一种用于在围压下测试K344封隔器座封节流压差的试验装置及方法与流程

一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置及方法
技术领域
1.本发明涉及油气田勘探开发技术领域，具体涉及一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置及方法。


背景技术：

2.k344封隔器具有工具结构简单、使用方便等技术优势，在油气井压裂、酸化等井下措施中广泛应用。k344封隔器在现场施工时通常是利用液体在管柱中流动产生的节流压差来实现k344封隔器的座封。
3.目前，确定k344封隔器的座封压差都是在常压下进行测试的，根据该测试结果及施工设计排量进行计算，确定节流咀大小。但是在现场施工中发现部分k344封隔器在井下存在无法座封的现象，其主要原因是k344封隔器在井下座封时，周围存在一定的围压，其座封压差随着围压的变化而变化，在常压下进行测试的结果无法准确的指导现场实施。因此，需要模拟k344封隔器在井下工作的实际工况，测试其在围压状态下的座封节流压差，为后续设计及关键工具的选择提供更为可靠的依据。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置及方法，尤其是可以模拟k344封隔器在井下工作的实际工况，测试其在围压状态下的座封节流压差，为后续设计及关键工具的选择提供更为可靠的依据。
5.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
6.一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置，包括一端密封封堵的模拟套管，所述模拟套管的另一端密封连接有可向内注液的多功能堵头，所述位于模拟套管内的多功能堵头端面上连接k344封隔器，所述k344封隔器另一端连接有节流机构，所述模拟套管的外部上设置有进液孔和出液孔，所述出液孔上还连接有压力调节机构。
7.进一步地，所述的多功能堵头上设置有与模拟套管内部连通的进液通道，所述位于模拟套管内的进液通道上连接k344封隔器。
8.进一步地，所述的k344封隔器与模拟套管封隔后形成上环空和下环空，所述进液孔位于上环空的外壁上，出液孔位于下环空的外壁上。
9.进一步地，所述的位于模拟套管内的进液通道上还连接有油管短接，所述k344封隔器与该油管短接连接。
10.进一步地，所述的压力调节机构为节流阀，所述的节流机构为节流堵头，所述的节流堵头上设置有节流咀。
11.一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置的方法，包括上述任意一项所述的试验装置，包括以下方法，
12.根据井下套管内的实际压力值，令实际压力值为p，该实际压力值p即为k344封隔
器的设定围压值；
13.将k344封隔器安装在多功能堵头上，然后将其整体安装在模拟套管内，使k344封隔器位于模拟套管内，多功能堵头密封连接在模拟套管一端；
14.分别通过进液孔和多功能堵头给k344封隔器与模拟套管之间的环空内及k344封隔器内注入液体，其中多功能堵头处进行小排量注入，调节出液孔上的压力调节机构，使其k344封隔器与模拟套管之间的环空内的压力值与实际压力值p相同，并持续注入液体，保持k344封隔器与模拟套管之间的环空内的压力不变，即此时进液孔得压力值等于实际压力值p；
15.从多功能堵头逐步增大排量的注入液体，使k344封隔器在节流机构的作用下形成节流压差使其座封；
16.测试此时的k344封隔器在围压状态下座封所需的节流压差。
17.进一步地，一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置的方法，还包括以下方法：
18.当k344封隔器在围压状态下座封后，观察出液孔的出液情况和进液孔的注入压力；
19.当出液孔停止出液同时进液孔的压力值突然升高，则停止所有进液通道的液体注入；
20.记录此时多功能堵头上的进液压力值，令多功能堵头上的进液压力值为p1，计算此时k344封隔器在围压压力为p时k344封隔器的座封节流压差为p1-p。
21.本发明的有益效果是：
22.与现有技术相比，本发明通过将k344封隔器处于预先设定的围压中，通过液体注入及节流堵头的作用使k344封隔器内产生一定的节流压差，测试其在围压状态下的座封节流压差。该试验装置及方法原理简单、可操作性高、测试结果准确，可以为施工时k344封隔器座封节流压差设计提供准确的依据。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
24.图1是本发明的整体剖面结构示意图。
25.图中：1-模拟套管、2-多功能堵头、3-进液孔、4-出液孔、5-节流堵头、6-k344封隔器、7-进液通道。
具体实施方式
26.下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置及方法的技术方案进行详细介绍说明。
