[发明专利]一种井下封隔器性能试验方法及装置

摘要

本发明公开了一种特殊井下封隔器性能试验方法及装置，步骤是：A、开启低压空气驱动空气系统；B、启动计算机自动控制系统；C、启动计算机自动控制系统；D、启动实验过程监视系统；E、启动盐水混合液及CO2加压系统；F、坐封封隔器；G、保持实验容器系统中压力、温度恒定，并采集实验过程中温度、压力、应力等数据；K、起出封隔器，所有管路接入清水，冲洗所有泵阀部件。该装置由盐水混合液及CO2加压系统、实验容器系统、循环加热系统、低压驱动空气系统、计算机自动控制系统、实验过程监视系统组成。方法易行，操作简便，用于CO2地质封存特殊的地质环境中井下设备长期运行可靠性的测试。

主权项

1.一种环境下的井下设备性能试验方法，其步骤是：A、在封隔器胶筒位置安装胶筒应力检测装置；封隔器下接封隔器堵头、上接中心管接头，下入实验容器中,实验容器上下分别接容器上接头和容器下接头,容器中心管加压孔接入盐水混合液及CO2加压系统中的封隔器中心管接口管路,容器下部环空加压孔接入盐水混合液及CO2加压系统中的下部环空接口管路,容器上部环空加压孔接入盐水混合液及CO2加压系统中的上部环空接口管路,将实验容器中的循环进气口与循环空气枷锁用管路连接，循环出气口与循环,在容器下部环空加压孔相应位置处安装下部环空信号采集系统，在容器上部环空信号接入孔相应位置处安装上部环空信号采集系统；B、开启低压空气驱动空气系统：开启空气压缩机，将空气增压后存储到储气罐，储气罐内空气经压缩到1MPa的压力，然后打开驱动空气连通系统控制球阀，低压空气进入盐水混合液及CO2加压系统的低压空气接口管路，为盐水混合液及CO2加压系统中的每个气动控制阀提供驱动空气；C、启动计算机自动控制系统，集成系统中所有采集的信号通过计算机反馈控制来达到远程控制各种设备的启停及泵阀的开启与闭合；D、启动实验过程监视系统：监视实验过程中各种设备及管路的运行，第一时间能观测到实验工程中产生的突发状况；E、保持盐水混合液及CO2加压系统中阀门闭合：打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀，盐水混合液经盐水混合液过滤器过滤后进入盐水混合液质量流量计，开启封隔器中心管加压气动控制阀，盐水混合液经过封隔器中心管路压力表后进入封隔器中心管，控制盐水混合液加压泵，设定值2MPa为步长，加压至实验的压力值≤45MPa坐封封隔器，通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力变化；F、关闭封隔器中心管加压气动控制阀：保持封隔器中心管压力恒定，打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，设定值2MPa为步长，加压，盐水混合液质量达到实验的量后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置、盐水混合液连通气动控制阀；打开CO2输出控制球阀，启动CO2专用加压泵，开启CO2连通气动控制阀，CO2经CO2过滤器后进入CO2质量流量计，打开下部环空加压气动阀控制装置，控制CO2专用加压泵，设定值2MPa为步长，加压到比实验需求的压力值低1MPa；关闭下部环空加压气动阀控制装置、CO2连通气动控制阀、启动CO2计量泵，打开CO2计量泵连通管路气动控制阀，控制CO2计量泵对管路加压到实验的压力值≤45MPa，然后打开下部环空加压气动阀控制装置，控制CO2计量泵对封隔器下部环空加压到实验的压力值，保持压力恒定5‑10min，信号采集系统采集该过程中胶筒表面特征点的应力变化及数据；完成后关闭下部环空加压气动阀控制装置、CO2计量泵连通管路气动控制阀，打开下部环空泄压气动控制阀，卸去下部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭下部环空泄压气动控制阀；G、保持封隔器中心管压力恒定：打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，设定值2MPa为步长，加压，待盐水混合液质量到达实验的量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开CO2输出控制球阀，启动CO2专用加压泵，打开CO2连通气动控制阀，CO2经CO2过滤器后进入CO2质量流量计，打开上部环空加压气动控制阀，控制CO2专用加压泵，设定值2MPa为步长，加压到比实验的压力值低1MPa；关闭上部环空加压气动控制阀、CO2连通气动控制阀、启动CO2计量泵，打开CO2计量泵连通管路气动控制阀，控制CO2计量泵对管路加压到比实验的压力值低1MPa，然后打开上部环空加压气动控制阀，控制CO2计量泵对上部环空加压到实验的压力值≤45MPa，保持压力恒定5‑10min，信号采集系统通过封隔器应力检测装置测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据及数据变化；完成后关闭上部环空加压气动控制阀、CO2计量泵连通管路气动控制阀，打开上部环空泄压气动控制阀，卸去上部环空压力，实验废液进入废液回收箱，泄压完成后关闭上部环空泄压气动控制阀；H、保持封隔器中心管压力恒定：打开盐水混合液输出控制球阀，启动盐水混合液加压泵，打开盐水混合液连通气动控制阀、打开下部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器内下部环空空间，控制盐水混合液加压泵，设定值2MPa为步长，加压，待盐水混合液计量到一定质量≤45MPa后停止加压，关闭下部环空加压气动阀控制装置；然后打开上部环空加压气动控制阀，盐水混合液注入容器上部环空空间，控制盐水混合液加压泵，设定值2MPa为步长，加压，待盐水混合液质量达到实验的量后停止加压，关闭上部环空加压气动控制阀、盐水混合液连通气动控制阀；打开CO2输出控制球阀，启动CO2专用加压泵，打开CO2连通气动控制阀，CO2经CO2过滤器后进入CO2质量流量计，打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制CO2专用加压泵，设定值2MPa为步长，加压到比实验的压力值低1MPa；关闭下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀、CO2连通气动控制阀；启动CO2计量泵，打开CO2计量泵连通管路气动控制阀，控制CO2计量泵对管路加压到比实验的压力值低1MPa，然后打开下部环空加压气动控制阀和上部环空加压气动控制阀，控制CO2计量泵对上部环空加压到实验的压力值；启动容器加热装置和循环空气压缩机，保持低压排气球阀、低压进气球阀关闭，打开循环进去球阀，控制容器加热装置对容器加热到实验的温度值≤45MPa；保持加热过程中容器内压力恒定；加热完成后保持容器内压力、温度、PH值恒定7－9小时，信号采集系统通过封隔器应力检测装置每5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次；J、保持封隔器中心管压力恒定：关闭容器加热装置，打开低压排气球阀、低压进气球阀，循环空气压缩机对容器进行循环空气降温至室温；待容器内温度下降至室温后，打开上部环空泄压气动控制阀装置和下部环空泄压气动控制阀,卸去上、下部环空压力，于大气压相同；打开封隔器中心管泄压气动控制阀，卸去中心管压力；泄压过程中使用信号采集系统通过封隔器应力检测装置0.5min测试该过程中胶筒表面特征点的应力数据一次直到泄压完成；实验废液进入废液回收箱；K、起出封隔器，所有管路接入清水，冲洗所有泵阀部件。