Im Jahr 1820 wurde Papen zum Offizier befördert. Anschließend war er mehrere Jahre mit Vermessungsarbeiten in Ostfriesland beschäftigt und wirkte dort auch bei den Maßnahmen zum Küstenschutz nach den Überschwemmungen des Jahres 1825 mit. Papen arbeitete aber auch als Mathematiklehrer des Prinzen George of Cambridge (1819–1904) sowie als Erzieher des späteren Landgrafen Friedrich Wilhelm von Hessen-Kassel (1820–1884). Mehrjährige Reisen führten ihn nach Norwegen, Schweden und an den dänischen Königshof nach Kopenhagen. Ab 1848 nahm er als Offizier am Schleswig-Holsteinischen Krieg gegen Dänemark teil.