套管外封隔器检测的关键内容与流程
套管外封隔器是油气井完井作业中用于隔离环空、保障层间密封性的重要工具。其性能直接影响油气开采效率、环境保护及井筒完整性。由于长期承受高温、高压、腐蚀性介质等复杂工况,需通过科学检测确保其设计参数和功能稳定性。检测涵盖材料性能、密封能力、耐压强度、抗腐蚀性等多维度指标,同时需结合井下实际工况进行针对性验证。
核心检测项目及技术要求
1. 外观与尺寸检测
通过目视、激光扫描或三坐标测量仪检查封隔器表面是否存在划痕、变形、锈蚀等问题,并验证橡胶筒、金属骨架等组件的尺寸公差是否符合API 11D1或ISO 14310标准要求。重点检测密封元件厚度均匀性和膨胀结构的完整性。
2. 密封性能测试
采用氦质谱检漏法或水压/气压试验模拟井下压力环境,验证封隔器在不同压差(通常15-70MPa)下的密封能力。测试需覆盖膨胀密封、反向压差密封等工况,持续保压时间≥30分钟且泄漏率≤5mL/min为合格。
3. 耐温耐压循环试验
在高温高压试验舱内进行多周期(≥50次)温度(-20℃至200℃)和压力交变测试,观察橡胶元件老化程度及金属部件疲劳特性。测试后密封压力衰减率需控制在设计值的5%以内。
4. 材料力学性能分析
通过拉伸试验机、冲击试验机等设备检测金属部件的屈服强度(≥550MPa)、延伸率(≥15%)及橡胶材料的邵氏硬度(70-90HA)、抗撕裂强度(≥30kN/m)等指标,确保材料满足NACE MR0175抗硫化氢腐蚀要求。
5. 动态模拟试验
在模拟井筒装置中测试封隔器的坐封/解封性能,记录膨胀压力曲线、坐封载荷等参数,验证工具在含砂、高流速等复杂井况下的适应性,坐封成功率需达到100%。
检测数据处理与综合评价
通过采集试验过程中的压力、温度、形变等数据,结合有限元分析软件建立三维力学模型,评估封隔器的长期服役可靠性。对检测未达标的部件需进行失效模式分析(FMEA),提出改进方案并重新验证。最终检测报告需包含原始数据记录、测试视频及符合性,为现场应用提供决策依据。

