专利名称：一种用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具的制作方法
技术领域：
本发明属于高压管串密封性检测领域，尤其是石油天然气工业油套管柱密封性检
测领域，提供一种用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具。
背景技术：
高压管路在管子连接起来或修复之后，往往需要对其连接或修复部位进行密封性
检测，例如石油工业中需要用油套管柱来完成油气的输送，油套管柱由油套管及辅助工具
组成，油套管及其辅助工具连接起来构成油气流动的通道。为了保证油井和气井中的油气
按照设计要求的通道安全流出油井或气井，油套管柱就需要有很好的密封性。
现有技术中检测油套管柱密封的办法是在实验室内把每根油套管及辅助工具的
公扣和母扣，分别和标准的母扣和公扣接头连接，建立密闭空间，然后往油套管密闭空间内
注入一定量的高压检测气体，再用水浸没油套管柱，在一定时间内油套管和辅助工具不冒
气泡，说明油套管或辅助工具丝扣密封。检测合格后，再把油套辅助工具从标准螺扣接头上
卸下，分别运输到施工现场使用。在油田施工现场，油套管或辅助工具是逐根连接在一起形
成管柱串的。上述检测方法不能在现场使用，只是起到对于油套管上的连接螺纹在设定高
压下是否可以满足连接后的密封性的检验，即检验螺纹是否合格，而没有对现场实际连接
起来的油套管柱连接处螺纹的密封性进行检验，实验室的检测结论只能说明连接螺纹可以
达到要求的密封程度，但是却不能确保现场下入油气井中的油套管或辅助工具的丝扣的实
际的密封情况是良好的。
发明内容
本发明的目的在于改进现有技术存在局限性的问题，提供一种可满足现场需要在现场对于连接起来的油套管柱等装置进行密封性检测的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其可实地检测连接起来的油套管柱连接处的密封情况，且该检测工具在检测完毕后从油套管柱等装置中拆下时不会因为高压气体的冲击而向上冲出油套管，形成安全隐患。 本发明的目的是这样实现的 本发明提供的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，包括一卡封工具，其包括两套卡封件和一个中心柱； 所述中心柱是轴向具管腔的空心管，该空心管的上下两端设有封堵封闭该管腔；
两套卡封件套装在刚性的中心柱上两侧。每套卡封件包括一个刚性滑套和弹性材质制的封隔器，其为胶筒。每套卡封件中的所述胶筒和所述滑套可滑动地套设在所述中心柱上，胶筒靠近中心柱的端部，滑套远离该端部与胶筒相抵邻接；所述滑套和胶筒的外端在中心柱上沿轴向设有限位结构，该限位结构可使该滑套和胶筒在中心柱外壁上沿轴向在设定距离内位移，所述胶筒的一端紧靠滑套，其另一端靠在中心柱上的限位结构上；所述滑套和中心柱相邻表面之间设成一个空腔，该空腔通过固设在所述滑套内壁和/或所述中心柱柱面上的密封圈封闭；在所述空腔对应的中心柱上设有一通孔与所述管腔连通构成一气体入口，使得所述空腔与所述管腔连通；所述中心柱上位于两个所述滑套限位结构之间的中部的空心管的管壁上设有两个通孔，使得所述空心管的管腔与外界连通，在该两个通道中各设置一个单向阀，其截止导通方向相反，且该导通方向上该单向阀是在设定的压差下导通，从而形成一加压通道和一泄压通道，该加压通道向外界方向在设定压差下可导通，反之永远截止；该泄压通道向所述管腔方向在设定压力下可导通，反之永远截止。在所述中心柱的空心管管壁上还设置通孔作为检漏介质输入孔道，用于向中心柱的空心管的管腔中输入或且输出检测气体介质； 另外，在所述中心柱的所述下端所设的封堵上设有通孔，在该通孔内设置防跳单
