[发明专利]一种地下储气库注采管柱密封性能检测方法

说明书

本发明公开一种地下储气库注采管柱密封性能检测方法，通过多次拉伸、压缩、拉伸交替循环加压检测注采管柱的密封性能，筛选出适用于储气库注采管柱的螺纹接头，提高管柱在交变载荷下的密封性能，保障注采管柱长周期安全运行，将极大程度降低管柱泄漏风险，从而避免事故发生，本发明具有良好的经济效益和广阔的应用前景。

【技术领域】

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种地下储气库注采管柱密封性能检测方法。

【背景技术】

地下储气库注采管柱(注采完井管柱)是保证气体注入、采出的安全通道，储气库井设计寿命在30年以上，对注采管柱同样提出更高的要求，要确保30年或更长期限内注采管柱的运行安全，但是从国内已建成的大港储气库群、京58储气库群等储气库井油套环空带压反映出注采管柱泄漏问题，尽管注采管柱采用的是气密封特殊螺纹，且在下井前均进行了氦气密封检测，但密封问题依然凸显。

现有的《ISO 13679石油天然气工业套管和油管螺纹连接试验程序》标准虽然规定了气密封螺纹密封试验程序，但仅进行了1.5周次的气密封循环试验，而注采管柱每年基本上是1次注气和采气。另外从ISO 13679中发现，管柱在拉伸载荷下的密封性能良好，但在拉伸→压缩→拉伸载荷下管柱存在泄漏风险。地下注采管柱所承受载荷是拉伸和压缩交变载荷，采气时完井管柱依然主要承受拉伸载荷，注气时则主要承受压缩载荷，有时压缩载荷高达管柱额定抗拉强度的80％以上。目前，各生产厂特殊螺纹接头的耐压缩性能(压缩效率)参差不齐，压缩效率从30％～100％都有，一旦选用不合适极易造成管柱泄漏。因此，建立注采管柱多周期气密封循环试验方法，对筛选适用的注采管柱气密封螺纹接头和评估注采管柱长周期密封完整性至关重要。

现有技术存在的主要问题：1)气密封循环试验周次仅1.5次，难以适用于现有的拉伸→压缩→拉伸载荷下30周次以上实际情况的模拟；2)对拉伸载荷下气密封循环考虑较多，缺少拉伸和压缩交变载荷下的气密封性能分析。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种确立储气库注采管柱长期气密封能力的检测试验方法，提高管柱在交变载荷下的密封性能，保障注采管柱长周期安全运行。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种地下储气库注采管柱密封性能检测方法，包括以下步骤：

(1)试样制备；

准备注采管柱螺纹连接接头试样，所述试样包括两截油管，两截油管由接箍连接在一起，在接箍两侧装配密封检测装置，在每一个油管的外端焊接油管堵头，得到试验试样，将试验试样安装在实物复合加载试验装置上；

(2)试验载荷计算；

计算试验试样承受的工作载荷，包括最大拉伸载荷、最大压缩载荷和最大注采压力，通过最大拉伸载荷获得试验拉伸载荷，通过最大压缩载荷获得试验压缩载荷，通过最大注采压力获得试验注采压力；

(3)试验载荷加载步骤；

a)对整个试验试样施加试验拉伸载荷，再向油管内打气体压力至试验注采压力，保载设定时间一；

b)卸掉油管的内压至零，卸掉拉伸载荷至零，然后施加试验压缩载荷，并向管柱内打气体压力至试验注采压力，保载设定时间一；

c)卸掉油管的内压至零，施加压缩载荷至额定压缩载荷，保载设定时间一；

d)降低压缩载荷至试验压缩载荷，并施加油管的内压至试验注采压力，保载设定时间一；

e)卸掉试验压缩载荷至零，保载设定时间一；

f)施加拉伸载荷至试验拉伸载荷，保载设定时间一；