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    可溶橋塞工藝評定設備

    瀏覽次數:1890   更新時間:2020/7/10 15:04:17 發布人:admin

    一、試驗裝置的用途

    試驗裝置用于水溶性全分解橋塞的坐封,高壓密封,高溫、高壓溶解試驗。通過本試驗裝置在地面模擬井下環境,模擬橋塞在井的正常使用進行坐封,高溫、高壓密封,高溫、高壓、溶解過程。所以橋塞試驗裝置應該具有100MPa增壓、保壓功能,70MPa增壓、保壓功能,加熱、保溫150℃功能,在線稱重功能,重量、壓力、溫度數據采集、傳輸功能,自動控制功能。

    二、橋塞試驗裝置的組成

    橋塞試驗裝置由如下部分組成:

    1) 高壓測試艙(模擬套管

    2) 增壓和保壓裝置(含100MPa、30MPa

    3) 加熱恒溫裝置(150)

    4) 液體置換裝置

    5) 數據采集與控制設備等。

    三、各裝置、設備功能

    1 高壓測試

    橋塞試驗就是模擬橋塞在井下的實際使用情況,所有橋塞性能試驗過程都需要在高壓測試艙中進行。所以高壓測試艙不僅需要耐,高溫、耐腐蝕,模擬油井套管等性能,還需要有溫度、壓力數據的采集功能。并且具有氯離子溶液的進出裝置,以滿足氯離子溶液在高壓測試艙中濃度要求。同時為了整個試驗的快速進行,要求高壓測試艙能滿足快速密封、裝拆方便、使用安全等要求。

    2 增壓和保壓裝置

    增壓和保壓裝置是為整個試驗提供壓力。

    1)坐封、承壓試驗階段:橋塞坐封,提供最大70MPa、溫度150℃,介質氯離子溶液。并按規定實現高溫下的保壓過程,采集實時壓力、溫度變化的數據。

    2)溶解試驗階段:為高溫高壓溶解試驗時提供最大壓力30MPa,溫度150℃氯離子置換溶液。

    3)高壓保護:承壓管路工作壓力為150Mpa,并配置安全閥、過壓閥和相關電氣控制元件,保證使用安全。

    綜上所述:增壓和保壓裝置主要具有2個功能,一個是將試驗介質氯離子溶液)增壓70MPa,并自動實現保溫、保壓;另一個是將氯離子溶液增壓到30MPa,并進行長時間保壓。

    整套裝置具備自動和手動控制功能。

    3 加熱恒溫裝置

    試驗過程中,需要對整個高壓測試艙進行加熱和保溫。

    1) 升溫過程:能夠在1小時將氯離子溶液由室溫加熱到最高150,并在持續試驗中保持溫度穩定在150℃。

    2) 降溫過程:能夠將排出的氯離子溶液在排除過程中冷卻,在出口端時,溫度低于65℃,并排放到指定位置。

    3) 高溫保護:氯離子置換溶液輸送管道采用隔熱棉保護,并采用PID控制,在高壓測試艙內設置壓力溫度采集裝置,使采集數據達到最佳。

    綜上所述,加熱恒溫裝置不僅能夠提供試壓過程的高溫,還具備完善的溫控方案和保護措施。

    4 在線稱重裝置

    在線稱重裝置的主要功能就是通過高精度的重量傳感器在線檢測含有可溶性橋塞的高壓測試艙重量,通過定時稱重得到的差值,計算出可溶式橋塞的溶解量和溶解速率。稱重裝置在高溫高壓條件下的測試靈敏度為20g。稱重頻率可通過人機交互系統自行設定。

    5 液體置換裝置

    在溶解試驗中,因為氯離子溶液時時刻刻與橋塞進行著化學反應,氯離子溶液的濃度和飽和度也在發生變化。為了保證高壓測試艙中氯離子的濃度在一個比較穩定的范圍,需要對高壓測試艙內液體進行置換,即從高壓測試艙進口端不停的補充配置好濃度的氯離子溶液,同時從高壓測試艙的出口端釋放混合溶液。為了安全和方便操作,在氯離子溶液放泄到大氣環境前,需要進行冷卻、減壓。過程中,氯離子濃度的檢測和控制都實現自動化。

    試驗介質(氯離子溶液)的濃度自動控制原理見下圖。具體原理是:開始試驗時,系統通過人機界面輸入試驗介質氯離子的濃度配比,自動定量配藥裝置按計算機的指令要求投放各種比例液體,氯離子溶液箱中混合均勻后,向高壓測試艙中輸送試驗介質。在高壓測試艙進口端有一個溶液取樣點,取樣溶液被自動吸到氯離子在線檢測設備,并在線2-3分鐘內檢測濃度結果,檢測結果通過數據線實時傳輸到主控計算機,主控計算機通過程序與設定進行對,根據對比情況給自動配藥裝置下達相應的指令。這樣,配置溶液濃度在這樣一個閉環系統中得到可靠保證。

    同樣,為了測試驗介質橋塞的化學反應情況,在置換冷卻裝置的出口端也設置了溶液取樣點,通過溶液中氯離子的濃度分析,來推斷高壓測試艙中的化學反應情況,從而通過主控計算機相應程序來控制增壓保壓裝置中試驗介質中氯離子的濃度。

    在試驗介質濃度控制系統中,標準濃度的改變可以由程序設定,在系統運行中,自動根據情況改變試驗介質中氯離子的濃度。

    6 自動控制裝置

    自動控制裝置具有數據采集、控制與傳輸功能。試驗裝置有3類信號數據需要采集,分別為溫度、壓力和重量信號,均使用傳感器進行數據采集。

    各類傳感器將模擬信號送入到裝置的控制器中,實時顯示。并在控制器中處理,實現對系統工作狀態進行檢測、控制。如果任一數據超標,裝置有聲光報警功能。同時,控制系統根據程序設定,對整套裝置進行實時、自動控制。并具有一鍵急停,應急情況(比如停電、系統泄露)的管理功能。

    四、主要技術參數

    1、最高工作壓力:1500bar

    2、最高加溫溫度:177℃

    3、適用套管規格:177.8mm、139.7mm、127mm、114.3mm

    4、使用套管長度:1000--1200mm

    5、系統連續工作時間:480h

    6、控制方式:自動、手動可轉換

    7、坐封力:25t

    8、坐封距離:300mm

    9、稱重量程:0--300kg

    10、承壓管路材質:不銹鋼

    11、高壓管路承壓等級:65000psi

    12、低壓管路承壓等級:1000psi

    13、供電:380AC 50Hz /220AC 50Hz

    14、總功率:35Kw(由室溫預算)

    15、配電柜進線要求:16平方

    16、供水要求:1/min  管徑DN80

    17、供氣要求:4/min  0.8Mpa

    18、行吊要求:2T

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