專利名稱：一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
石油和天然氣開采過程中，油管內(nèi)壓力一般都很大，高壓氣藏開采過程中井口壓力高達(dá)50MPa，而且隨著油氣藏深度越來越深，油氣井的開采壓力也越來越高，尤其是超高壓氣藏的井口壓力更高。此外，在狗腿度嚴(yán)重大的井段或者造斜井段，油管接箍除受到油內(nèi)壓載荷外，還要承受彎矩載荷，狗腿嚴(yán)重度或井斜角越大，所受的彎矩也越大。此時(shí)，油管受力尤為復(fù)雜，油管接箍也容易出現(xiàn)氣密封失效。石油開采過程中油管氣密封是一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。如果出現(xiàn)泄漏，可能導(dǎo)致高壓氣體進(jìn)入油管和套管環(huán)空，產(chǎn)生環(huán)空帶壓，甚至導(dǎo)致壓力超過套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度而損壞套 管，造成重大事故。因此有必要對(duì)油管的密封性進(jìn)行檢測(cè)，尤其是針對(duì)井眼彎曲情況下油管接箍的氣密封檢測(cè)。為保證完井試油的安全生產(chǎn)，各油氣田對(duì)井下工具、油管提出了地面試壓的各種方案，但目前井下的油管密封檢測(cè)手段仍十分有限，大多依靠壓力控制進(jìn)行判斷，在永久式封隔器完井的條件下，對(duì)油管接箍的工作可靠性要求更高，對(duì)油管接箍密封性能的檢測(cè)也提出了更高的要求。專利CN102346089A公開了一種螺紋連接高壓氣密封檢測(cè)工具，螺紋連接高壓氣密封檢測(cè)工具操作簡(jiǎn)單，對(duì)于單純的油管高內(nèi)壓密封測(cè)試具有較高精度，但它沒有考慮油管接箍處所受彎矩載荷，不能滿足井眼彎曲情況下的油管氣密封測(cè)試要求。對(duì)于彎曲井眼中油管接箍(如在狗腿嚴(yán)重度較大或造斜井段位置的油管接箍)的氣密封測(cè)試方法和裝置，國內(nèi)文獻(xiàn)中鮮有描述，故提供一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)試裝置顯得尤為必要。本發(fā)明針對(duì)上述問題，提出一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)裝置，該裝置在測(cè)試時(shí)可以同時(shí)提供油管接箍處彎矩載荷和內(nèi)壓載荷。更接近于油管服役真實(shí)工況，尤其是狗腿嚴(yán)重度較大或造斜井段位置的油管接箍，其測(cè)試結(jié)果更具有針對(duì)性。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種模擬彎曲井眼中的油管密封性能的檢測(cè)裝置，包括墊臺(tái)、滑軌、油管夾持器、彎矩施加裝置、密封結(jié)構(gòu)、增壓泵、泄壓閥、檢漏裝置、撓度測(cè)量儀、油管試件、接箍、芯桿，油管夾持器對(duì)稱地安裝在墊臺(tái)上，墊臺(tái)置于滑軌上，兩根油管試件用接箍連接后，中間放入芯桿，夾持于油管夾持器中，在接箍下方設(shè)置彎矩施加裝置用以對(duì)油管施加彎矩；油管試件兩端設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)包括環(huán)形密封圈和堵頭，堵頭的外端部用螺母固定，環(huán)形密封圈分別置于堵頭內(nèi)壁與油管試件外壁、芯桿外壁之間，油管試件的一端通過導(dǎo)管與增壓泵連接，用以施加內(nèi)壓，油管試件的另一端用導(dǎo)管與泄壓閥相連，用以在測(cè)試后泄壓；在接箍處設(shè)置檢漏裝置及撓度測(cè)量儀，檢漏裝置通過安裝于接箍兩端的軟管和水槽連通，用以檢測(cè)接箍在受內(nèi)壓和彎矩后的泄漏情況，撓度測(cè)量儀位于接箍中部，用以檢測(cè)油管試件受彎矩后產(chǎn)生的撓度。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是
