扩张式封隔器检测项目及技术要求
扩张式封隔器作为油气井完井、压裂及测试作业中的核心工具,其性能直接影响井下作业的安全性与效率。该设备通过液压或机械方式扩张胶筒,在套管或裸眼井段形成密封隔离,承受高温、高压及复杂井下介质的考验。为确保封隔器的可靠性,需对其结构完整性、密封性能、材料耐腐蚀性等关键指标进行全面检测。以下是扩张式封隔器检测的主要项目及技术要求。
1. 结构完整性检测
通过对封隔器本体、胶筒座、锚定机构等部件的尺寸公差、表面缺陷(如裂纹、砂眼)、焊缝质量进行无损检测(NDT)。采用工业CT扫描、磁粉探伤或超声波检测技术,确保无结构性损伤,并验证关键连接螺纹的咬合强度是否符合API 11D1标准。
2. 密封性能测试
模拟井下工况进行多级压力循环试验:在高温高压试验舱内(温度150-200℃,压力70-105MPa),以氮气或液压油为介质,检测封隔器胶筒与套管/井壁的接触应力及泄漏量。要求连续保压30分钟以上,压降不超过初始值的5%。
3. 耐温耐压极限验证
通过破坏性试验确定封隔器的最大工作参数。在H₂S/CO₂酸性环境中,逐步提升温度至250℃、压力至140MPa,记录胶筒材料的热变形、硬度变化及密封失效临界点,验证其适用于深井、超深井的可行性。
4. 动态疲劳测试
模拟井下压力波动与振动环境,进行5000次以上的交变载荷循环。监测锚定牙的磨损量、卡瓦弹簧回弹性能及胶筒膨胀收缩形变率,评估封隔器的长期服役寿命。
5. 材料性能分析
对胶筒(氢化丁腈橡胶/FKM氟橡胶)、金属部件(4140合金钢/718镍基合金)进行理化检测。包括橡胶的邵氏硬度(70-90 Shore A)、抗拉强度(≥15MPa)、压缩永久变形(≤25%),以及金属材料的屈服强度(≥758MPa)、应力腐蚀敏感性等指标。
6. 现场模拟试验
在试验井筒中复现真实井斜(0-90°)、井径变化(±10%标称尺寸)等工况,测试封隔器的坐封成功率、解封残留力(≤50kN)及重复坐封能力,确保其在复杂井况下的适应性。
通过上述系统性检测,可全面评估扩张式封隔器的性能参数,降低井下工具失效风险。建议每批次产品抽样检测率不低于20%,关键井用封隔器需执行100%全项目检测,并建立电子化质量追溯档案。

