[发明专利]一种欠平衡钻井及完井过程中冻胶阀性能测试仪及其应用

权利要求书

1.一种欠平衡钻井及完井过程中冻胶阀性能测试仪，特征在于由以下组件构成：氮气瓶(1)的减压阀(2)连接流量计(3)，通过三通(10)与控温成胶管体(8)下方的下端压力阀(6)连接，通过底盖(15)输入气体压力到控温成胶管体(8)，氮气瓶(17)的减压阀(14)与控温成胶管体(8)上方的上端压力阀(16)连接，通过顶盖(13)向控温成胶管体(8)内提供压力，三通(10)上连接精密压力表(4)，控温仪(5)通过温控探头(12)与控温成胶管体(8)连接，控温成胶管体(8)外部设有加热电阻丝(9)。

2.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于控温成胶管体(8)尺寸为外径2in、高30cm。

3.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于控温成胶管体(8)尺寸为外径7in、高100cm。

4.一种使用权利要求2或3所述测试仪测试欠平衡钻井及完井过程中冻胶阀的冻胶强度的方法，包括如下步骤：

(1)关闭减压阀(2)，流量计(3)和下端压力阀(6)，装上底盖(15)，将温控探头(12)放入控温成胶管体(8)中，预热仪器至测试温度；

(2)将垫片放入控温成胶管体(8)中，使其平铺于下端压力孔，然后倒入配置好的待成胶溶液，装上顶盖(13)，加热所需时间，待测；

(3)测试前，关闭控温仪(5)，拔出温控探头(12)，卸去顶盖(13)；

(4)打开下端压力阀(6)，之后打开减压阀(2)，当控温成胶管体(8)尺寸为外径2in、高30cm时，压力不超过0.02Mpa，当控温成胶管体(8)尺寸为外径7in、高100cm时压力不超过0.1MPa；

(5)缓慢开启流量计(3)，并注意精密压力表(4)的读数，读取冻胶在控温成胶管体(8)中开始移动时的最大读数；

(6)获得读数后，直接关闭氮气瓶(1)，待气体排空后，关闭下端压力阀(6)，然后关闭减压阀(2)和流量计(3)，测得冻胶阀的冻胶强度。

5.一种使用权利要求2或3所述测试仪测试欠平衡钻井及完井过程中冻胶阀的冻胶气密性强度的方法，包括如下步骤：

(1)关闭减压阀(2)，流量计(3)和下端压力阀(6)，装上底盖(15)，将温控探头(12)放入控温成胶管体(8)中，预热仪器至测试温度；

(2)将配置好的待成胶溶液倒入控温成胶管体(8)中，装上顶盖(13)，加热所需时间，待测；

(3)测试前，关闭控温仪(5)，拔出温控探头(12)，卸去顶盖(13)；

(4)打开下端压力阀(6)，之后打开减压阀(2)，当控温成胶管体(8)尺寸为外径2in、高30cm时，压力不超过0.02Mpa，当控温成胶管体(8)尺寸为外径7in、高100cm时压力不超过0.1MPa；

(5)缓慢开启流量计(3)，利用底盖上的小孔产生的高压强，让气在冻胶中发生气穿，造成鼓泡现象，并注意精密压力表4的读数，读取冻胶阀形成鼓泡最大压力，待示数稳定后，确定气密性强度；

(6)获得读数后，直接关闭氮气瓶(1)，待气体排空后，关闭下端压力阀(6)，然后关闭减压阀(2)和流量计(3)，测得冻胶阀的冻胶气密性强度。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括当冻胶形成后，在尺寸为外径7in、高100cm的控温成胶管体(8)中插入现场所用的油管，观察油管是否可以插入和拔出，以评价现场冻胶形成后，能否进行后续钻井作业。

7.根据权利要求4或5所述的方法，进一步包括利用控温成胶管体(8)中形成的冻胶，倒入一定浓度的破胶剂，在一定温度、压力条件下，看成胶管中冻胶随时间的变化情况，为现场制定破胶措施提供依据。