一种卡瓦承压能力测试装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种卡瓦承压能力测试装置。

背景技术：

在油气勘探和开发中，桥塞作为一种井下封堵工具，广泛应用于对油气井分层压裂时封堵下部井段，卡瓦作为桥塞的锚定部件，使用时卡瓦需要为桥塞承压，实现桥塞坐封、水力压裂施工时的锚定，因此卡瓦的承压能力将直接影响桥塞的坐封效果及承压能力，同时也会影响水力压裂改造储层的效果。如图1所示，现有的卡瓦包括若干块卡瓦片41和箍环42，通过所述箍环42将所述卡瓦片41围成筒状，所述卡瓦片41上设有若干个卡瓦齿43，用于锚入套管内壁，实现卡瓦的锚定。

因此，在桥塞投入使用前，卡瓦进行承压能力测试是非常必要的，在压裂施工时使用承压能力未达到设计要求的卡瓦，桥塞不能稳定地锚定在指定位置，从而达不到有效改造指定储层的效果，影响油气井产量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在压裂施工时若使用承压能力未达到设计要求的卡瓦，桥塞不能稳定地锚定在指定位置，从而达不到有效改造指定储层的效果，影响油气井产量，提供一种卡瓦承压能力测试装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种卡瓦承压能力测试装置，包括压力试验机、锥体工装、套管和垫块；

所述压力试验机设有第一压盘、第二压盘和加压部件，所述第一压盘与所述第二压盘相对设置，所述第一压盘固定于所述压力试验机上，所述第二压盘与所述加压部件固定连接，所述加压部件能够带动所述第二压盘靠近或远离所述第一压盘，具体的是沿所述套管的轴线方向运动，当所述加压部件逐渐靠近所述第一压盘时，能够对所述套管和所述垫块施加载荷；

所述套管设于所述第一压盘与所述第二压盘之间，所述套管的开口端与所述第二压盘相接触，所述套管内设有所述锥体工装，所述锥体工装包括第一工装部和第二工装部，所述第二工装部设有锥面，所述锥面的轴线方向与所述套管的轴线方向相同，所述第二工装部的锥顶端用于与卡瓦相连接，所述第二工装部的锥底端与所述第一工装部相连接，所述第一工装部与所述套管相适配，所述第一工装部伸出所述套管，且所述第一工装部能够与所述第一压盘相抵接；

所述垫块设置于所述套管内，所述垫块与所述套管相适配，所述垫块的第一端面用于与所述卡瓦相接触，所述垫块的第二端面与所述第二压盘相接触，所述第一端面和所述第二端面相对设置。

由于所述垫块的第一端面与所述卡瓦相接触，所述垫块的第二端面与所述第二压盘相接触，所述第一端面和所述第二端面相对设置，且所述套管与所述第二压盘相接触，因此所述加压部件带动所述第二压盘逐渐靠近所述第一压盘时，所述加压部件能同时对所述卡瓦和套管施加载荷，对所述垫块施加的载荷能够传递至所述卡瓦。当所述卡瓦与所述套管实现初始锚定后，取出垫块，此时所述加压部件无法通过垫块对所述卡瓦施加载荷，但此时卡瓦和套管已连接在一起，施加给套管的载荷也会传递到所述卡瓦上，且由于所述第一工装部被所述第一压盘抵住，因此所述加压部件施加的载荷也会对所述第一压盘产生一个作用力，根据作用力与反作用力原理，所述第一压盘会对所述锥体工装产生一个反作用力，进而传递到所述卡瓦上，因此所述加压部件施加的载荷集中受力点在所述卡瓦上，采用所述卡瓦承压能力测试装置能够测试出卡瓦的承压能力。

本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置模拟了一个卡瓦在套管中锚定的状态，具体的，将所述卡瓦套设于所述锥顶端，操作所述压力试验机，使得所述加压部件带动所述第二压盘逐渐靠近所述第一压盘时，能够对所述套管和所述垫块施加载荷，并且使得所述套管、所述垫块、所述卡瓦以及所述锥体工装一同靠近所述第一压盘；由于所述第一工装部伸出所述套管，因此上述过程中所述第一工装部会与所述第一压盘相抵接，由于所述第一压盘固定不动，抵住了所述第一工装部，继续施加载荷后所述卡瓦与所述锥体工装发生相对位移，并且所述卡瓦的内径逐渐增大，所述卡瓦上的箍环断裂，所述卡瓦上的卡瓦齿锚入所述套管内壁，所述卡瓦与所述套管实现初始锚定，停止施加载荷；取出所述垫块，操作所述压力试验机，使所述加压部件带动所述第二压盘沿所述套管轴线方向运动并逐渐靠近所述第一压盘，对所述套管施加设计载荷，当达到设计载荷后停止施加载荷；取出所述卡瓦进行观察，若所述卡瓦的卡瓦片上出现破裂痕迹，则未通过承压能力测试，反之，则通过承压能力测试。

本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置通过预先模拟卡瓦在井下套管内锚定的状态，进而测试所述卡瓦的承压能力能否达到设计要求，采用承压能力符合设计要求的卡瓦能够保证桥塞稳定地锚定在指定位置，并且保障压裂施工安全以及储层改造效果。且本实用新型利用结构简单的锥体工装来模拟桥塞，利用压力试验机施加载荷来模拟水力压裂施工时桥塞所承受的载荷，简化了试验装置，降低了试验成本。