流阀，该单流阀在从外向管腔内的方向，在设定压差下可导通，反之永远截止。 该单流阀包括一与所述中心柱密封连接的单流阀外壳，在该单流阀外壳中的轴向
通道上设有阀座，在该阀座上设有阀件和弹簧，该弹簧的一端压抵在该阀件上，使得阀件封
闭阀座上的与外界连通的通孔，弹簧的另一端压抵在该外壳上。 进一步地，所述阀座包括在所述轴向通道上螺接的压帽和抵压在该压帽上且与所述轴向通孔密封的法兰座，所述压帽和法兰座上设轴向通孔并连通，所述阀件抵压在该法兰座的轴向通孔的孔口上。 所述压帽和法兰座构成的阀座形成可调压阀座，可调节单流阀的导通设定压力。
具体地，该单流阀包括一防跳单流阀外壳，其具有一轴向阶梯通孔与所述中心柱内的所述管腔连通，该外壳与中心柱连接端对应的轴向阶梯通孔孔段为一螺纹孔段，与之匹配地，所述中心柱的端部具有连接外螺纹，单流阀所述外壳与中心柱螺接，螺纹孔段与下滑套杆的端头的外螺纹段密封螺接；在所述螺纹孔段后面为一较细的过渡孔段，其后为较过渡段粗的单流阀容置孔段，其中，所述弹簧的一端抵在所述过渡段和容置孔段之间的凸肩上；在所述容置孔段的另一端的外壳中具有一直径较容置孔段大的调节螺孔段，在该调节螺孔段中螺接一压帽，在该容置孔段中通过密封圈与其侧壁密封地插设一法兰座；所述压帽和法兰座上设有轴向通孔使得所述中心柱的管腔和外界连通，压帽和法兰座构成可调阀座；所述阀件即钢球设置在所述球座和法兰座之间，被弹簧的另一端压在法兰座的轴向通道口上封闭该轴向通道，构成了防跳单流阀。 所述压帽和法兰座相邻端面上分别设有相匹配的凸缘和凹坑构成嵌合压抵结构，
该凹坑的深度或凸缘的轴向高度或两者的差值形成单流阀弹簧压力的调节结构。 本用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具是这样工作的，将本检漏工
具即卡封工具下端朝下地放入待检测的油套管中，定位于待检的连接部分例如螺纹扣的两
侧，从所述检漏介质输入孔道向所述空心管的腔室中通入具有一定压力的气体，气体通过
两套卡封件上的气体入口进入滑套和中心柱之间的所述管腔，即可推动滑套在中心柱上滑
动挤压胶筒，使得胶筒在轴向压力下径向膨胀，卡紧油套管螺纹扣两侧的管壁，在油套管内
形成一密封的密闭空间，即完成坐封。在坐封完成之前，中心柱的管腔中的压力未达到加压
通道中单向阀的设定压力，故而该单向阀不导通。坐封完成，继续向空心管中通入气体，当
其中的压力超过加压通道上的所述单向阀的设定压力后，该单向阀开启，气体流入该密闭
空间，继而可以将该密闭空间充满，并形成一定的压力。这时，泄压通道中的单向阀不导通，
因为管腔和密闭空间的压力基本相等。静止一段时间后，可以检查螺纹是否有泄漏。即查看是否有气体从油套管的连接处流到油套管外。如果没有，则证明该连接部位连接合格。检
漏结束，可以通过在检漏介质输入孔道上连接的放空或抽吸装置，将空心管中的气体排出，
空心管管腔中的压力降低，本卡封工具和油套管之间的密闭空间形成压差，当该压差达到
泄压通道中单向阀的设定压力后，使得泄压通道中的单向阀导通，密闭空间中的压力降低。
同时，使得胶筒膨胀的压力也被卸掉，从而，胶筒收縮复原，即可将本检漏工具从油套管中
取出，当泄压时，如果在上的封隔器晚于在下的封隔器复原，两个封隔器即胶筒之间的高压
气体向下排出时，遇到井底液面反过来对检漏工具形成向上的冲击力，在该冲击力下，使得
所述单流阀打开，则向下的气体经过井底液面反弹后，通过单流通道流回工具管腔，经检漏