(1)本裝置可同時(shí)提供油管接箍處的彎矩載荷和內(nèi)壓載荷，更接近于油管服役真實(shí)工況尤其是狗腿嚴(yán)重度較大或造斜井段位置的油管接箍，其模擬結(jié)果更具有針對(duì)性；
(2)本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)；


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明彎矩施加裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明提供的一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)裝置，包括墊臺(tái)2和2'、滑軌I、油管夾持器11和11'，彎矩施加裝置21、密封結(jié)構(gòu)A和A '、增壓泵9、泄壓閥20、檢漏裝置15和15 ’、撓度測(cè)量儀16、油管試件12、接箍17、芯桿3 ;油管夾持器11,11,對(duì)稱地安裝在墊臺(tái)2、2'上，墊臺(tái)2，2'置于滑軌I上，兩根油管試件12用接箍17連接后，中間放入芯桿3，夾持于油管夾持器11和11 '中，在接箍17下方設(shè)置彎矩施加裝置21，用以對(duì)油管試件12施加彎矩；油管試件12兩端分別設(shè)置密封結(jié)構(gòu)k、k丨，密封結(jié)構(gòu)A、A ’分別包括堵頭5、5 ’，密封圈10、10 ’及25、25 ’，堵頭5、5 ’的外端部用螺母4、4^固定，環(huán)形密封圈10、1(Γ置于堵頭5、5,的內(nèi)壁與油管試件12的外壁之間，環(huán)形密封圈25、25'置于堵頭5、5'的內(nèi)壁與芯桿3的外壁之間；油管試件12—端通過導(dǎo)管7經(jīng)堵頭5與增壓泵9相連，導(dǎo)管7上設(shè)有壓力表8和增壓閥6，油管試件12的另一端通過導(dǎo)管7'與泄壓閥20連接，用以在測(cè)試后泄壓，導(dǎo)管7 '通過泄壓旋鈕18和卡套19固定于堵頭5'上；在接箍17的端部設(shè)置檢漏裝置15、15 '，檢漏裝置15、15'通過軟管14、14 ’與水槽13連通，用以檢測(cè)接箍17在受內(nèi)壓和彎矩后的泄漏情況；在接箍17的中間部位設(shè)置撓度測(cè)量儀16，用以檢測(cè)油管試件12受彎矩后產(chǎn)生的撓度。撓度測(cè)量儀16的測(cè)量范圍為0 20臟。堵頭5、5 '的內(nèi)徑包括88. 9mm, 101. 6mm,114. 3mm三種規(guī)格。如圖2所示，彎矩施加裝置21，包括支撐滾輪22和22 1、托杯23、千斤頂24。接箍17由支撐滾輪22和22 ’支撐，支撐滾輪22和22 ’置于托杯23上，托杯23置于千斤頂24之上。下摁千斤頂24手柄，帶動(dòng)托杯23上升，使支撐滾輪22和22 '上升，將作用力傳遞給油管試件12，達(dá)到為接箍17提供彎矩的目的。本發(fā)明使用時(shí)，首先松開油管夾持器11，調(diào)節(jié)墊臺(tái)2在滑軌I上的距離，放入油管試件12，調(diào)節(jié)油管夾持器11，使油管試件12兩端固定；調(diào)節(jié)撓度測(cè)量儀16到達(dá)預(yù)定位置；打開增壓閥6，然后開啟增壓泵9，關(guān)閉泄壓閥19，向油管試件12施加一定內(nèi)壓，通過壓力表8觀測(cè)壓力值；下摁千斤頂24手柄，帶動(dòng)托杯23上升，使支撐滾輪22和22 '上升，為接箍17提供彎矩。對(duì)于一定內(nèi)壓值，當(dāng)彎矩增至某值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)接箍17處氣密封失效，通過檢漏裝置15導(dǎo)出泄漏氣體，由軟管14進(jìn)入水槽，出現(xiàn)氣泡，同時(shí)壓力表8處壓力值會(huì)出現(xiàn)下降反應(yīng)。這時(shí)，不再增加彎矩值，讀出撓度測(cè)量儀16所示數(shù)據(jù)；最后打開泄壓閥19泄壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用與上述過程相反地步驟取下油管試件12，按相關(guān)評(píng)定計(jì)算方法及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油管接箍氣密封性能進(jìn)行分析。
