注水泥膠塞檢測技術規范與關鍵檢測項目

一、物理性能檢測

1. • 檢測內容：外徑、內徑、厚度、圓度、錐度等幾何參數。
   • 標準要求：符合API Spec 10D或SY/T 5618標準，與套管或井筒尺寸匹配（誤差±1%以內）。
   • 檢測方法：激光三維掃描、精密卡尺測量、投影儀比對。
   • 常見問題：尺寸偏差導致密封失效或卡堵。
2. • 檢測內容：膠塞主體材料（如橡膠、復合材料）的邵氏硬度、回彈率。
   • 標準要求：硬度范圍通常為60-90 Shore A，高溫下彈性模量保持率≥80%。
   • 檢測方法：硬度計測試、萬能材料試驗機分析應力-應變曲線。
3. • 檢測內容：模擬井下壓力（≥35MPa）下的抗壓變形及抗剪切能力。
   • 檢測方法：液壓試驗機加載至設定壓力，觀察結構完整性。
   • 失效案例：高壓下膠塞破裂導致水泥漿回流。

二、密封性能檢測

1. • 檢測內容：在循環介質（鉆井液、水泥漿）流動狀態下評估膠塞的密封效果。
   • 檢測方法：模擬井下工況，通過壓力傳感器監測泄漏量（允許泄漏率≤0.1L/min）。
   • 關鍵指標：密封面接觸壓力≥井底壓力的1.2倍。
2. • 檢測內容：在溫度150℃、壓力70MPa條件下持續保壓30分鐘，檢測密封穩定性。
   • 設備：高溫高壓釜配合數據采集系統。

三、化學耐性檢測

1. • 檢測內容：膠塞材料在酸性（H?S、CO?）、堿性（水泥漿pH≥12）環境中的耐腐蝕性能。
   • 方法：浸泡試驗（72小時）后檢測質量損失率（≤5%）及力學性能變化。
2. • 檢測內容：高溫（≥200℃）環境下膠塞的抗老化能力。
   • 檢測標準：依據ISO 188進行加速老化試驗，評估拉伸強度保留率（≥70%）。

四、功能性測試

1. • 檢測內容：膠塞在泵送過程中通過套管接箍、變徑段的通過性。
   • 方法：使用模擬井筒裝置測試膠塞通過性及表面磨損情況。
2. • 檢測內容：膠塞設計破裂壓力與實際值的偏差（允許誤差±5%）。
   • 意義：確保膠塞在預定壓力下及時破裂，允許后續流體通過。

五、工藝適配性檢測

1. • 檢測內容：膠塞材料與水泥漿的化學反應（如膨脹、溶解）。
   • 方法：將膠塞碎片浸入水泥漿，觀察24小時內的體積變化（應≤2%）。
2. • 檢測內容：膠塞與套管接觸面的摩擦系數（目標值0.1-0.3）。
   • 設備：摩擦磨損試驗機，模擬井下運動狀態。

六、常見質量問題與改進方向

1. 典型缺陷
   • 密封面劃痕、材質分層、尺寸超差、過早破裂等。
2. 改進措施
   • 優化橡膠硫化工藝、增加增強纖維層、引入數字化檢測系統（如AI視覺質檢）。