介质输入孔道上连接的放空或抽吸装置泄压，由此，可防止检测工具上跳。 充入空心管的气体可以用上述检测密闭空间中压力变化检漏。还可以在油套管外
面检测是否有气体漏出来而检漏。由此，本高压卡封注气的检漏工具还要包括一集气套，该
集气套包括两个吻合的半圆柱壳体，两半圆柱壳体的一侧接缝处设置铰接结构而连接，另
一侧相应部位上设置匹配的扣锁固联；所述集气套的两端设置同样为吻合的两半个环片组
成的一环形隔板，该环形隔板的内径与被检油套管的外径相匹配，使得当集气套套设在油
套管外壁上时形成一个密封的集气空间；在所述集气套的壁上设有与外界连通的检测孔，
用于连接检测漏出气体的检测仪器。检测仪器可以是能灵敏地检测出检漏气体浓度变化
的高灵敏度的仪器。与之对应地，检漏气体可以选择惰性气体，例如氦气。为了降低检漏成
本，可以使用氦气和氮气混合的混合气，氦气的含量以能够使得检测仪器检测到为宜，通常
氦气含量不低于5%即可。 在该集气套的所述壳体上两个所述隔板之间还可以设置同样为吻合的两半个环片组成的一环形中间隔板，该环形中间隔板的内径大于两端设置的所述环形隔板的内径，与油套管上螺接两根油套管的接箍外径相匹配。在所述集气套上设置两个所述检测孔，其分别设于所述中间隔板的两侧。所述两端的隔板相对板面之间的间距应比油套管上的接箍长度长，长出的长度为5-50mm。该长出的长度如果太小太大都不利于漏出气体的收集，通常长出的距离为20mm为宜，各个隔板的厚度可以是20mm，如此，可以确保本集气套的使用寿命。 使用时，本检漏工具的卡封件上的检漏介质输入孔道上可以设管路与高压气体输送装置连通。该输入孔道上还可以连接泄压支路。或者，在所述空心管上再设置一个通孔，其上设有放空阀，用于泄压时使用。 通常，可以将检漏的精密的压力表安装在检漏介质输入孔道上设置的管路上。
进一步地，在中心柱上，所述胶筒的一端紧靠滑套，其另一端靠在中心柱上。最好在所述胶筒和中心柱上的限位结构之间套设一弹性控制环。在气体压縮胶筒的同时，也压縮所述弹性控制环。当检漏结束时，将检漏介质从所述管腔中排出，所述控制环在滑套失去轴向力的状态下，可提供足够的弹性力辅助胶筒轴向复位。 所述中心柱可以由上滑套杆、下滑套杆和出气孔短节相互连接组成，该出气孔短节为一空心短管，在轴向的两端各设有一螺口 ；所述上滑套杆的轴向具有贯通的轴向孔，所述下滑套杆的轴向具有不贯通的轴向孔，所述上下滑套杆的与出气孔短节两端连接的相应端设有与出气孔短节上的螺口相匹配的螺接端，与所述出气孔短节螺接，其间通过密封圈密封，且使得上下滑套杆上的轴向孔与出气孔短节上的轴向管道相连通构成气体主通道，在上滑套杆的上端设连接头封闭其上端口，并在上滑套杆上设通孔作为检漏介质输入孔 道。 在所述出气孔短节的侧壁上设有两个通孔形成所述加压通道和泄压压通道。 具体地，所述上下滑套杆的外壁均为三级阶梯轴，与所述出气孔短节连接一端为
最粗端，由其向上或向下，形成四个渐细的阶梯段，在次细段的靠近凸肩部位的上下滑套杆
侧壁上环向设有通孔，所述两套卡封件中的两个所述滑套具有与所述上下滑套杆上的阶梯
轴相匹配的阶梯轴向通孔，分别穿套在上下滑套杆上，所述滑套的一端通过所述上下滑套
杆上最粗段与次粗段之间的凸肩构成的所述轴向限位而限位，在所述上下滑套杆最细轴段
上套设一所述封隔器即胶筒与所述两个滑套端部相抵邻接，在所述上下滑套杆的次细段和
与之相应的下滑套的阶梯孔孔壁之间形成一间隙构成所述空腔，与所述上下滑套杆上的所
述环向设置的通孔对应，在该间隙的两端的所述上下滑套和/或相应的所述上下滑套杆上
