高温条件下复合射孔器检测装置的研制

2022-09-11

国内对复合射孔作用机理研究较少, 对复合射孔器产生的高压气体的压力, 作用时间与裂缝之间的关系也不够深入。主要存在两方面的问题:1, 国内高温复合射孔器技术发展缓慢, 技术相对落后, 产品质量参差不齐。2, 没有同一的检测标准, 无法快速推动技术发展, 无法评定高温复合射孔器质量的优劣。随着油田勘探开发工作的不断深入, 油层条件越来越差, 进行高温复合射孔器完井作业的井在大量增加, 如大庆油田130℃以上进行复合射孔的井数量呈逐年上升的趋势。因此, 我们迫切需要研究高温复合射孔器的检测技术, 对进入油田的高温复合射孔器材进行有效的质量控制, 同时促进高温复合射孔器材技术快速的发展。

1 设计加工新的高温复合射孔器釜体

根据高温复合射孔试验的相关技术和安全要求设计生产新的试验釜体, 对各项指标我们都可以有更高的要求, 所以新的设备将具有操作性好, 安全性高, 采集的试验数据准确度高的优点。

2 设计方案及技术关键

根据高温复合射孔器各项指标的要求对高温射孔器单元试验釜体、循环加热装置进行设计, 设计的过程中会着重考虑整个装置的安全性和可操作性, 同时要满足下面的技术关键:

2.1 试验釜体的承温性能好, 可承受200℃、168小时的连续加温;

2.2 具备温度溢出自断功能, 当温度溢出所设定的温度后, 将启动设备的加温自断功能, 实现加温的有效可控, 保证安全;

2.3 具备温度变化的实时监测和储存功能, 可以在加温的过程中绘制温度-时间曲线, 做到实时监测温度变化, 同时储存温度-时间曲线, 用做产品检测的评定参数;

2.4 在试验釜体和循环加温管线上设计安装单向阀, 达到复合射孔试验时缓冲爆炸压力, 保护循环加温装置。

3 釜体的承温性能效果确认

2014年7月2日—2014年9月10, 我们进行了两次160℃、168小时高温复合射孔器单元射孔试验, 两次160℃、120小时高温复合射孔器单元射孔试验, 6次160℃、48小时高温复合射孔器单元射孔试验, 结果显示高温复合射孔试验釜体 (试验后对高温射孔器釜体进行了高温探伤检测, 检测结果如下图所示) 、加温装置、和数据采集系统各项技术指标都正常, 满足对高温复合射孔器检测评定的工作要求。

4 温度对高温火药性能的影响规律探究

同时选取国内高温复合射孔器材耐温性能较好的几个厂家所生产的高温复合射孔器材, 做了相关高温复合射孔试验, 通过试验结果我们给出了:温度对高温火药性能的影响规律曲线 (误差≤10%) , 其相关数据曲线如下图所示。

从上图我们可以看出, 由室温到154℃、48h (标准规定的耐温指标) 产品性能未出现大幅度下降, 在170℃、48h时性能下降幅度增大, 到200℃、48h仍能作功, 只是有效作用时间不满足标准要求。这些数据将为我们制定高温复合射孔器检测标准提高数据支持。

5 结语

高温复合射孔器检测技术的研发成功, 创造性的解决了如何监督评定高温复合射孔器生产中的质量优劣的问题, 以精准的试验数据, 科学的评定方法和评定标准来监督评定温复合射孔器生产中的质量, 同时极大地促进温复合射孔器技术的发展, 为油田用户把好温复合射孔器产品的质量关。该项目所研究的检测技术推广应用后, 可对油田所用的高温复合射孔器材产品质量进行检验和评价, 满足高温井勘探、开发的需要, 同时可以大大促进多次完井的效果, 进一步提高石油的采收率, 为油田稳产4000万吨提供保障, 也可为高温复合射孔技术开拓国外市场提供技术保障, 其经济价值不可估量。

摘要：国外对高温复合射孔作用机理研究得十分深入, 技术发展相当成熟, 产品质量趋于稳定, 并且已经做到了在施工前采用优化设计, 施工过程中采用过程监控, 施工后进行结果分析, 以此来保证施工作业的质量, 同时在提高原油产量方面收到了良好的效果。

关键词：复合射孔器,检测装置,数据库,油田开发