一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及石油開發(fā)和勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扶正器常用在斜井或水平井中，用以提高固井套管的居中度。目前，扶正器主要包括剛性式扶正器、彈簧片式扶正器和液壓變徑扶正器等。為了能有效提高固井套管的居中度，有必要對扶正器的性能參數(shù)進行測試，以確保扶正器的良好性能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對扶正器的性能參數(shù)進行測試一般是依據(jù)國家標(biāo)準進行的。例如，名稱為“弓形彈簧套管扶正器”的國家標(biāo)準GB/T 19831.1-2005提供了一種扶正器的測試裝置和方法。
[0004]在實現(xiàn)本申請過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題:
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)中的測試裝置和方法，一方面，往往直接對扶正器的性能參數(shù)進行測試，沒有模擬扶正器實際在井下的外部受力狀況，因此測試得到的性能參數(shù)不準確，誤差較大。
[0006]另一方面，與剛性式扶正器和彈簧片式扶正器相比，液壓變徑扶正器的扶正裝置安裝在扶正器內(nèi)部，其性能參數(shù)主要包括扶正器內(nèi)腔壓力與扶正機構(gòu)伸出距離的關(guān)系以及極限承壓能力等。上述現(xiàn)有技術(shù)中的測試裝置和方法，無法對液壓變徑扶正器的性能參數(shù)進行有效測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請實施例的目的是提供一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)和方法，以對液壓變徑扶正器的性能參數(shù)進行準確的測試。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)和方法是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)，包括箱體、井眼模擬器、打壓器、傳力器、液壓缸、加壓器、液壓噴嘴、紅外線發(fā)射器和紅外線接收器，其中，
[0010]所述井眼模擬器可拆卸地安裝在所述箱體底部，用于容納待測液壓變徑扶正器；
[0011]所述打壓器通過液壓管路與所述液壓缸相連接，所述液壓缸與所述傳力器相連接，所述傳力器與所述待測液壓變徑扶正器的外壁相接觸，所述打壓器用于通過所述液壓缸和傳力器向待測液壓變徑扶正器施加外部壓力；
[0012]所述加壓器通過液壓管路與所述液壓噴嘴相連接，所述液壓噴嘴與所述待測液壓變徑扶正器的內(nèi)腔相連接，所述加壓器用于通過所述液壓噴嘴向待測液壓變徑扶正器施加內(nèi)部壓力；
[0013]所述紅外線發(fā)射器與待測液壓變徑扶正器的一端相連接，所述紅外線接收器用于接收所述紅外線發(fā)射器發(fā)射的紅外線。
[0014]一種液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試方法，該方法包括:
[0015]將待測液壓變徑扶正器置于井眼模擬器內(nèi)，將所述待測液壓變徑扶正器的一端與紅外線發(fā)射器相連接，內(nèi)腔與液壓噴嘴相連接；
[0016]獲取紅外線發(fā)射器的初始位置；
[0017]在夾持卡盤松開待測液壓變徑扶正器的情況下，使用打壓器對待測液壓變徑扶正器施加預(yù)設(shè)的第一壓力，使用加壓器對待測液壓變徑扶正器的內(nèi)腔施加從O開始逐步增加的第二壓力，直至待測液壓變徑扶正器的扶正機構(gòu)完全伸出為止，在第二壓力變化的過程中，實時記錄第二壓力的數(shù)值，并獲取該第二壓力數(shù)值下紅外線發(fā)射器的位置；
[0018]基于所述初始位置、第二壓力的數(shù)值以及第二壓力數(shù)值下紅外線發(fā)射器的位置，獲取待測液壓變徑扶正器內(nèi)腔壓力與扶正機構(gòu)伸出距離的關(guān)系。
[0019]由以上本申請實施例提供的技術(shù)方案可見，本申請實施例通過打壓器對待測液壓變徑扶正器施加第一壓力，以及加壓器向待測液壓變徑扶正器的內(nèi)腔施加第二壓力，可以模擬待測液壓變徑扶正器在受到外部壓力的情況下，液壓變徑扶正器內(nèi)腔壓力與扶正機構(gòu)伸出距離的關(guān)系，可以模擬液壓變徑扶正器實際在井下的受力狀況，從而可以對液壓變徑扶正器的性能參數(shù)進行準確的測試。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)在待測液壓變徑扶正器扶正機構(gòu)伸出前的剖面圖；
[0022]圖2為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)沿圖1A-A方向的剖面圖；
[0023]圖3為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試方法的流程圖；
[0025]圖5為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)在待測液壓變徑扶正器扶正機構(gòu)伸出后的剖面圖；
[0026]圖6為本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)沿圖5A-A方向的剖面圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的扶正器主要包括剛性式扶正器和彈簧片式扶正器等。為了進一步提高扶正器的性能，技術(shù)人員進一步發(fā)明了液壓變徑扶正器。例如，公告號為CN203008808U的中國實用新型專利公開了一種帶旋流功能的可變徑套管扶正器。與常規(guī)扶正器相比，液壓變徑扶正器的扶正機構(gòu)(一般為扶正塊)安裝在扶正器內(nèi)部。通過向液壓變徑扶正器的內(nèi)腔加壓，該扶正機構(gòu)在壓力的作用下沿徑向運動，向外伸出，從而提高固井套管居中度，達到扶正目的。上述現(xiàn)有技術(shù)中的測試裝置和方法一般是針對常規(guī)扶正器的。由于液壓變徑扶正器的結(jié)構(gòu)和工作方式與常規(guī)扶正器相比發(fā)生了變化，因此上述現(xiàn)有技術(shù)中的測試裝置和方法不能夠很好地對液壓變徑扶正器的性能參數(shù)進行測試。本申請實施例的測試系統(tǒng)和方法，可以對液壓變徑扶正器的性能參數(shù)進行準確的測試。
[0029]下面介紹本申請液壓變徑扶正器性能參數(shù)測試系統(tǒng)的一個實施例。圖1為本申請測試系統(tǒng)在待測液壓變徑扶正器扶正機構(gòu)伸出前的剖面圖。圖2為圖1所示的測試系統(tǒng)沿A-A方向的剖面圖。由圖1和圖2可知，該測試系統(tǒng)包括井眼模擬器21、箱體20、夾持卡盤17、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器7 (ADC/DAC)、計算機9、打壓器1、傳力器13、液壓缸10、扭矩提供器19、傳動軸18、加壓器11、液壓噴嘴16、紅外線發(fā)射器4和紅外線接收器3等。
[0030]井眼模擬器21可拆卸地安裝在箱體20的底部，用于容納待測液壓變徑扶正器14。夾持卡盤17用于夾持待測液壓變徑扶正器14。夾持卡盤17的軸心線與待測液壓變徑扶正器14的軸心線在同一直線上。
[0031]打壓器1、傳力器13和液壓缸10可以組成液壓裝置。打壓器I通過液壓管路與液壓缸10相連接。液壓缸10與傳力器13相連接。傳力器13與待測液壓變徑扶正器14的外壁相接觸。打壓器I產(chǎn)生的壓力通過液壓缸10和傳力器13施加至待測液壓變徑扶正器14。所述液壓裝置可以模擬井下環(huán)境對液壓變徑扶正器的外部壓力，例如模擬固井套管個數(shù)、固井套管重力以及鉆井液對液壓變徑扶正器受力的影響。
[0032]扭矩提供器19和傳動軸18可以組成扭矩裝置。扭矩提供器19的輸出軸與傳動軸18的一端固定連接。傳動軸18的