专利名称：封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采用井下封隔器的胶筒系统机械参量测定的工具技术领域，是一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置。
背景技术：
在油田开发中，封隔器是实施分层采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一，封隔器胶筒系统是保证封隔器可靠封隔的关键部件。封隔器位于油管和套管之间，当封隔器胶筒系统承受轴向载荷时，胶筒将产生大变形， 与套管内壁接触并产生接触压力，使套管与油管间的环状空间割断，形成封隔。封隔器胶筒系统由若干个胶筒、隔环和中心衬管(油管)等多个零件组成，胶筒系统的封隔作用是该系统中所有零件共同作用的结果。在现行井下压缩式封隔器胶筒系统工作参数的测量与研究中，主要集中在胶筒与套管内壁接触压力的测量研究上，并得出一些胶筒与套管接触压力分布的规律。但是，胶筒与套管内壁接触压力的分布是与轴向载荷、胶筒系统的结构、各零件的几何尺寸，甚至与胶筒材质的理化、机械性能等许多因素有关，所以即使能准确地测定胶筒与套管接触压力的分布规律，也很难定量确定胶筒系统中各机械参量对封隔所起的作用。因而，要对封隔器胶筒系统进行优化设计，还必须了解和测定封隔器各个胶筒的轴向载荷和压缩量的变化规律。
发明内容本实用新型提供了一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，克服了现有技术之不足，能有效的进行井下封隔器的胶筒系统的各胶筒所受轴向载荷、所受摩擦力、压缩变形量以及对套管内壁的接触压力等机械参量的实时测定。本实用新型的技术方案之一是通过以下措施来实现的一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置包括套管、上封头、下封头、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；套管的上端固定安装有上封头，套管的下端固定安装有下封头，上封头上有连通套管内腔的上封头孔，下封头上有连通套管内腔的下封头孔；带有密封件总成的封隔器安装在套管的内腔内，封隔器的上部套装在上封头孔内并能上下移动，封隔器的下部套装在下封头孔内并能上下移动，具有弹性的密封件总成能够因封隔器的下移挤压而高度减小且外径增大并能因封隔器的上移而恢复原状；套管外部安装有不少于一个的能够检测套管所受密封 件总成径向推力的径向应力传感器，封隔器上安装有不少于一个的能够检测密封件总成所受轴向压力的轴向应力传感器。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进上述封隔器可包括支撑管、变径接头、胶筒衬管、心管连接头、中心管、上胶筒支座、下胶筒支座和衬套；支撑管的上部套装在上封头孔内并能上下移动，支撑管的下端与变径接头的上端固定连接在一起，变径接头的下端与胶筒衬管的上端固定连接在一起，胶筒衬管的下端与心管连接头的上端固定连接在一起，心管连接头的下端与中心管的上端固定连接在一起，中心管的下部套装在下封头孔内并能上下移动；胶筒衬管的外部自上而下依次套装有上胶筒支座、密封件总成和下胶筒支座，上胶筒支座的上端顶紧在变径接头的下端上，密封件总成的上端顶紧在上胶筒支座的下端上，下胶筒支座的上端顶紧在密封件总成的下端上并能因密封件总成轴向压缩或恢复原状而上下移动，上胶筒支座和下胶筒支座的外侧分别固定有轴向应力传感器；下胶筒支座的下端与下封头的上端之间的套管内腔内有衬套，胶筒衬管的下部和心管连接头位于衬套的内腔内并能上下移动。上述封隔器上可安装有能够检测密封件总成的轴向压缩变形量的位移检测装置， 位移检测装置可包括矩形轴、传感器上支架、传感器下支架，以及不少于一组的位移传感器铁芯与位移传感器线圈；胶筒衬管的内腔中心有矩形轴，变径接头的中心有心轴通孔并安装有心轴套，心轴套的中部有轴套矩形孔，矩形轴的上部通过轴套矩形孔套装在心轴套内并能上下移动，矩形轴的下端固定连接在心管连接头的上端上；上胶筒支座和下胶筒支座的内腔内分别通过连接螺钉固定安装有传感器上支架和传感器下支架，传感器上支架和传感器下支架的中心分别有矩形通孔，矩形轴的中部套装在传感器上支架和传感器下支架的矩形通孔内且能上下移动；胶筒衬管的右侧有轴向的衬管长孔并连通胶筒衬管的内腔与外部，传感器上支架和传感器下支架的外部右侧分别有固定螺孔，连接螺钉的外端固定在上胶筒支座和下胶筒支座上，连接螺钉的内端穿过衬管长孔固定在上胶筒支座和下胶筒支座的固定螺孔上；心管连接头上有不少于一个的连通胶筒衬管内腔和中心管内腔的接头通孔，传感器上支架的下端固定有位移传感器铁芯，传感器下支架上固定有位移传感器线圈， 位移传感器铁芯的下部套装在位移传感器线圈内并能上下移动，位移传感器线圈的信号输出导线通过接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。