專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稠油熱采套管測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稠油熱采套管測(cè)試裝置，屬于井口控制機(jī)械設(shè)備。
背景技術(shù)：
稠油熱采井在注汽加熱過(guò)程中，套管受熱膨脹，在井口、井底兩端固定的情況下， 產(chǎn)生軸向應(yīng)力為壓縮應(yīng)力，當(dāng)它超過(guò)屈服點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)致套管產(chǎn)生永久變形而損壞。在停注降溫過(guò)程中，套管柱收縮，軸向應(yīng)力由壓縮應(yīng)力變?yōu)槔瓘垜?yīng)力，當(dāng)它超過(guò)屈服點(diǎn)后，將導(dǎo)致接頭螺紋及本體拉斷破壞。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)稠油熱采管的套損率居高不下。套管損傷嚴(yán)重影響了采油率，對(duì)油田的正常生產(chǎn)造成了顯著的影響。因此，通過(guò)合適的全尺寸模擬方法來(lái)篩選稠油熱采套管具有重要的意義?，F(xiàn)有的熱采井模擬試驗(yàn)方法，是采用軸向的拉伸、壓縮載荷，模擬套管在稠油熱采井中所受的熱應(yīng)力。軸向的拉伸、壓縮載荷根據(jù)井況的熱應(yīng)力計(jì)算而來(lái)，這種形式不能夠有效地模擬套管在稠油熱采井中反復(fù)受熱膨脹、降溫收縮的情況，而多次熱脹冷縮會(huì)導(dǎo)致套管強(qiáng)度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可靠性強(qiáng)的稠油熱采套測(cè)試裝置。本發(fā)明提供了一種稠油熱采套管測(cè)試裝置，包括套管、輔棒、加壓管道、加載裝置、加熱裝置、位移傳感器、熱電偶、泄露收集裝置和內(nèi)壓測(cè)壓傳感器；其中，所述套管的接箍的外表面上安裝所述泄露收集裝置，所述套管通過(guò)所述輔棒與所述加載裝置連接，所述內(nèi)壓測(cè)壓傳感器通過(guò)所述輔棒與所述加壓管道連接，所述加熱裝置包裹在所述套管表面， 所述位移傳感器兩端通過(guò)固定裝置固定在所述套管兩端，所述熱電偶通過(guò)喉箍將其固定在所述套管上。優(yōu)選地，所述裝置還包括隔熱材料，通過(guò)所述隔熱材料將所述熱電偶包裹在所述
套管上。優(yōu)選地，所述內(nèi)壓測(cè)壓傳感器通過(guò)所述輔棒上的通孔與所述加壓管道連接。優(yōu)選地，所述加熱裝置為開(kāi)啟式的電加熱爐。本發(fā)明采用反復(fù)升溫降溫的方式，能夠有效模擬套管在稠油熱采井中服役的真實(shí)情況，對(duì)其適用性進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，可對(duì)稠油熱采套管熱疲勞情況下的復(fù)合載荷性能進(jìn)行有效模擬，使試驗(yàn)?zāi)M條件更接近實(shí)際載荷工況，增加試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，保證稠油熱采套管的安全使用。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種稠油熱采套管測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。I、輔棒；2、加載裝置；3、通孔；4、開(kāi)啟式的電加熱爐；5、位移傳感器；6、熱電偶； 7、隔熱材料；8、接箍；9、泄漏收集裝置；10、焊縫；11、加壓管道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種稠油熱采套管測(cè)試裝置，具體包括如下部件圖中標(biāo)記I為輔棒，起到連接套管與軸向加載裝置2的作用，同時(shí)起到封堵管端以便進(jìn)行氣密封試驗(yàn)的作用；4為可開(kāi)啟式的電加熱爐，電加熱爐包裹在套管表面，電加熱爐可將試樣長(zhǎng)度的3/4包裹在內(nèi)以加大試樣熱影響面積，更有效模擬套管受熱情況。加熱時(shí)閉合電加熱爐，降溫時(shí)開(kāi)啟爐門(mén)以加快降溫速度；5為位移傳感器，測(cè)量試樣在加熱及降溫過(guò)程中的變形情況，位移傳感器兩端通過(guò)固定裝置固定在套管兩端；6為熱電偶，為準(zhǔn)確測(cè)得試樣的溫度，用隔熱材料7通過(guò)喉箍將其固定在套管上；9為泄漏收集裝置，當(dāng)套管發(fā)生泄漏時(shí)將泄漏的氣體收集并通過(guò)銅管引出以進(jìn)行檢測(cè)；3是輔棒I上加工的通孔，分別用于連接內(nèi)壓測(cè)壓傳感器與加壓管道11 ;8是套管的接箍，用于連接套管形成管柱，套管的接箍的外表面上安裝所述泄露收集裝置；10是通過(guò)焊接方式連接套管與輔棒所產(chǎn)生的焊縫。