測試封隔器檢測項目全解析

一、結構完整性檢測

1. • 檢測目的：驗證封隔器主體是否存在裂紋、變形、銹蝕等缺陷，確保密封元件（膠筒、金屬碗等）的幾何精度。
   • 方法：
     • 三維激光掃描技術測量膠筒外徑、內徑與長度公差（誤差≤0.1mm）。
     • 磁粉探傷（MT）或滲透探傷（PT）檢查金屬件表面微裂紋。
     • 螺紋規檢測連接螺紋的嚙合度與磨損情況。
2. • 檢測項目：
     • 金屬部件（如中心管、卡瓦）的硬度（HRC 25-35）、抗拉強度（≥800MPa）。
     • 橡膠膠筒的邵氏硬度（70-90 Shore A）、抗硫化氫老化性能（按NACE TM0192標準）。
   • 行業標準：API 11D1（封隔器設計規范）、ISO 14310（井下工具性能測試）。

二、密封性能測試

1. • 試驗條件：
     • 雙向承壓測試（上下壓差同時加載）。
     • 溫度梯度：模擬井下溫度（最高180℃）。
   • 指標要求：
     • 在額定工作壓力（如70MPa）下保壓30分鐘，壓降≤1%。
     • 使用氦氣質譜儀檢測泄漏率（≤1×10?? cm³/s）。
2. • 模擬工況：
     • 交變壓力循環（0→70MPa→0，循環100次）。
     • 井筒流體介質（含H?S、CO?、砂粒）。
   • 失效判據：膠筒表面出現永久性溝槽或密封失效。

三、耐壓與溫度適應性測試

1. • 加壓至設計壓力的1.5倍（如105MPa），持續15分鐘，無結構破裂。
   • 記錄膠筒膨脹率（≤5%）及回彈性能（≥90%）。
2. • 溫度范圍：-40℃（極地環境）至200℃（深層儲層）。
   • 測試流程：
     • 高溫下保持4小時→自然冷卻→低溫保持4小時，循環20次。
   • 評估指標：密封元件硬度變化（Δ≤±5 Shore A）、密封性能穩定性。

四、動態性能測試

1. • 模擬場景：井口工具下入過程中的震動、井下爆炸沖擊波。
   • 參數設置：
     • 隨機振動譜（5-2000Hz，功率譜密度0.04g²/Hz）。
     • 半正弦沖擊脈沖（峰值加速度50g，持續時間11ms）。
   • 關鍵指標：零部件無松動、螺紋連接處無泄漏。
2. • 液壓坐封系統：驗證坐封壓力（如25MPa）與解封力（≤50kN）的匹配性。
   • 卡瓦錨定力測試：在最大軸向載荷下（如500kN），卡瓦與套管壁的滑移量≤2mm。

五、現場模擬測試

1. • 在試驗井中模擬真實井身結構（套管尺寸：7″、9?″等），加載地應力與鉆井液環境。
   • 監測封隔器坐封后的環空壓力變化及膠筒與套管的接觸應力分布（光纖傳感技術）。
2. • 向環空注入含砂流體（砂濃度20%），流速3m/s，持續8小時。
   • 評估膠筒表面磨損深度（≤1mm）及密封性能衰減率。

六、重復使用性評估

• 循環測試：
  • 同一封隔器完成10次坐封-解封循環后，檢測密封性能（壓降≤2%）、膠筒殘余變形（≤3%）。
  • 解體檢查卡瓦齒磨損高度（≤0.2mm）。

檢測標準與設備

• 關鍵標準：API 11D1 V3（性能驗證等級PR2）、ISO 14310 V3（驗收等級V3）。
• 核心設備：高壓釜試驗機（壓力200MPa）、三軸應力加載系統、高低溫交變試驗箱。