设有密封圈，使得该间隙得以密封。 在所述上下滑套杆最细轴段的外端设螺纹，其上螺接并帽构成所述封隔器即胶筒 外侧的轴向限位结构。 在所述上下滑套杆上，所述并帽的外侧分别螺接呈球面端头的带有穿孔的工具连 接头和工具导入头。 本发明提供的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，结构简单、检 测可靠性高，可以现场操作对于连接起来的油套管进行检漏，且操作简便易行，与可快速产 生高压检漏气体的装置配合，可以快速、高效地在现场对油管等每个连接部位进行检漏，每 个连接油套管的连接部位检漏可以在l-2分钟内完成。与之相比，现有其它检测技术每次 检测所用时间都不少于10分钟。再有，由于设置了单流阀，可以有效防止检测完毕泄压过 程中检测工具上跳导致的安全隐患。 下面通过附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明提供的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具的结构 示意图； 图2为本发明提供的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具剖视结 构示意图； 图2a、图2b和图2c分别为图2的A、B和C三处的局部放大图； 图3为本发明提供的高压卡封注气工具中的出气孔短节的剖视结构示意图； 图4为本发明提供的高压卡封注气工具中的集气套的剖视结构示意图； 图5为本发明提供的高压卡封注气工具的侧视结构示意图，呈现集气套端面结
构； 图6为本发明提供的高压卡封注气工具中的下端的防跳单流阀的结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其包括卡封工 具和集气套，
如图1、2、4和5所示，所述卡封工具包括两套卡封件和一个中心柱；所述中心柱是 纵向具中心管腔的空心管，该空心管的两端设有封堵封闭中心管腔；两套卡封件套装在刚 性的中心柱上两侧。每套卡封件包括一个刚性滑套和弹性材质制的封隔器，其为弹性材料 制胶筒。 具体地，如图1、2所示，中心柱10由上滑套杆11、下滑套杆12和出气孔短节13相 互连接组成，出气孔短节13为一空心短管，如图3所示，在轴向管的两端各设有一螺口131， 用于连接上下滑套杆，如图2所示，上滑套杆11的轴向具有贯通的轴向孔，下滑套杆12的 轴向具有贯通的轴向孔，上下滑套杆的螺接端11a、12a与出气孔短节13两端的螺口 131螺 接，其间设置O型密封圈131a密封，且使得上下滑套杆上的轴向孔与出气孔短节13上的 管道相连通构成气体主通道P。在出气孔短节13的侧壁上设有两个通孔形成一加压通道 132和泄压压通道133，在该两个通道上各设置一个单向阀，其截止导通方向相反，加压通 道132中的单向阀向外界方向在一定压力下可导通，反之永远截止；泄压通道133中的单向 阀向管道腔室方向在一定压力下可导通，反之永远截止。 如图2、图2b所示，下滑套杆12的外壁为三级阶梯轴，其与出气孔短节13连接一 端为最粗端，由其向左，形成四个渐细的阶梯段，在次细段12h的靠近凸肩部位的下滑套杆 侧壁上环向设有通孔121，一下滑套14具有与下滑套杆12上的阶梯轴相匹配的阶梯轴向 通孔，穿套在下滑套杆12上，下滑套14的一端通过下滑套杆上最粗段与次粗段之间的凸肩 12b轴向限位，在下滑套杆12最细轴12c段上套设一下封隔器15即弹性材料制胶筒15与 下滑套14端部相抵而邻接，在下滑套杆12的次细段12h和与之相应的下滑套14的阶梯孔 孔壁之间形成一间隙a，其与下滑套杆12上的所述通孔121对应，在该间隙的两端的下滑套 和下滑套杆之间设有O型密封圈12a、14a，使得该间隙a得以密封。