优选的，所述第一工装部为圆柱结构，所述第二工装部为圆台结构，所述锥底端的直径等于所述第一工装部的直径，所述圆台结构具有锥面，所述锥面用于与卡瓦相接触，方便所述卡瓦在所述锥面上滑动。

优选的，所述锥体工装为一体成型结构。

优选的，所述第一工装部和所述第二工装部均为实心结构，避免所述第一工装部和所述第二工装部出现挤压变形，影响卡瓦的承压能力测试效果。

优选的，所述垫块为实心圆柱结构，方便对所述卡瓦传递作用力。

优选的，所述加压部件为油缸。通过控制缸杆的伸缩从而带动所述第二压盘运动，并对所述套管和所述垫块施加载荷。

优选的，所述压力试验机为电液式压力试验机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置的有益效果是：

本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置通过预先模拟卡瓦在井下套管内锚定的状态，进而测试所述卡瓦的承压能力能否达到设计要求，采用承压能力符合设计要求的卡瓦能够保证桥塞稳定地锚定在指定位置，并且保障施工压裂安全以及储层改造效果。且本实用新型利用结构简单的锥体工装来模拟桥塞，利用压力试验机施加载荷来模拟水力压裂施工时桥塞所承受的载荷，简化了试验装置，降低了试验成本。

附图说明

图1是现有技术卡瓦的结构示意图。

图2是本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置初始装配的结构示意图。

图3是本实用新型所述的卡瓦承压能力测试装置撤去垫块后的结构示意图。

图标：1-压力试验机，11-第一压盘，12-第二压盘，13-加压部件，2-锥体工装，21-第一工装部，22-第二工装部，221-锥顶端，222-锥底端，3-套管，4-卡瓦，41-卡瓦片，42-箍环，43-卡瓦齿，5-垫块，51-第一端面，52-第二端面。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图2所示，一种卡瓦承压能力测试装置，包括压力试验机1、锥体工装2、套管3和垫块5。

本实施例中采用的所述压力试验机1的型号为dye-2000型电液式压力试验机，所述压力试验机1设有第一压盘11、第二压盘12和加压部件13，所述第一压盘11与所述第二压盘12相对设置，所述第一压盘11固定于所述压力试验机1上，所述第二压盘12与所述加压部件13固定连接，所述加压部件13能够带动所述第二压盘12靠近或远离所述第一压盘11，所述加压部件13为油缸。

所述套管3设于所述第一压盘11与所述第二压盘12之间，所述套管3的下端与所述第二压盘12相接触，所述套管3内设有所述锥体工装2。

所述锥体工装2为一体成型结构，所述锥体工装2包括第一工装部21和第二工装部22，所述第一工装部21和所述第二工装部22均为实心结构，所述第一工装部21为圆柱结构，所述第二工装部22为圆台结构。

所述第二工装部22设有锥面，所述锥面的轴线方向与所述套管3的轴线方向相同，所述第二工装部22的锥顶端221用于与卡瓦4相连接，所述第二工装部22的锥底端222与所述第一工装部21相连接，所述锥底端222的直径等于所述第一工装部21的直径，所述第一工装部21与所述套管3相适配，具体的，所述第一工装部21的直径等同于桥塞锥体的最大外径，略小于所述套管3的内径，所述第一工装部21伸出所述套管3，且所述第一工装部21能够与所述第一压盘11相抵接。

所述垫块5设置于所述套管3内，所述垫块5与所述套管3相适配，所述垫块5的第一端面51用于与所述卡瓦4相接触，所述垫块5的第二端面52与所述第二压盘12相接触，所述第一端面51和所述第二端面52相对设置。所述垫块5为实心圆柱结构，所述垫块5的直径等同于桥塞锥体最大外径，大于所述卡瓦4的内径，且小于所述套管3的内径，方便对所述卡瓦4传递作用力。

在本实施例中，按照图中方向从上至下依次设置：所述第一压盘11、所述套管3、所述第二压盘12和所述加压部件13。

使用时，将所述卡瓦4套设于所述锥顶端221，使得所述卡瓦4两端分别与所述锥顶端221、所述垫块5相接触，操作所述压力试验机1，使得所述加压部件13带动所述第二压盘12逐渐靠近所述第一压盘11时，能够对所述套管3和所述垫块5施加载荷，并且使得所述套管3、所述垫块5、所述卡瓦4以及所述锥体工装2一同靠近所述第一压盘11；由于所述第一工装部21伸出所述套管3，因此在上述过程中所述第一工装部21会与所述第一压盘11相抵接，由于所述第一压盘11固定不动，抵住了所述第一工装部21，继续施加载荷后所述卡瓦4与所述锥体工装2发生相对位移，并且所述卡瓦4的内径逐渐增大，所述卡瓦4上的箍环42断裂，所述卡瓦4上的卡瓦齿43锚入所述套管3内壁，所述卡瓦4与所述套管3实现初始锚定，停止施加载荷。如图3所示，取出所述垫块5，操作所述压力试验机1，使所述加压部件13带动所述第二压盘12沿所述套管3轴线方向运动并逐渐靠近所述第一压盘11，对所述套管3施加设计载荷，当达到设计载荷后停止施加载荷；取出所述卡瓦4进行观察，若所述卡瓦4的卡瓦片41上出现破裂痕迹，则未通过承压能力测试，反之，则通过承压能力测试。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。