一种井下工具试验装置的制作方法

本实用新型涉及石油开采机械技术领域，特别涉及一种井下工具试验装置。

背景技术：

在进行井下工具性能试验时，通常将待测试工具安装在试验井筒内，由加载设备检测待测试工具在井下的受力和受压情况。其中，为了使试验井筒的密封性满足待测试工具的测试条件，可以在试验井筒的内腔中安装内衬管。

相关技术中，内衬管的管口设置有气密封螺纹，内衬管通过管口的气密封螺纹与气密封连接头的一端连接，气密封接头另一端与密封体的上端连接，密封体的下端和待测试工具连接。其中，密封体的下端和待测试工具均位于内衬管的内腔中，这样，通过该密封体以及气密封接头，使得该待测试工具在内衬管的内腔中处于密闭状态。

然而，当通过上述方式将内衬管安装在试验井筒内时，一方面，由于需要在内衬管的管口加工螺纹和密封面，因此，导致内衬管的管口的管壁变薄，降低了内衬管的强度。另一方面，在连接内衬管的管口和气密封连接头的一端时，需要专用设备辅助才能完成安装，安装过程费时费力。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种井下工具试验装置，可以用于解决相关技术中内衬管在安装时强度降低且内衬管不易安装的问题。所述技术方案如下：

一种井下工具试验装置，所述井下工具试验装置包括试验井筒、内衬管、转换连接头、多个定位销、第一密封体、第二密封体和第一压环；

所述试验井筒包括密封段、承载段和支撑段，所述密封段的内径大于所述承载段的内径，所述支撑段内包括第一阶梯面，且所述支撑段内位于所述第一阶梯面的上方的部分的直径小于位于所述第一阶梯面的下方的部分的直径；

所述第一密封体包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部的直径小于所述第二密封部的直径，所述第一密封部的上端面与所述承载段和所述支撑段的交接处的第二阶梯面平齐，所述第二密封部的上端面与所述第一阶梯面平齐，且所述第一密封部和所述第二密封部均与所述支撑段的内壁连接；

所述内衬管位于所述承载段的内腔中，且所述内衬管的下端面与所述第二阶梯面接触；

所述转换连接头包括连接部和固定部，所述连接部的外径小于所述固定部的外径，所述连接部通过所述多个定位销与所述内衬管的一端连接，所述固定部位于所述密封段的内腔中，且所述固定部和所述连接部交接处的第三阶梯面与所述承载段和所述密封段交接处的第四阶梯面接触；

所述第二密封体的外壁上包括第五阶梯面和第六阶梯面，所述第五阶梯面与所述转换连接头的固定部的上端面接触，所述第二密封体中位于所述第五阶梯面的下方的一端连接待测试工具；

所述第一压环位于所述第二密封体和所述密封段之间，且所述第一压环的外壁与所述密封段的内壁连接，所述第一压环的内壁与所述第二密封体的外壁连接，所述第一压环的下端面与所述第六阶梯面接触。

可选地，所述密封段中位于所述第四阶梯面的上方的部分的内壁上包括多个凸台，所述固定部的外壁上包括与所述多个凸台一一对应的矩形接触面，每个矩形接触面与对应的凸台接触，且所述固定部的外壁上除所述矩形接触面的部分与所述密封段的内壁中除所述多个凸台外的部分接触。

可选地，所述装置还包括第二压环；

所述第一密封体的外壁包括第七阶梯面，所述第七阶梯面与所述第二压环的上端面接触，所述第二压环位于所述支撑段和所述第一密封体之间，且所述第二压环的内壁与所述第一密封体中位于所述第七阶梯面的下方的部分的外壁连接，所述第二压环的外壁与所述支撑段的内壁连接。

