高溫條件下復合射孔器檢測裝置的研制

彭莉莉(采油工程研究院射孔器材質量監督檢測中心，黑龍江 大慶 163453)

國內對復合射孔作用機理研究較少，對復合射孔器產生的高壓氣體的壓力，作用時間與裂縫之間的關系也不夠深入。主要存在兩方面的問題：1，國內高溫復合射孔器技術發展緩慢，技術相對落后，產品質量參差不齊。2，沒有同一的檢測標準，無法快速推動技術發展，無法評定高溫復合射孔器質量的優劣。隨著油田勘探開發工作的不斷深入，油層條件越來越差,進行高溫復合射孔器完井作業的井在大量增加，如大慶油田130℃以上進行復合射孔的井數量呈逐年上升的趨勢。因此，我們迫切需要研究高溫復合射孔器的檢測技術，對進入油田的高溫復合射孔器材進行有效的質量控制，同時促進高溫復合射孔器材技術快速的發展。

1 設計加工新的高溫復合射孔器釜體

根據高溫復合射孔試驗的相關技術和安全要求設計生產新的試驗釜體，對各項指標我們都可以有更高的要求，所以新的設備將具有操作性好，安全性高，采集的試驗數據準確度高的優點。

2 設計方案及技術關鍵

根據高溫復合射孔器各項指標的要求對高溫射孔器單元試驗釜體、循環加熱裝置進行設計，設計的過程中會著重考慮整個裝置的安全性和可操作性，同時要滿足下面的技術關鍵：

2.1 試驗釜體的承溫性能好，可承受200℃、168小時的連續加溫；

2.2 具備溫度溢出自斷功能，當溫度溢出所設定的溫度后，將啟動設備的加溫自斷功能，實現加溫的有效可控，保證安全；

2.3 具備溫度變化的實時監測和儲存功能，可以在加溫的過程中繪制溫度-時間曲線，做到實時監測溫度變化，同時儲存溫度-時間曲線，用做產品檢測的評定參數；

2.4 在試驗釜體和循環加溫管線上設計安裝單向閥，達到復合射孔試驗時緩沖爆炸壓力，保護循環加溫裝置。

3 釜體的承溫性能效果確認

2014年7月2日—2014年9月10，我們進行了兩次160℃、168小時高溫復合射孔器單元射孔試驗，兩次160℃、120小時高溫復合射孔器單元射孔試驗，6次160℃、48小時高溫復合射孔器單元射孔試驗，結果顯示高溫復合射孔試驗釜體（試驗后對高溫射孔器釜體進行了高溫探傷檢測，檢測結果如下圖所示）、加溫裝置、和數據采集系統各項技術指標都正常，滿足對高溫復合射孔器檢測評定的工作要求。

4 溫度對高溫火藥性能的影響規律探究

同時選取國內高溫復合射孔器材耐溫性能較好的幾個廠家所生產的高溫復合射孔器材，做了相關高溫復合射孔試驗，通過試驗結果我們給出了：溫度對高溫火藥性能的影響規律曲線（誤差≤10%），其相關數據曲線如下圖所示。

溫度與壓裂火藥的失重關系圖

從上圖我們可以看出，由室溫到154℃、48h（標準規定的耐溫指標）產品性能未出現大幅度下降，在170℃、48h時性能下降幅度增大，到200℃、48h仍能作功，只是有效作用時間不滿足標準要求。這些數據將為我們制定高溫復合射孔器檢測標準提高數據支持。

5 結語

高溫復合射孔器檢測技術的研發成功，創造性的解決了如何監督評定高溫復合射孔器生產中的質量優劣的問題，以精準的試驗數據，科學的評定方法和評定標準來監督評定溫復合射孔器生產中的質量，同時極大地促進溫復合射孔器技術的發展，為油田用戶把好溫復合射孔器產品的質量關。該項目所研究的檢測技術推廣應用后，可對油田所用的高溫復合射孔器材產品質量進行檢驗和評價，滿足高溫井勘探、開發的需要，同時可以大大促進多次完井的效果,進一步提高石油的采收率，為油田穩產4000萬噸提供保障，也可為高溫復合射孔技術開拓國外市場提供技術保障，其經濟價值不可估量。

[1]SY/T5128-1997.油氣井聚能射孔器通用技術條件【J】中國石油天然氣總公司發布.

[2]SY/T6297-1997.油氣井射孔器材標準評價的推薦作法【J】中國石油天然氣總公司發布.