[发明专利]一种井下封隔器性能测试装置和方法

说明书

本发明提出了一种井下封隔器性能测试装置，包括连接钻具的测试管串，所述测试管串包括：封隔器，所述封隔器在一定压力下坐封；设置在所述封隔器下方的循环短节，所述循环短节在一定压力下启动并在测试管串的内部和外部建立循环通道；以及设置在所述循环短节下方的憋压机构，所述憋压机构构造成启动后能够密封所述测试管串的内部使其上方憋压；其中，所述憋压机构启动后，所述测试管串内憋压，当压力增大到一定值时，所述封隔器在所述测试管串与所述井壁的环空坐封；继续增大压力后所述循环短节开启并在所述封隔器以下建立循环，测量所述钻具内的压力得到封隔器下部验封压力。

技术领域

本发明涉及一种井下封隔器性能测试装置和方法，属于油气田钻井装置测试领域。

背景技术

井下防喷器与钻具连接并随钻具旋转，能够配合井口防喷器处理井下溢流，井下防喷器封隔器单元采用扩张式结构满足大扩张比环空密封要求，由于封隔器坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移，封隔器胶筒上端设计了护肩结构，封隔器护肩采用了延展性较好的金属塑性材料并设计成锯齿结构，封隔器胀封过程中护肩发生变形紧贴井壁，增大封隔器与井壁的摩擦力，护肩变形后开口朝向胶筒，防止胶筒受到下部环空高压发生破坏，封隔器解封时上提管柱护肩收缩。由于常规封隔器入井试验受井筒结构限制只能实现上环空试压，无法真实测试封隔器工作状态，并且对于上提解封式封隔器上环空试压容易导致封隔器提前发生解封动作，因此常规封隔器上环空试压方法不能验证护肩的功能，并容易导致封隔器解封，通常进行地面测试，不能充分验证井下防喷器功能。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种井下封隔器性能测试装置和方法，能够实现管内坐封，坐封后对封隔器的下部环空进行封压性能测试。

本发明的一个方面，提出了一种井下封隔器性能测试装置，包括：

连接钻具的测试管串，所述测试管串包括：

封隔器，所述封隔器在一定压力下坐封；

设置在所述封隔器下方的循环短节，所述循环短节在一定压力下启动并在测试管串的内部和外部建立循环通道；以及

设置在所述循环短节下方的憋压机构，所述憋压机构构造成启动后能够密封所述测试管串的内部使其上方憋压；

其中，所述憋压机构启动后，所述测试管串内憋压，当压力增大到一定值时，所述封隔器在所述测试管串与所述井壁的环空坐封；继续增大压力后所述循环短节开启并在所述封隔器以下建立循环，测量所述钻具内的压力得到封隔器下部验封压力。

本发明的进一步改进在于，所述封隔器包括连接在所述钻具上的中心管，所述中心管的外侧设置有封隔器外壳；所述封隔器外壳上设置有胶筒；

其中，所述中心管上沿径向设置有传压孔，所述传压孔连通所述中心管内部和所述胶筒的内侧；中心管内的压力通过所述传压孔传递到所述胶筒的内侧，并通过所述压力推动所述胶筒膨胀并坐封。

本发明的进一步改进在于，所述传压孔设置在所述中心管的上部，所述中心管与所述封隔器外壳之间设置有流道；所述传压孔通过流道连接所述胶筒的内侧。

本发明的进一步改进在于，所述传压孔内设置有单项阀，液体从所述中心管通过所述单项阀进入到所述流道；

所述中心管的下部设置有泄压孔；所述泄压阀设置在所述胶筒与所述流道的下方；当坐封后通过上提所述测试管串将所述泄压孔移动到所述胶筒的位置，所述胶筒通过所述泄压孔泄压。

本发明的进一步改进在于，所述循环短节包括循环短节本体，所述循环短节本体的外壁上设置有循环孔，所述循环短节本体内设置有压差滑套；

其中，在初始状态时，所述压差滑套处于第一位置并封堵所述循环孔；所述压差滑套在压力的作用能够在所述循环短节本体内移动到第二位置，并使所述循环孔打开。