可选地，所述装置还包括第三压环，所述密封段的内壁上还包括第八阶梯面；

所述第三压环位于所述第一压环和所述密封段之间，所述第三压环的下端面与所述第八阶梯面接触，所述第一压环的外壁通过所述第三压环与所述密封段的内壁连接。

可选地，所述第八阶梯面上开有凹槽，所述第三压环的下端面位于所述凹槽内，以固定所述第三压环。

可选地，所述支撑段的底端通过多个销钉固定在支架上。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在本实用新型实施例中，该装置包括的内衬管位于承载段的内腔中，且内衬管的下端面与第二阶梯面接触，转换连接头包括的连接部通过多个定位销与内衬管的一端连接，这样，无需在内衬管的管口加工螺纹即可以将该内衬管安装在试验井筒内，保证了内衬管的强度。另外，转换连接头和内衬管一起放入试验井的承载段之后，可以通过第一密封体、第一压环和第二密封体将试验井筒的密封段和支撑端进行密封，这样，使得试验井筒的密封性也不受影响。并且，由于在该装置中没有通过气密封螺纹连接的方式进行连接的部件，因此在安装或拆卸的时候，无需专用设备，安装或拆卸过程省时省力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种井下工具试验装置的全剖示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种井下工具试验装置的局部剖示意图。

附图标记：

1：试验井筒；2：内衬管；3：转换连接头；4：定位销；5：第一密封体；6：第二密封体；7：第一压环；8：第二压环；9：第三压环；

101：凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种井下工具试验装置的全剖示意图。如图1所示，所述井下工具试验装置包括试验井筒1、内衬管2、转换连接头3、多个定位销4、第一密封体5、第二密封体6和第一压环7；试验井筒1包括密封段、承载段和支撑段，密封段的内径大于承载段的内径，支撑段内包括第一阶梯面，且支撑段内位于第一阶梯面的上方的部分的直径小于位于第一阶梯面的下方的部分的直径；第一密封体5包括第一密封部和第二密封部，第一密封部的直径小于第二密封部的直径，第一密封部的上端面与承载段和支撑段的交接处的第二阶梯面平齐，第二密封部的上端面与第一阶梯面平齐，且第一密封部和第二密封部均与支撑段的内壁连接；内衬管2位于承载段的内腔中，且内衬管2的下端面与第二阶梯面接触；转换连接头3包括连接部和固定部，连接部的外径小于固定部的外径，连接部通过多个定位销4与内衬管2的一端连接，固定部位于密封段的内腔中，且固定部和连接部交接处的第三阶梯面与承载段和密封段交接处的第四阶梯面接触；第二密封体6的外壁上包括第五阶梯面和第六阶梯面，第五阶梯面与转换连接头3的固定部的上端面接触，第二密封体6中位于第五阶梯面的下方的一端连接待测试工具；第一压环7位于第二密封体6和密封段之间，且第一压环7的外壁与密封段的内壁连接，第一压环7的内壁与第二密封体6的外壁连接，第一压环7的下端面与第六阶梯面接触。

其中，试验井筒1的外径可以相等，也可以不等。若试验井筒1的外径不等，则支撑段的外径小于密封段的外径。密封段的外壁上具有两个凹槽，这两个凹槽的轴线重合，且这两个凹槽用于固定加载设备。另外，试验井筒1的筒壁应具有一定的厚度，这样可保证试验井筒1具有一定的承载能力，不会因承载过大而发生产生裂纹。试验井筒1包括的承载段的内径依据位于其内腔中内衬管2的外径确定，承载段的内壁不应有划痕、裂纹等缺损，这样可避免承载段的内壁的缺损对待测试工具造成影响。

需要说明的是，支撑段的底端通过多个销钉与支架连接，这样，可以将试验井筒1固定在该支架上，为试验井筒1内的待测试工具提供稳定的测试环境。还需要说明的是，试验井筒1的材料可以耐高压材料中的一种、具体材料依据压力容器的国家标准确定，本实用新型实施例对此不做限定。

