何传兴（中国石油辽河油田钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010）

井下工具模拟试验系统

何传兴（中国石油辽河油田钻采工艺研究院，辽宁 盘锦 124010）

井下工具模拟试验系统可对各类井下工具进行单项性能试验和综合性能试验，并能进行高温高压热采工具的性能测试。对各检测项目的检测能力，均达到标准要求，能较好的完成井下工具的试验检测及评价需要。本文详细的介绍了该系统的主要功能、系统组成、中心测控系统、实际应用情况等内容，对油田的安全生产具有十分现实的意义。

井下工具；试验；中心测控系统

井下工具是油田钻完修井作业顺利进行的重要保证之一，随着辽河油田科学技术水平的不断提高，特别是为了适应稠油热采工艺技术发展的迫切需要，对井下工具产品质量提出了要求，辽河油田钻采工艺研究院中心试验所自主研发设计的井下工具模拟试验系统正是为了满足这一要求而建立的，该系统可以模拟井下各种规格套管对封隔器、配水器等井下工具进行单项性能试验和综合性能试验；并能进行高温高压热采工具性能的测试，可以对大修、侧钻、大捞等工具进行模拟试验，评价各类井下工具的实际指标和综合性能。该系统的应用，可为模拟工具在井下工作过程，掌握工具的运行状态，提高工具寿命使用及其适应性具有现实意义[1,2]。

1 主要功能

可进行井下管柱（含各种封隔器、配水器、分层分采工具）的综合发生试验；对胶筒密封件测定及封隔器卡瓦的滑脱试验；大修、打捞工具的模拟试验、钻井、侧钻工具的模拟试验；可进行高温320℃，高压20MPa，热采工具机附件性能的测试；可进行工具的拆装、更换部件和维修工作。

2 系统组成

整个系统由两大部分组成，一部分是井下工具试验台架，另一部分中心测控系统。井架试验装置由常规井下工具试验台架和热采井下工具试验台架两部分组成。

2.1 常规井下工具试验台架

采用四柱框架式结构，由底座、固定平台、导向立柱、升降油缸、活动平台、顶板、液压工作站和手动操作台、配电系统等组成。工作时通过液压系统的运行，使活动平台完成上提、下压、旋转的动作，实现井下工具的中间试验。

（1）试验内容：检验常温封隔器等井下工具在模拟井条件下座封、解封及密封耐压是否合格。

（2）主要技术指标：活动平台工作行程4.4m，重载行程1.5m；最大上提力800KN，下压力可达到300KN-500KN；具备正反转功能0-120r/min；最大扭矩0-6.5KN.m；模拟套管4″-9 5/9″之间，模拟长度7m；下部备用13 3/8″套管1支，长度4m；常规试验模拟温度0-90℃；工作压力25MPa，压裂试验时工作压力可达70MPa；

（3）试验步骤：首先连好封隔器试验管柱下入井内的适当位置，并连好电动试压泵座封管线（对液压式封隔器），机械式要连好上提下放短接；在中心测控系统的命令下，打压座封，机械式上提，然后下放用液压平台加座封载荷座封；验封时，从封隔器上、下分别加工作压力，进行验封，若能达到标准规定的工作压力，稳压5min，无渗漏为合格；解封是起出封隔器[3]。

2.2 热采井下工具试验台架

通过60kw的电加热炉将闪点为350℃的导热油进行加热，将各种型号的井下工具下入模拟套管内所需的深度，通过电动阀门的切换分别完成对胶筒上下的循环加热，然后进行试压工作，完成热采工具的中间试验。

（1）试验内容：检验注汽封隔器在模拟井条件下座封及耐压是否合格。

（2）试验条件：模拟温工作温度最大320℃；工作介质为高温导热油；工作压力为20MPa；上提力、下压力均为400KN；检验标准执行SY/T 6304-1997注汽封隔器及井下补偿器技术条件。

（3）试验范围：设有常用的5 1/2″和7″两种套管，并可根据需要谁是更换其他规格的模拟套管。

（4）试验步骤：连好封隔器试验管柱下入井内适当位置；上紧井口每根螺栓丝扣，连好井口上端输送管线及上紧连接卡箍；通过中心测控系统，启动电加热炉，将导热油连续加热到320℃，将封隔器座封；从封隔器下方加工作压力，进行验封，若能达到工作压力18MPa，稳压5min，无渗漏为合格；降温后起出解封的封隔器[4]。

2.3 中心测控系统

中心测控系统是由操作台、上、中、下三级计算机、显示系统、通讯线路等部分组成，用于现场室内检测及试验任务的中央控制、检测、现场显示、数据处理及图形报告生成等，完成对该系统的测控任务。

工作原理：试验开始时，将工具夹紧，并位移到位，操作员在计算机置入初始参数，如：工具类型、试验项目、控制参数等。开始后，计算机系统自动地根据操作员的输入指令启动相应设备，进行试验。由于每一项试验器试验条件互相关联，所以在试验中不但要对试验参数进行检测控制，而对其他参量也要控制，以保证在一个指定的条件下测量参数的变化情况[5]。

3 结语

井下工具模拟试验系统的应用，一方面对井下工具进行质量检测及试验，保证了下井工具的合格率，从而减少井下作业事故，提高作业成功率。另一方面为新工具的研发提供科学的理论依据，缩短科研周期，加快新工艺，新技术、新工具应用于现场的步伐。

[1]刘玉科，于克海。油田井下工具质量亟待提高。石油工业技术监督，1997，4：25-26.

[2]罗军。井下工具室内试验检测系统。江汉石油职工大学学报，2008，21（6）：81-84.

[3]张宏杰，栾中伟，徐群，等。吊装式井下工具试验井口拉压扭系统。石油机械。2009，37（3）：48-50.

[4]王东，章发明，陈磊，等。井下工具高温试验井系统。石油矿场机械，2009，38（7）：75-79.

[5]黄文巧。万能试验机微机控制系统研究[J]。福建建材，2006（1）：12-13.

何传兴（1969-），男山东高青县人 高级工程师 本科主要从事油气田采油工程热采工艺技术及配套工具设计与研究