[实用新型]一种油气井爆炸射孔管柱力学实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气勘探开发技术领域，特别是关于一种油气井爆炸射孔管柱力学实验装置。

背景技术

射孔作业的目的在于使井筒与油气层之间形成通路，射孔技术的发展与完善对油气田的高效开采具有重要的现实意义和实用价值。

油管传输射孔是常用的一种射孔方式，但是射孔时，射孔弹的爆炸冲击波以及射孔载荷会使油管柱发生变形、封隔器损坏失效等井下事故，故对于射孔时管柱受力分析显得尤为重要。然而国内外的研究主要集中于动静力学的数值模拟，必要的实验手段和研究方法也不够完善，传统的模拟和测试方式难以全面的对管柱的动力学响应进行测试。

在爆炸冲击及高温高压环境下，射孔枪的本体材料性能与常态下的材料性能会发生变化，目前的动静力学的数值模拟无法有效的对现场作业进行指导，时常会发生油管柱变形导致的管柱遇卡、或者射孔枪腔体炸裂等事故。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种油气井爆炸射孔管柱力学实验装置，其能实现对现场作业提前进行预判，指导施工作业以避免事故的发生。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种油气井爆炸射孔管柱力学实验装置，其特征在于：该装置包括高温高压发生器、高温高压容器、射孔管柱、电缆、信号放大器、A/D转换器和计算机；所述高温高压发生器经管道与所述高温高压容器连接；所述射孔管柱设置在所述高温高压容器内，且所述射孔管柱与所述电缆连接；所述电缆将所述射孔管柱测量信号传输到所述信号放大器，同时通过所述电缆引爆射孔枪；所述A/D转换器将所述信号放大器传输至的模拟信号转换成数字信号输入给所述计算机，所述计算机通过对采集到的信号进行处理，得出整个管柱在爆炸时的振动及受力情况。

所述高温高压发生器与所述高温高压容器之间的管道上设置有安全阀和泄压装置。

所述高温高压容器的内部装有压力传感器及温度传感器。

所述射孔管柱包括射孔枪、加速度测试短节A、减震器、加速度测试短节B、封隔器、油管和外部套管；所述射孔枪、加速度测试短节A、减震器、加速度测试短节B、封隔器以及油管均位于所述外部套管内部；所述射孔枪顶部依次设置有所述加速度测试短节A、减震器、加速度测试短节B和油管，位于所述油管与所述外部套管之间设置有所述封隔器。

所述加速度测试短节A和加速度测试短节B内部都固定有一个加速度传感器支架，该支架与所述加速度测试短节A或所述和加速度测试短节B之间采用螺钉进行连接，并在螺钉上涂抹有锁固胶；冲击加速度传感器A、冲击加速度传感器B和冲击加速度传感器C按照圆柱坐标系的方位布置在所述加速度传感器支架上。

所述冲击加速度传感器A与所述加速度测试短节A的回转轴重合，用于测试轴向加速度；所述冲击加速度传感器B沿径向布置，用于测试径向加速度；所述冲击加速度传感器C与所述冲击加速度传感器B垂直，沿切向布置，用于测试周向加速度。

所述外部套管上设置有压力传感器A和压力传感器B；两压力传感器均通过螺纹连接在所述外部套管的套管壁上，并涂抹螺纹锁固胶，所述两压力传感器的敏感元件朝向所述外部套管的内部；所述压力传感器A位于靠近所述射孔枪的一侧，位于所述封隔器下方；所述压力传感器B位于所述封隔器的上方。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型真实模拟实际射孔作业工况，对因爆炸产生的振动冲击以及压力变化进行了实时监测，对测试管柱变形提供理论支持。2、本实用新型根据实验的结果可以对减震器以及测试联合作业时井下仪器的选取提供科学的依据，减少因爆炸产生的管柱变形及仪器失效。

附图说明

图1是本实用新型实验装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型的套管射孔管柱结构示意图；

图3是本实用新型的加速度测试短节结构示意图；

图4是本实用新型压力传感器的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述。