试验井筒1的支撑段主要靠第一密封体5实现密封。第一密封体5包括的第一密封部和第二密封部均为圆柱，且第一密封部的上端面与承载段和支撑段的交接处的第二阶梯面平齐，第二密封部的上端面与第一阶梯面平齐，且第一密封部和第二密封部均与支撑段的内壁连接。示例性的，第一密封部和第二密封部的外壁上均可以设有外螺纹，支撑段的内壁上可以设有内螺纹，第一密封部外壁上的外螺纹和第二密封部外壁上的外螺纹与支撑段的内壁上内螺纹配合连接。或者，可以只在第二密封部的外壁上设置外螺纹，在与第二密封部对应的支撑段的内壁上设有内螺纹，在连接第一密封体5时只需将第二密封部的外壁上的外螺纹和支撑段内壁上的内螺纹配合连接也可实现第一密封体与支撑段的内壁连接。在这种实现方式中，第一密封部的外壁和支撑段的内壁的表面粗糙度小于第一数值，第一数值可以为3.2或者1.6。这样，在第二密封部与支撑段连接后，由于第一密封部上未设螺纹，与第一密封部对应的支撑段的内壁上也未设螺纹，第一密封部的外壁和支撑段的内壁可以紧密接触，使得第一密封体5的密封效果更佳。

可选地，该装置还包括第二压环8，第二压环8为圆筒。在这种实现方式下，第一密封体5的第二密封部的直径可以成阶梯变化，其中，靠近第一密封部的部分的直径较大，这样，在第二密封部的外壁上将形成第七阶梯面。第二压环8的上端面与第七阶梯面接触。第二压环8位于支撑段和第一密封体5之间，且第二压环8的内壁与第一密封体5中位于第七阶梯面的下方的部分的外壁连接，第二压环8的外壁与支撑段的内壁连接。其中，第二压环8的外径和内径的差值依据第一密封体5和试验井筒1的支撑段之间的空隙确定，第二压环8的内径依据第一密封体5的第七阶梯面下方的部分的直径确定。这样，第一密封体5的外径和试验井筒1的支撑段的内径不匹配时，只需要更换与之匹配的第二压环8即可实现第一密封体5和试验井筒1的密封连接。

内衬管2位于承载段的内腔中，内衬管2的内径依据其内腔中的待测试工具的外径确定。其次，内衬管2应具有一定的厚度，以此保证内衬管2的强度可以承受一定的载荷。内衬管2的下端面与第二阶梯面接触，内衬管2一端承受的载荷可传递到内衬管2的下端面上，从而通过内衬管2的下端面传递到承载段下部的支撑段上，进而由支撑段再传递到与支撑段连接的其它部件，这样，内衬管5可以承受的载荷变大，内衬管5也就可以避免因承载过大而损坏。

转换连接头3的连接部通过多个定位销4与内衬管2的一端连接。示例性的，内衬管2的一端开有多个第一销孔，转换连接头3的连接部上开有多个第二销孔。多个第一销孔和多个第二销孔一一对应，且每个第一销孔的轴线和与之对应的第二销孔的轴线重合，且每个第一销孔的孔径均小于每个第二销孔的孔径。将多个定位销4中的每个定位销4的外径较小的一端依次穿过第二销孔和第一销孔，使每个定位销4外径较大的部分位于第二销孔内，使定位销4外径较小的部分位于第一销孔内。这样，由于定位销4外径较大的部分位于第二销孔内，外径较小的部分位于第一销孔内，因此，位于第二销孔内的部分可以对定位销4外径较小的部分和第一销孔之间的空隙进行密封。此外，通过这种连接方式连接内衬管2和转换连接头3时，由于内衬管2的管壁的厚度不会发生变化，因此，内衬管的强度也不会降低，且安装或拆卸时均不需要专用设备，较为省力。其中，定位销4的个数大于或者等于2。

需要说明的是，转换连接头3的固定部位于密封段的内腔中，且固定部和连接部交接处的第三阶梯面与承载段和密封段交接处的第四阶梯面接触。这样，转换连接头3的固定部就可以卡在密封段的内腔中，以使转换连接头3的固定部位置固定。另外，内衬管2通过转换连接头3与第二密封体6和第一压环7连接，以实现内衬管2的密封。并且，由于内衬管2不与第二密封体6与第一压环7直接接触，因此，减小了加载过程中内衬管2所受到的载荷。

可选地，如图2所示，密封段中位于第四阶梯面的上方的部分的内壁上包括多个凸台101。转换连接头3的固定部的外壁上包括与多个凸台101一一对应的矩形接触面，每个矩形接触面与对应的凸台101接触，且固定部的外壁上除矩形接触面的部分与密封段的内壁中除多个凸台101外的部分接触。其中，凸台101的个数大于或者等于2。这样，不仅可以使转换连接头3的固定部位置固定，也可以避免转换连接头3发生旋转，进而可以避免与转换连接头3连接的内衬管2发生旋转，使得内衬管2不会因自身的旋转对其内部的待测试工具的扭矩的测试结果造成影响。

