油气井管串螺纹密封性能检测设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油、天然气钻采技术领域，尤其是一种油气井管串的检测技术。
【背景技术】
[0002]在石油天然气的开采过程中，常需要对油气井管在节箍处的密封性进行检测。目前，在使用内置式检测工具进行检测时，由于检测工具在解封时，检测工具与油套管内壁所形成的环空中的高压气体会在较短时间迅速释放，产生较大作用力反作用于检测工具上，特别是用于检测小尺寸油套管管串密封性能时，内置式检测工具尺寸小、重量轻，容易导致被高压气体冲出油套管，带来钻井平台安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种油气井管串螺纹密封性能检测设备及方法，特别针对小尺寸油套管串密封性能的检测，可有效地避免检测完毕后检测气体在检测设备上产生的较大反作用力，避免检测设备被高压气体冲出油套管，给钻井平台带来安全隐患。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备，包括筒状的壳体，所述壳体的壁内设有气体通道，所述壳体的中部设有连通气体通道的外部气源连接孔，所述壳体两端内壁的气体通道口处配置有能相对滑动的活塞缸，所述壳体的两端内壁分别配置有压缩密闭机构，所述活塞缸与压缩密闭机构相配合，所述活塞缸的滑动能使压缩密闭机构同油套管的外壁贴合密封。
[0005]由于上述结构，可通过外部气源连接孔向壳体壁内的气体通道向内充入检测气体，通过气通道口处推动活塞缸相对滑动，活塞缸的相对滑动从而推动压缩密封机构运行，使压缩密闭机构同油套管的外壁贴合密封，便于进行气密性的检测。本发明特别针对小尺寸油套管串密封性能的检测，可有效地避免检测完毕后检测气体在检测设备上产生的较大反作用力，避免检测设备被高压气体冲出油套管，给钻井平台带来安全隐患。
[0006]本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备，所述壳体的两端上分别设有端盖，所述端盖限制压缩密闭机构于壳体内；所述压缩密闭机构包括橡胶胶芯、楔形滑套、补偿保护环及定位盖；所述壳体内从活塞缸的端面至端盖之间，依次布置有橡胶胶芯、楔形滑套、补偿保护环及定位盖，其中所述楔形滑套与补偿保护环之间通过斜面配合。
[0007]由于上述结构，可通过橡胶胶芯填充其相邻空间，便于形成密封，同时也可通过软着力的方式驱动楔形滑套与补偿保护环运动，从而可使补偿保护环沿楔形滑套的斜面运动，从而可楔形滑套与油套管接触，将环形空间封堵，防止橡胶胶芯在环空挤压变形过大，造成剪切破坏，对橡胶胶芯起到保护作用。
[0008]本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备，所述楔形滑套的一端面设有平面，另一端面设为斜面；所述补偿保护环由相互间隔布置的4个楔形滑动块与4个复位弹簧组成，其中所述楔形滑动块的端面上设有与楔形滑套的斜面相配合的倾斜面。
[0009]本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备，所述补偿保护环由相互间隔布置的4个楔形滑动块与4个复位弹簧组成，其中倾斜面设于楔形滑动块的端面外边缘上，所述楔形滑动块的倾斜面配合于楔形滑套的斜面上，使所述楔形滑套的滑动可使楔形滑动块沿斜面滑动。
[0010]由于上述结构，在橡胶胶芯的推动作用下，楔形滑套向下运动，并推动补偿保护环沿楔形滑套的楔形面运动，使得楔形滑套中的复位弹簧发生周向压缩变形，随着通入检测气体的压力不断增大，复位弹簧的变形会不断增大，使得楔形滑套中的4个楔形滑动块内表面与油套管接触，将环形空间封堵。
[0011]本发明的油气井管串螺纹密封性能检测方法，所使用的检测设备，包括筒状的壳体，所述壳体的壁内设有气体通道，所述壳体的中部设有连通气体通道的外部气源连接孔，所述壳体两端内壁的气体通道口处分别配置有能相对滑动的上活塞缸与下活塞缸，所述壳体上端内壁设有与上活塞缸配合的上橡胶胶芯，所述上橡胶胶芯的上端面配合有上楔形滑套，所述上楔形滑套斜面配合有上补偿保护环，所述壳体的上端口处设有上定位盖，所述壳体的上端设有限制上定位盖的上端盖，所述上端盖上设有吊环螺栓孔；所述壳体下端内壁设有与下活塞缸配合的下橡胶胶芯，所述下橡胶胶芯的下端面配合有下楔形滑套(9)，所述下楔形滑套斜面配合有下补偿保护环，所述壳体的下端口处设有下定位盖，所述壳体的下端设有限制下定位盖的下端盖；所述上补偿保护环与下补偿保护环均由相互间隔的4个楔形滑动块与4个复位弹簧连接而成；
