Гидравлические испытания скважинных фильтров на смятие/разрыв
Прочность конструкции противопесочных фильтров определяется не только механическими испытаниями. Поскольку фильтры в скважине функционируют при высоком давлении, важной характеристикой фильтров является прочность по отношению к большим перепадам давления.
Для проверки этой прочности фильтров проводят гидравлические испытания на смятие/разрыв конструкции фильтра. Для проведения этих испытаний используется стенд СГИФ-350, позволяющий тестировать оборудования на давление до 350 атмосфер. Испытания при таких больших давлениях проходят в специальной герметичной капсуле, куда помещается образец тестируемого фильтра. Испытательный стенд включает мощный шламовый насос, который может создавать высокие давления и перекачивать высоковязкую смесь жидкости с песком.
Схема работы гидравлического стенда предполагает разомкнутый контур для флюида. Для гидравлических испытаний подбирают специальную рецептуру раствора технической жидкости для кольматации образца фильтра в тестовой капсуле высокого давления. Раствор должен быть хорошо перемешан, содержать определенные фракции песка, ксантановую камедь, крахмал для создания высоковязкой среды. С помощью этого раствора под давлением происходит кольматация фильтра в тестовой капсуле.
Цель гидравлических испытаний заключается в проверки прочности фильтров при высоких давлениях смятия / разрыва с помощью кольматированного раствора. Для подготовки требуемого раствора используется мини гидравлический лабораторный стенд, на котором проверяются кольматирующие свойства раствора через купон проволочной намотки фильтра.
Испытания проводятся по стандарту ГОСТ 32504-2013. Подключения гибких подводящих рукавов позволяет использовать стенд в двух конфигурациях. Для испытаний на смятие давление подается наружу тестируемого образца, для испытаний на разрыв, наоборот, внутрь образца скважинного фильтра. Гидравлические испытания требуют большой подготовительной работы для создания запаса кольматирующей жидкости и установки образца фильтра на стенд. Итогом проведения тестирования является подтверждение параметров прочности фильтра в условиях высоких давлений.
Рабочие характеристики стенда:
- Максимальное давление в рабочей капсуле – 350 атмосфер
- Длина капсулы – 4000 мм
- Диаметр капсулы – 290 мм
- Вес капсулы – 3550 кг
- Типоразмеры фильтров — 114, 127, 140, 168, 178 мм
- Максимальный расход в системе — 2,8 м3/ч
- Масса шламового насоса – 1900 кг
Схема работы:
- Подготовка тестового кольматирующего раствора по базовой рецептуре.
- Проверка свойств кольматации этого раствора на мини-стенде на основе купонов проволочной намотки тестируемого фильтра. Изменение рецептуры раствора для достижения требуемых характеристик.
- Заказ необходимого объема кольматирующего раствора по разработанной рецептуре.
- Подготовка образца фильтра для проведения испытаний.
- Установка образца в рабочую капсулу стенда.
- Монтирование соединительных шлангов конструкции стенда. Заполнения емкости для кольматанта.
- Подключение гидравлического шламового насоса к стенду.
- Введение программы испытаний в систему управления стендом.
- Запуск программы испытаний. Медленное повышение давления в камере до целевых показателей. Регистрация в режиме онлайн показателей давления в разных точках гидравлического контура, расхода кольматанта.
- При достижении максимального давления по программе тестирования или при наличии пробоя в тестируемом фильтре процесс испытаний останавливается, давление в системе сбрасывается.
- По итогам проведения испытаний оформляется заключение о проведении гидравлического тестирования.
При проведении гидравлических испытаний оператор находится в защищенной зоне, в которой размещается система управления стендом.