實(shí)施實(shí)例,針對(duì)88. 9 mm外徑,P-105油管試件12,實(shí)驗(yàn)時(shí)當(dāng)撓度測(cè)量儀16顯示示數(shù)為4. 5mm，此時(shí)可以觀察到水槽13出現(xiàn)氣泡，證明油管密封已失效。
權(quán)利要求
1.一種模擬彎曲井眼中的油管密封性能的檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括墊臺(tái)(2)和(2')、滑軌(I)、油管夾持器(11)和(11 ^ )、彎矩施加裝置(21)、密封結(jié)構(gòu)(A)和(A')、增壓泵(9)、泄壓閥(20)、檢漏裝置(15)和(15 ')、撓度測(cè)量儀(16)、油管試件(12)、接箍(17)、芯桿(3);油管夾持器(ll)、(iy )對(duì)稱地安裝在墊臺(tái)(2)、(2 ^ )上，墊臺(tái)(2),(2 ’ )置于滑軌(I)上，兩根油管試件(12)用接箍(17)連接后，中間放入芯桿(3)，夾持于油管夾持器(11)、(11 ’ )中，在接箍(17)下方設(shè)置彎矩施加裝置(21);油管試件(12)兩端分別設(shè)置密封結(jié)構(gòu)(A)、(A ')，密封結(jié)構(gòu)(A)、(A ')包括環(huán)形密封圈(10)、(10 ')，(25),(25 7 )和堵頭(5)、(5^ )，堵頭(5)、(5^ )的外端部用螺母(4)、(4 ^ )固定，環(huán)形密封圈(10)、(10')置于堵頭(5)、(5')內(nèi)壁與油管試件(12)外壁之間，環(huán)形密封圈(25)、(25 ;)置于堵頭(5)、(5')內(nèi)壁與芯桿(3)外壁之間；油管試件(12)的一端通過導(dǎo)管(7)與增壓泵(9)連接，油管試件(12)的另一端用導(dǎo)管(7 ')與泄壓閥(20)相連；在接箍(17)端部設(shè)置檢漏裝置(15)、(15 ')及撓度測(cè)量儀(16)，檢漏裝置(15)、(15 ')通過安裝于接箍(17)兩端的軟管(14)、(14丨)和水槽(13)連通，撓度測(cè)量儀(16)位于接箍(17)中部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測(cè)裝置，其特征在于，兩根油管試件用接箍連接后，中間放入芯桿，利用油管夾持器夾持油管試件，再利用密封結(jié)構(gòu)對(duì)油管試件兩端進(jìn)行密封；在油管試件兩端分別設(shè)置增壓泵與泄壓閥，用以對(duì)油管施加內(nèi)壓，并在測(cè)試后泄壓；在油管接箍處通過彎矩施加裝置對(duì)油管施加彎矩，在油管接箍兩端設(shè)置檢漏裝置檢測(cè)接箍處氣體泄漏情況，使測(cè)試結(jié)果更接近于油管服役時(shí)既受內(nèi)壓載荷又受彎矩載荷的真實(shí)工況；本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01M3/08GK102944368SQ20121046051
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者林元華, 曾德智, 馮光, 鄧寬海, 黃韻, 朱紅鈞, 王其軍, 武元鵬, 周瑩, 施太和 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)