在下滑套杆12最细轴 段12c的外端设螺纹，其上螺接并帽16作为胶筒15的轴向限位件，在并帽的外侧下滑套杆 上螺接呈球面端头的工具导入头17。 与上述相似地，上滑套杆11的外壁也为三级阶梯轴，与出气孔短节连接的一段为 最粗端，由其向右，形成四个渐细的阶梯段，在次细段的靠近凸肩部位的上滑套杆侧壁上环 向设有通孔， 一上滑套18具有与上滑套杆11上的阶梯轴相匹配的阶梯轴向通孔，穿套在上 滑套杆11上，上滑套18的一端通过上滑套杆11上最粗段与次粗段之间的凸肩轴向限位， 在上滑套杆11的最细轴段上套设一上封隔器19即弹性材料制胶筒19与上滑套18端部相 抵而邻接。在上滑套杆11的次细段和与之相应的上滑套18的阶梯孔孔壁之间形成一间隙， 与上滑套杆11上的所述环向通孔对应。在该间隙的两端的上滑套18和上滑套杆11上设 有O型密封圈，使得该间隙得以密封。在上滑套杆ll最细轴段的外端设螺纹，其上螺接并 帽16作为胶筒19的轴向限位件，在并帽的外侧上滑套干11上螺接工具连接头17a，其上可 带有穿孔，用于穿设钢丝，便于通过钢丝将本检测工具放入油套管中。在所述中心柱上还设 置一个气体输入孔道使得所述气体主通道P与外界连通，当使用时其与高压气体供给装置 通过例如高压软管Q相连通。 如图2、2a及图6所示，在导入头17—端设有一个轴向单流通道，其使得中心柱的 纵向中心管腔与外界连通，在该单流通道中设有向外永远截止，向内可在设定压力下导通 的防跳单流阀。该单流阀的具体结构可以是如图2、6所示。该单流阀300包括一防跳单 流阀外壳301，其具有一轴向阶梯通孔与中心柱内的管腔连通，与中心柱连接端对应的轴向阶梯通孔孔段为一螺纹孔段302，与之匹配地，中心柱的端部具有连接外螺纹，单流阀外壳 301与中心柱螺接，具体到图2所示的结构，螺纹孔段302与下滑套杆12的端头的外螺纹段 密封螺接，外壳301螺接部的凸肩上设有密封圈303使得下滑套杆与外壳301密封。在螺 纹孔段302后面为一较细的过渡孔段，其后为较过渡段粗的单流阀容置孔段，其中，单流阀 中的弹簧310的一端抵在过渡段和容置孔段之间的凸肩上，弹簧310的另一端上设有球座 311。 在容置孔段的另一端的外壳301中具有一直径较容置孔段大的调节螺孔段314， 在该调节螺孔段314中螺接一压帽316，在容置孔段中通过密封圈315与其侧壁密封地插设 一法兰座313，密封圈315实现阀座的侧向密封。压帽316和法兰座313上设有轴向通孔使 得中心柱的管腔和外界连通。压帽314和法兰座313构成可调阀座。阀件即钢球312设置 在球座311和法兰座之间，被弹簧310压在法兰座的轴向通道口上封闭该轴向通道，构成了 防跳单流阀。压帽316和法兰座313相邻端面上分别设有相匹配的凸缘和凹坑构成嵌合压 抵结构，该凹坑的深度或凸缘的轴向高度或两者的差值形成单流阀300弹簧压力的调节结 构。通过向内和向外旋转压帽316，可以调节弹簧的压紧程度，从而可在一定范围内调节单 流阀的开启设定压力。 本实施例使用气体作为检漏介质。当使用时，将本检漏工具即卡封工具的工具导 入头17朝下地放入待检测的油套管中，定位于待检的连接螺纹扣部分处，其上的两胶筒位 于螺纹扣的两侧，通过高压软管Q向所述气体主通道P中通入具有一定压力的检测气体，气 体通过上滑套杆11和下滑套杆12上的环向通道进入所述间隙a(见图2b)，即可推动上下 滑套在上下滑套杆上移动而挤压上封隔器15和下封隔器19即两胶筒，使得胶筒在轴向压 力下径向膨胀，卡紧油套管连接螺纹两侧的管壁形成一密闭空间，即完成坐封。