第二密封体6的直径呈阶梯变化，这样，在第二密封体6的直径变化处形成第五阶梯面。转换连接头3的固定部的上端面与第五阶梯面接触，第二密封体6中位于第五阶梯面的下方的一端连接待测试工具。示例性的，第二密封体6中位于第五阶梯面的下方的一端可以开有沉孔，该沉孔的内壁上可以设有内螺纹，待测试工具的一端的外壁设有外螺纹，待测试工具的一端的外壁的外螺纹与该沉孔的内壁上的内螺纹配合连接，以使待测试工具固定在第二密封体6上。需要说明的是，第二密封体6位于试验井筒1的密封段中的部分的外径小于密封段的内径，进而使得第二密封体6不直接和试验井筒1接触，使得第二密封体6受到的载荷不会直接作用于试验井筒1上。

第一压环7位于第二密封体6和密封段之间。第一压环7为圆筒。第一压环7的外壁与密封段的内壁连接，第一压环7的内壁与第二密封体6的外壁连接。第一压环7的下端面与第二密封体6的外壁上的第六阶梯面接触。示例性的，第一压环7的外壁可以设置外螺纹，密封段的内壁可以设置内螺纹，第一压环7的外壁上的外螺纹与密封段的内壁上的内螺纹配合连接。第一压环7的内壁可以设置内螺纹，第二密封体6的外壁可以设置外螺纹，第一压环7的内壁上的内螺纹与第二密封体6的外壁上的外螺纹配合连接。这样，第二密封体6固定在第一压环7内，使得第二密封体6的位置固定，进而使与第二密封体6连接的试验工具的位置也固定。另外，试验井筒1的密封段通过第一压环7间接和第二密封体6连接，在拆卸待测试工具的过程中，只需将该第二密封体6从第一压环7中旋出即可取出待测试工具，可避免测试井筒的密封段的内螺纹经过多次旋进和旋出后而发生损坏，对测试井筒的结构造成损坏。

可选地，该装置还可以包括第三压环9，第三压环9也为圆筒。在这种实现方式中，密封段的内径呈阶梯变化，且密封段的内径变化处形成第八阶梯面，第八阶梯面位于第四阶梯面上方。第三压环9的下端面与第八阶梯面接触，第三压环9位于第一压环7和密封段之间。第一压环7的外壁通过第三压环9与密封段的内壁连接。示例性的，第三压环9的外壁可以设置外螺纹，第三压环9的内壁可以设置内螺纹，第三压环9的外螺纹和密封段的内螺纹配合连接，第三压环9的内螺纹和第一压环的外螺纹配合连接，以使密封段和第一压环7通过第三压环9连接在一起。这样，在拆卸待测试工具的过程中，只需将第一压环7旋出即可取出第二密封体6，可解决因第二密封体6过长而不易旋出的问题，使拆卸的过程更加方便。

在本实用新型实施例中，该装置包括的内衬管位于承载段的内腔中，且内衬管的下端面与第二阶梯面接触，转换连接头包括的连接部通过多个定位销与内衬管的一端连接，这样，无需在内衬管的管口加工螺纹即可以将该内衬管安装在试验井筒内，保证了内衬管的强度。另外，转换连接头和内衬管一起放入试验井的承载段之后，可以通过第一密封体、第一压环和第二密封体将试验井筒的密封段和支撑端进行密封，这样，使得试验井筒的密封性也不受影响。并且，由于在该装置中没有通过气密封螺纹连接的方式进行连接的部件，因此在安装或拆卸的时候，无需专用设备，安装或拆卸过程省时省力。

需要说明的是，第一压环和密封段之间还包括第三压环，这样，在拆卸待测试工具的过程中，只需将第一压环7旋出即可取出第二密封体6，可解决因第二密封体6过长而不易旋出的问题，使拆卸的过程更加方便。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。