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，首先通過(guò)加壓管道經(jīng)通孔加內(nèi)壓至試驗(yàn)設(shè)定壓力，然后用4將套管加熱至試驗(yàn)設(shè)定溫度，升溫過(guò)程中通過(guò)位移傳感器監(jiān)測(cè)位移量的變化。當(dāng)位移發(fā)生變化時(shí)， 施加軸向載荷使位移量保持不變。套管達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定溫度時(shí)保載2小時(shí)，然后降溫至室溫， 降溫過(guò)程中也通過(guò)位移傳感器監(jiān)測(cè)位移量的變化。當(dāng)位移發(fā)生變化時(shí)，施加軸向載荷使位移量保持不變，在室溫下保載2小時(shí)后降載。重復(fù)上述步驟至少9次，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)有無(wú)泄漏、斷裂、變形等失效發(fā)生，若發(fā)生則終止試驗(yàn)，說(shuō)明該套管不適用于特定工況的稠油熱采井，若套管能夠順利通過(guò)試驗(yàn)，說(shuō)明該套管能夠適用。該試驗(yàn)程序在升溫和降溫過(guò)程中限制試樣的位移，主要是為了模擬稠油熱采套管在熱吞吐過(guò)程中受水泥環(huán)固封的影響，采用至少10個(gè)循環(huán)是為了在短時(shí)間內(nèi)加速模擬稠油熱采套管的熱吞吐過(guò)程。在該試驗(yàn)方法中，試驗(yàn)設(shè)定壓力不得低于實(shí)際工況內(nèi)壓，試驗(yàn)設(shè)定溫度不得低于熱采井注熱蒸汽時(shí)井口溫度，采用反復(fù)升溫降溫的方式，可對(duì)稠油熱采套管熱疲勞情況下的復(fù)合載荷性能進(jìn)行有效模擬，能夠有效的模擬套管在稠油熱采井中反復(fù)受熱膨脹、降溫收縮的情況，同時(shí)能反映出多次熱脹冷縮會(huì)導(dǎo)致套管強(qiáng)度問(wèn)題，使試驗(yàn)?zāi)M條件更接近實(shí)際載荷工況，增加試驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種稠油熱采套管測(cè)試裝置，其特征在于，包括套管、輔棒、加壓管道、加載裝置、 加熱裝置、位移傳感器、熱電偶、泄露收集裝置和內(nèi)壓測(cè)壓傳感器；其中，所述套管的接箍的外表面上安裝所述泄露收集裝置，所述套管通過(guò)所述輔棒與所述加載裝置連接，所述內(nèi)壓測(cè)壓傳感器通過(guò)所述輔棒與所述加壓管道連接，所述加熱裝置包裹在所述套管表面，所述位移傳感器兩端通過(guò)固定裝置固定在所述套管兩端，所述熱電偶通過(guò)喉箍將其固定在所述套管上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括隔熱材料，通過(guò)所述隔熱材料將所述熱電偶包裹在所述套管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)壓測(cè)壓傳感器通過(guò)所述輔棒上的通孔與所述加壓管道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述加熱裝置為開(kāi)啟式的電加熱爐。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種稠油熱采套管測(cè)試裝置，屬于井口控制機(jī)械設(shè)備，該裝置包括套管、輔棒、加壓管道、加載裝置、加熱裝置、位移傳感器、熱電偶、泄露收集裝置和內(nèi)壓測(cè)壓傳感器；其中，套管的接箍的外表面上安裝泄露收集裝置，套管通過(guò)輔棒與加載裝置連接，內(nèi)壓測(cè)壓傳感器通過(guò)輔棒與加壓管道連接，加熱裝置包裹在套管表面，位移傳感器兩端通過(guò)固定裝置固定在套管兩端，熱電偶通過(guò)喉箍將其固定在套管上。本發(fā)明采用反復(fù)升溫降溫的方式，能夠有效模擬套管在稠油熱采井中服役的真實(shí)情況，對(duì)其適用性進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01M3/00GK102589990SQ20121003892
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者婁琦, 張丹, 張廣路, 張蕾, 李東風(fēng), 楊鵬, 王蕊, 韓軍, 韓新利, 韓禮紅 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所