在建立坐封 过程中，由于气体主通道P中的压力没有达到加压气道132中单向阀的导通设定压力，加压 通道中的单向阀不导通，而泄压通道133中的单向阀截止不会导通向外漏气。坐封结束，继 续向中心柱的空心管中通入气体，当其中的压力超过加压通道132中的所述单向阀的设定 压力后，该单向阀开启，气体流入该密闭空间，继而可以将该密闭空间充满，并形成一定的 压力。这时，泄压通道中的单向阀不导通。静止一段时间后，可以检查螺纹是否有泄漏。例 如，可以在本卡封工具的气体输入孔道上连接的高压软管上设置高精度的压力表或压力传 感器的感应头，检测压力变化，如果有压力降低，则说明油套管连接处有泄漏。检漏结束，可 以将高压软管接通抽吸装置，将气体主通道中的气体排出，空心管管腔中的压力降低，其与 密闭空间形成压差，可以使得泄压通道中的单向阀导通，密闭空间中的压力可以降低。同 时，使得导致胶筒膨胀的压力也被卸掉，从而，即可将本检漏工具从油套管中取出。
除了可以通过如前所述压力检测方法检漏之外，还可以通过在油套管外面检测是 否有检漏介质泄漏出来的方法检漏。这样，为了防止泄漏出来的气体飘散不易收集检测，可 以在油套管外面设置一个收集装置。 由此，本高压卡封注气的检漏工具还包括一集气套20，如图4、5所示，该集气套包 括两个吻合的半圆柱筒形外壳21，两半圆柱筒形壳体的一侧轴向通过合页22铰接连接，另 一侧相应部位上设置扣锁23 ;所述集气套的所述壳体上两端分别设置同样为吻合的两半 个环片组成的一环形隔板24，该环形隔板24的内径与被检漏油套管的外径相匹配；使得当 集气套扣设在油套管外壁上时，两半圆柱筒形壳体和隔板的两轴向接缝和隔板与管壁之间密封，该集气套与油套管的外壁之间形成一个密封的集气空间；在所述集气套的壁上设有 与外界连通的检测孔，用于连接检测漏出气体的检测仪器。检测仪器可以是能灵敏地检测 出检测气体的质谱仪等高灵敏度仪器。检漏气体可以选择惰性气体作为示踪介质，例如氦 气。为了降低检漏成本，可以使用氦气和氮气混合的混合气，氦气的含量以能够使得检测仪 器能够检测到为宜，通常是氦气含量在5%以上即可达到示踪效果。通过检测仪器探查检测 空间中的氦气浓度是否超过空气中正常的氦气浓度，依此可判定待测部位有无泄漏，并根 据氦气浓度的变化量，定量分析泄漏的程度。 在该集气套的所述壳体上两个所述隔板之间还可以设置同样为吻合的两半个环 片组成的一环形中间隔板25，该环形中间隔板的内径大于两端设置的所述环形隔板的内 径，与油套管上的螺纹两根油套管的接箍外径相匹配。在所述集气套上设置两个所述检测 孔26，其分别设于所述中间隔板的两侧。所述两端的隔板相对板面之间的间距应应比油套 管上的接箍长度长，长出的长度为5-50mm。通常长出的距离为20mm为宜，各个隔板的厚度 可以是20mm。 所述集气套两端设置的环形隔板24和中间隔板25与外壳21以螺栓连接，例如，
在所述隔板和外壳壁上相应位置设置通孔，其中穿设螺栓将隔板和外壳固定在一起。 在上述结构中，上下封隔器即所述胶筒一端紧靠上下滑套，另一端靠在并帽上。进
一步地，为了使得在检漏结束卸下该卡封工具时能够让胶筒尽快复原，可以在上下滑套杆
上滑套和并帽之间套设一弹性控制环(图中未示出)，在检漏气体作用压縮胶筒的同时，也
压縮所述弹性控制环。当检漏结束要拆下卡封件时，将气体从所述主通道中排出，所述控制
环在滑套失去轴向力的状态下，可提供足够的弹性力辅助胶筒轴向复位。 当从油套管柱中卸下本检测工具时，从高压软管Q抽出气体，泄压通道单向阀导
通，密封空间气压降低，上下滑套和上下胶筒复位，当上胶筒较下胶筒晚复位时，密封空间
