验。

首先，超深、高温、高压井的测试由于条件限制，还没有形成一套完整有效的测试设计和施工模式与规范，地层测试工作仍是超深、高温、高压井勘探施工环节中的主要矛盾之一。测试管柱在井下受多种载荷的共同作用，在不同工况下，流体性质、流体排量及其它参数的变化，会改变井筒内的温度压强情况，进而影响管柱受力和应力分布，打破平衡状态。与地面管汇不同，井下管柱处于深部地层中，其受力与变形情况就不可能受到实时观测。

其次，目前许多学者针对测试管柱进行了深入的研究，但所有的研究都只是停留在理论阶段，可靠性和安全性有待进一步论证，管柱井下状况只能通过井口压强、温度、流量等数据进行间接计算，一旦计算不准确，极有可能造成工具失效、管柱变形过大和管柱强度不足发生破坏等意外事故。在高温高压深井作业中，这种矛盾尤其明显，封隔器管柱的安全可靠性更受到挑战。

因此，在地层测试之前进行相关的室内模拟实验是非常有必要的，由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置，通过分析不同条件下的管柱受力情况，将对校核管柱的安全性以及为管柱的合理配置和生产作业的顺利进行提供必要的理论依据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置，该装置能够较为真实的模拟深井内压强和温度情况，能够较为准确地实验得出真实环境下测试管柱受力变形情况以及工况参数的变化对管柱强度的影响，通过分析不同条件下的测试管柱受力情况，将对测试管柱的安全性以及为管柱的合理配置和生产作业的顺利进行提供必要的理论依据。

本实用新型的目的是这样实现的，一种循环带温带压的测试管柱井下模拟实验装置，包括井下管柱组合结构、增压泵、加热罐和控制部，所述井下管柱组合结构包括两端能密封的固定设置的井筒，所述井筒内套设有一端开口的测试管柱，所述测试管柱的外壁上轴向间隔套设能将所述测试管柱坐封于所述井筒内的封隔器，所述封隔器、所述测试管柱的外壁和所述井筒的内壁之间构成密封的环空部，所述井筒的内腔一端构成井底部，所述测试管柱的一端开口与所述井底部连通，所述测试管柱的另一端构成井口部；所述加热罐能存储且能加热循环流体，所述加热罐的出口与所述增压泵的入口连通设置，所述增压泵能调节增高循环流体的压力，所述增压泵的出口与所述井底部连通设置，所述井口部能与所述加热罐的一入口密封连通；所述井底部、所述环空部和所述井口部均连通设置温度采集单元和压强采集单元，所述温度采集单元、所述压强采集单元、所述增压泵和所述加热罐均与控制部电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述测试管柱的轴向长度能在活塞效应、鼓胀效应和温度效应共同作用下产生总轴向变形，

ΔL＝ΔL₁+ΔL₂+ΔL₃；