27.参照图1所示，一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置，包括一端密封封堵的模拟套管1，用于模拟井下油管外的套管，其中模拟套管1的一端密封设置，在模拟套管1的另一端密封连接有可向内注液的多功能堵头2，多功能堵头2上可以向内注入液体，位于模拟套管1内的多功能堵头2端面上连接k344封隔器，在多功能堵头2端面上还可设置同k344封隔器连接的公扣，用于连接k344封隔器，k344封隔器另一端连接有节流机
构，通过该节流机构使从多功能堵头2处进行给k344封隔器内注水时，其内部可形成节流压力，从而可使k344封隔器实现座封，模拟套管1的外部上设置有进液孔3和出液孔4，通过进液孔3和出液孔4使k344封隔器与模拟套管1之间的环空可以形成外部围压，从而模拟实际井下的套管内压力，出液孔4上还连接有压力调节机构，采用压力调节机构调整本发明的k344封隔器与模拟套管1之间的环空内的压力值，使其该压力值与真实的井下套管压力相同，从而实现真实模拟k344封隔器在井下的围压状态下座封时所需的节流压差，进而保证k344封隔器下井后可实现百分百的实现座封的效果，为井场施工提高了工作效率。
28.参照图1所示，多功能堵头2上设置有与模拟套管1内部连通的进液通道7，便于通过该进液通道7进行给k344封隔器内注液，位于模拟套管1内的进液通道7上连接k344封隔器，可在位于模拟套管1内的进液通道7上设置公扣用于连接k344封隔器。
29.其中k344封隔器与模拟套管1封隔后形成上环空和下环空，进液孔3位于上环空的外壁上，出液孔4位于下环空的外壁上，目的是在当k344封隔器座封后形成向下两个环空，此时上环空得压力即是k344封隔器座封后外环空的压力，k344封隔器内的压力即是座封压力，座封时所需的节流压差即为二者压力的差值。
30.另一种实施方式为：位于模拟套管1内的进液通道7上还连接有油管短接，k344封隔器与该油管短接连接，油管短接上设置与k344封隔器连接的公扣便于连接，采购该结构是为了更好的真实模拟油管内k344封隔器座封的环境，同时保证进液孔3和出液孔4分别位于上环空和下环空的外壁上。
31.其中压力调节机构为节流阀，可通过手动调节该节流阀使内部的压力满足井下真实外环空内的压力，节流机构为节流堵头5，节流堵头5上设置有节流咀，可以使k344封隔器内产生节流压力，实现座封。
32.参照图1所示，一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置的方法，包括上述任意一项所述的试验装置，包括以下方法，
33.根据井下套管内的实际压力值，令实际压力值为p，该实际压力值p即为k344封隔器的设定围压值；
34.将k344封隔器安装在多功能堵头2上，然后将其整体安装在模拟套管1内，使k344封隔器位于模拟套管1内，多功能堵头2密封连接在模拟套管1一端；
35.分别通过进液孔3和多功能堵头2给k344封隔器与模拟套管1之间的环空内及k344封隔器内注入液体，其中多功能堵头2处进行小排量注入，调节出液孔4上的压力调节机构，即节流阀，使其k344封隔器与模拟套管1之间的环空内的压力值与实际压力值p相同，目的是真实的模拟井下套管内的压力，即本发明中所述的k344封隔器的围压值；并持续注入液体，保持k344封隔器与模拟套管1之间的环空内的压力不变，即此时进液孔3得压力值等于实际压力值p；
36.从多功能堵头2逐步增大排量的注入液体，注液时可采用阶梯式提高注液的注入排量，来提升注入的压力，使k344封隔器在节流机构的作用下形成节流压差使其座封；
37.测试此时的k344封隔器在围压状态下座封所需的节流压差。
38.其中，一种用于在围压下测试k344封隔器座封节流压差的试验装置的方法，还包括以下方法：
39.当k344封隔器在围压状态下座封后，观察出液孔4的出液情况和进液孔3的注入压
力；
40.当出液孔4停止出液同时进液孔3的压力值突然升高，则停止所有进液通道的液体注入；
41.记录此时多功能堵头2上的进液压力值，令多功能堵头2上的进液压力值为p1，计算此时k344封隔器在围压压力为p时k344封隔器的座封节流压差为p1-p。
42.本发明中的可在进液孔3、出液孔4及进液通道7的外部设置压力计，便于观察压力，也可以在注液设备上设置压力计，进而便于观察不同位置的注液压力。
43.本发明的试验装置及方法原理简单、可操作性高、测试结果准确，可以为施工时k344封隔器座封节流压差设计提供准确的依据，解决了确定k344封隔器的座封压差在常压下测试，测试结果无法准确的指导现场实施，导致根据测试结果进行设计，现场施工中部分k344封隔器在井下存在无法座封的问题。
44.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
45.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
46.各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。