中的气体向下再向上冲，即可冲开单流阀300，从而有效避免上冲气体将本检漏工具冲起砸
坏相应设备和操作人员的危险发上。
权利要求
一种用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，包括一卡封工具，其包括两套卡封件和一个中心柱；所述中心柱是轴向具管腔的空心管，该空心管的上下两端设有封堵封闭该管腔；两套所述卡封件套装在刚性的中心柱上两侧，每套卡封件包括一个刚性滑套和弹性材质制的封隔器，其为胶筒；每套卡封件中的所述胶筒和所述滑套可滑动地套设在所述中心柱上，胶筒靠近中心柱的端部，滑套远离该端部与胶筒相抵邻接；所述滑套和胶筒的外端在中心柱上沿轴向设有限位结构，该限位结构使该滑套和胶筒沿中心柱外壁轴向在设定距离内位移，所述胶筒的一端紧靠滑套，其另一端靠在中心柱上的限位结构上；所述滑套和中心柱相邻表面之间设成一个空腔，该空腔通过固设在所述滑套内壁和/或所述中心柱柱面上的密封圈封闭；在所述空腔对应的中心柱上设有一个通孔与所述管腔连通构成一气体入口，使得所述空腔与所述管腔连通；所述中心柱上位于两个所述滑套限位结构之间的中部的空心管的管壁上设有两个通孔，使得所述空心管的管腔与外界连通，在该两个通道中各设置一个单向阀，其截止导通方向相反，且该导通方向上该单向阀是在设定的压差下导通，从而形成一加压通道和一泄压通道，该加压通道向外界方向在设定压差下可导通，反之永远截止；该泄压通道向所述管腔方向在设定压力下可导通，反之永远截止；在所述中心柱的空心管管壁上还设置通孔作为检漏介质输入孔道，用于向中心柱的空心管的管腔中输入或且输出检测气体介质；在所述中心柱的所述下端所设的封堵上设有通孔，在该通孔内设置防跳单流阀，该单流阀在从外向管腔内的方向，在设定压差下可导通，反之永远截止。
2. 根据权利要求1所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征 在于该单流阀包括一与所述中心柱密封连接的单流阀外壳，在该单流阀外壳中的轴向通 道上设有阀座，在该阀座上设有阀件和弹簧，该弹簧的一端压抵在该阀件上，使得阀件封闭 阀座上的与外界连通的通孔，弹簧的另一端压抵在该外壳上。
3. 根据权利要求2所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征 在于所述阀座包括在所述轴向通道上螺接的压帽和抵压在该压帽上且与所述轴向通孔密 封的法兰座，所述压帽和法兰座上设轴向通孔并连通，所述阀件抵压在该法兰座的轴向通 孔的孔口上。
4. 根据权利要求3所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征 在于该单流阀包括一防跳单流阀外壳，其具有一轴向阶梯通孔与所述中心柱内的所述管 腔连通，该外壳与中心柱连接端对应的轴向阶梯通孔孔段为一螺纹孔段，与之匹配地，所述 中心柱的端部具有连接外螺纹，单流阀所述外壳与中心柱螺接，螺纹孔段与下滑套杆的端 头的外螺纹段密封螺接；在所述螺纹孔段后面为一较细的过渡孔段，其后为较过渡段粗的 单流阀容置孔段，其中，所述弹簧的一端抵在所述过渡段和容置孔段之间的凸肩上；在所述 容置孔段的另一端的外壳中具有一直径较容置孔段大的调节螺孔段，在该调节螺孔段中螺 接一压帽，在该容置孔段中通过密封圈与其侧壁密封地插设一法兰座；所述压帽和法兰座 上设有轴向通孔使得所述中心柱的管腔和外界连通，压帽和法兰座构成可调阀座；所述阀 件即钢球设置在所述球座和法兰座之间，被弹簧的另一端压在法兰座的轴向通道口上封闭 该轴向通道，构成了防跳单流阀。