所使用的检测方法，包括:
安装步骤:将钢丝绳上的吊环固定在检测设备的吊环螺栓孔上，将检测设备上提，从油套管外侧穿过，将检测设备下放至外部气源连接孔靠近两根油套管的节箍连接处；
坐封步骤:将气源接头与外部气源连接孔连接，打开气源，检测气体通过外部气源连接孔进入气体通道，检测气体推动上活塞缸、下活塞缸分别向壳体的两端运动；上活塞缸推动上橡胶胶芯向上运动，上橡胶胶芯在向上运动的同时膨胀变形，填充上橡胶胶芯与上楔形滑套之间、上活塞缸和油套管之间的环形空间；
在上橡胶胶芯的推动作用下，上楔形滑套向上运动，并推动上补偿保护环沿上楔形滑套的上楔形面向下运动，使得上楔形滑套中的复位弹簧发生周向压缩变形，随着通入检测气体的压力不断增大，复位弹簧的变形会不断增大，使得上楔形滑套中的4个楔形滑动块内表面与油套管接触，将环形空间封堵；
在下橡胶胶芯的推动作用下，下楔形滑套向下运动，并推动下补偿保护环沿下楔形滑套的下楔形面向下运动，使得下楔形滑套中的复位弹簧发生周向压缩变形，随着通入检测气体的压力不断增大，复位弹簧的变形会不断增大，使得下楔形滑套中的4个楔形滑动块内表面与油套管接触，将环形空间封堵；
检测步骤:
当检测气体压力增至密封检测压力时，上橡胶胶芯、下橡胶胶芯分别与油套管外壁面贴合密封，使得检测设备与油套管外壁面间形成环空，检测气体充满该环空空间；
将气体检测仪探头从油套管顶端下放至油套管内部的节箍处进行检测，通过检测高压气体是否泄漏来判断油套管密封性能； 结尾步骤:
当检测结束后，打开气源控制阀，释放气体通道中的高压检测气体，其中上橡胶胶芯、下橡胶胶芯、上补偿保护环、下补偿保护环泄压复位，整个检测设备恢复到初始工作状态；再将检测设备从油套管外壁取出，油套管再下入油气井内。
[0012]由于上述方法，可有效地对油套管的节箍连接处的密封性能进行检测，特别针对小尺寸油套管串密封性能的检测，可有效地避免检测完毕后检测气体在检测设备上产生的较大反作用力，避免检测设备被高压气体冲出油套管，给钻井平台带来安全隐患。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备及方法，结构简单，操作简便，使用便捷，特别针对小尺寸油套管串密封性能的检测，可有效地避免检测完毕后检测气体在检测设备上产生的较大反作用力，避免检测设备被高压气体冲出油套管，给钻井平台带来安全隐患。
【附图说明】
[0014]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备的结构示意图；
图2是本发明中补偿保护环的结构示意图。
[0015]图中标记:1-上端盖、2-上定位盖、3-上楔形滑套、4-上橡胶胶芯、5-上活塞缸、6-壳体、7-下活塞缸O型密封圈一、8-下活塞缸O型密封圈二、9-下楔形滑套O型密封圈、10-下补偿保护环、11-下端盖、12-下定位盖、13-下楔形滑套、14-下橡胶胶芯、15-下活塞缸、16-气体通道、17-外部气源连接孔、18-上活塞缸O型密封圈一、19-上活塞缸O型密封圈二、20-上楔形滑套O型密封圈、21_上补偿保护环、22-吊环螺栓孔、23-楔形滑动块、24-复位弹簧。
【具体实施方式】
[0016]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0017]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0018]如图1和图2所示，本发明的油气井管串螺纹密封性能检测设备，包括筒状的壳体6，所述壳体6的壁内设有气体通道16，所述壳体6的中部设有连通气体通道16的外部气源连接孔17，所述壳体6两端内壁的气体通道口处分别配置有能相对滑动的上活塞缸5与下活塞缸15，所述壳体6上端内壁设有与上活塞缸5配合的上橡胶胶芯4，所述上橡胶胶芯4的上端面配合有上楔形滑套3，所述上楔形滑套3斜面配合有上补偿保护环21，所述壳体6的上端口处设有上定位盖2，所述壳体6的上端设有限制上定位盖2的上端盖1，所述上端盖I上设有吊环螺栓孔22 ;所述壳体6下端内壁设有与下活塞缸15配合的下橡胶胶芯14，所述下橡胶胶芯14的下端面配合有下楔形滑套9，所述下楔形滑套9斜面配合有下补偿保护环1