5. 根据权利要求4所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于所述压帽和法兰座相邻端面上分别设有相匹配的凸缘和凹坑构成嵌合压抵结构，该凹坑的深度或凸缘的轴向高度或两者的差值形成单流阀弹簧压力的调节结构。
6. 根据权利要求1所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于所述中心柱由上滑套杆、下滑套杆和出气孔短节相互连接组成，该出气孔短节为一空心短管，在轴向的两端各设有一螺口 ；所述上滑套杆的轴向具有贯通的轴向孔，所述下滑套杆的轴向具有不贯通的轴向孔，所述上下滑套杆的与出气孔短节两端连接的相应端设有与出气孔短节上的螺口相匹配的螺接端，与所述出气孔短节螺接，其间通过密封圈密封，且使得上下滑套杆上的轴向孔与出气孔短节上的管道相连通构成气体主通道。
7. 根据权利要求6所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于在所述出气孔短节的侧壁上设有两个通孔形成所述加压通道和泄压压通道。
8. 根据权利要求6所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于所述上下滑套杆的外壁均为三级阶梯轴，与所述出气孔短节连接一端为最粗端，由其向左或向右，形成四个渐细的阶梯段，在次细段的靠近凸肩部位的上下滑套杆侧壁上环向设有通孔，所述两套卡封件中的两个所述滑套具有与所述上下滑套杆上的阶梯轴相匹配的阶梯轴向通孔，分别穿套在上下滑套杆上，所述滑套的一端通过所述上下滑套杆上最粗段与次粗段之间的凸肩构成的所述轴向限位而限位，在所述上下滑套杆最细轴段上套设一所述封隔器即胶筒与所述两个滑套端部相抵邻接，在所述上下滑套杆的次细段和与之相应的下滑套的阶梯孔孔壁之间形成一间隙构成所述空腔，与所述上下滑套杆上的所述环向通孔对应，在该间隙的两端的所述上下滑套和/或相应的所述上下滑套杆上设有密封圈，使得该间隙得以密封。
9. 根据权利要求6所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于在所述上下滑套杆最细轴段的外端设螺纹，其上螺接并帽构成所述封隔器即胶筒外侧的轴向限位结构。
10. 根据权利要求9所述的用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其特征在于在所述上下滑套杆上所述并帽的外侧分别螺接呈球面端头的工具导入头和带有穿孔的工具连接头。
全文摘要
本发明提供一种用于管柱检漏且具有防跳功能的高压卡封注气工具，其包括两套卡封件和一个两端封闭的空心管式中心柱；两套卡封件各包括可滑动地套在中心柱上的滑套和胶筒封隔器。滑套和中心柱间设一空腔，该空腔通过密封圈封闭；在空腔对应的中心柱上设通孔与中心管腔连通，中心柱上设两个通孔，与外界连通，其中各设一单向阀，其截止导通方向相反，该导通方向可在设定的压差下导通，从而形成一加压通道和一泄压通道。在空心管壁上设检漏介质输入孔道。在中心柱下端还设一单流通道，其中设置一向外截止向内导通的单流阀。本发明提供的检漏工具结构简单、检测可靠性高，现场操作简便易行，且可有效防止检测完毕泄压时工具上跳的安全隐患。
文档编号E21B47/00GK101699029SQ20091023725
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者王立志, 陈蔚鸿, 马怀兵 申请人:安东石油技术(集团)有限公司