上述密封件总成可包括第一胶筒、第一隔环、第二胶筒、第二隔环和第三胶筒；第一隔环和第二隔环的外侧分别固定有轴向应力传感器，上胶筒支座的下部、下胶筒支座的上部以及第一隔环和第二隔环的上部与下部分别有锥台凹腔，第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的上部分别套装在上胶筒支座、第一隔环和第二隔环上部的锥台凹腔内，第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的下部分别套装在第一隔环、第二隔环和下胶筒支座上部的锥台凹腔内；胶筒衬管的内腔内对应第一隔环和第二隔环的位置分别有第一隔环支架和第二隔环支架，第一隔环支架和第二隔环支架的中心分别有矩形通孔，矩形轴的中部套装在第一隔环支架和第二隔环支架的矩形通孔内且能上下移动，第一隔环支架和第二隔环支架的外部右侧分别有固定螺孔，第一隔环支架和第二隔环支架分别通过穿过衬管长孔的连接螺钉和固定螺孔固定安装在第一隔环和第二隔环上；传感器上支架的后部有上座铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，第一隔环支架的后部对应上座铁芯固定孔的位置有第一线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；第一隔环支架的前部有第一铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，第二隔环支架的前部对应第一铁芯固定孔的位置有第二线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；第二隔环支架的后部有第二铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，传感器下支架的后部对应第二铁芯固定孔的位置有下座线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；上述各位移传感器铁芯的下端套装在下方相邻的位移传感器线圈内并能上下移动。上述径向应力传感器可包括径向力应变片，径向力应变片沿直线等距分布固定在套管的外部右侧。 上述轴向应力传感器可包括轴向力应变片；上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座外侧的前部和后部上分别有底面为平面的传感器凹坑，轴向力应变片固定在传感器凹坑的底面上。上述上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的右侧分别可有径向导线孔， 上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的外侧分别可有连接径向导线孔和传感器凹坑的导线引出槽，轴向力应变片的信号输出导线依次通过导线引出槽、径向导线孔、衬管长孔和接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。上述上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的右侧分别可有螺钉安装凹坑，径向导线孔位于螺钉安装凹坑的底面下部，螺钉安装凹坑的底面中部有螺钉安装孔，连接螺钉的外端固定安装在上胶筒支座、第一隔环、第二隔环或下胶筒支座的螺钉安装孔内。本实用新型结合合理而紧凑、使用方便，通过使用本装置能够有效、准确地实时测定封隔器工作过程中的各胶筒所受轴向载荷、所受摩擦力、压缩变形量以及对套管内壁的接触压力等多个参量，并能保证各传感器的信号输出导线不损伤，大大降低了试验测试成本，能够为封隔器的设计改进提供可靠依据。
附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。附图2为附图1中的位移检测装置的轴测结构示意图。附图中的编码为1为套管，2为上封头，3为下封头，4为上封头孔，5为下封头孔， 6为支撑管，7为变径接头，8为胶筒衬管，9为心管连接头，10为中心管，11为上胶筒支座， 12为下胶筒支座，13为衬套，14为矩形轴，15为传感器上支架，16为传感器下支架，17为位移传感器铁芯，18为位移传感器线圈，19为心轴通孔，20为心轴套，21为轴套矩形孔，22为衬管长孔，23为固定螺孔，24为连接螺钉，25为第一胶筒，26为第一隔环，27为第二胶筒， 28为第二隔环，29为第三胶筒，30为第一隔环支架，31为第二隔环支架，32为上座铁芯固定孔，33为第一线圈固定孔，34为第一铁芯固定孔，35为第二线圈固定孔，36为第二铁芯固定孔，37为下座线圈固定孔，38为径向力应变片，39为轴向力应变片，40为传感器凹坑，41为径向导线孔，42为导线引出槽，43为接头通孔，44为螺钉安装凹坑，45为螺钉安装孔。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述如附图1所示，该封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置包括套管1、上封头 2、下封头3、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；套管1的上端固定安装有上封头 2，套管1的下端固定安装有下封头3，上封头2上有连通套管1内腔的上封头孔4，下封头 3上有连通套管1内腔的下封头孔5 ；带有密封件总成的封隔器安装在套管1的内腔内，封隔器的上部套装在上封头孔4内并能上下移动，封隔器的下部套装在下封头孔5内并能上下移动，具有弹性的密封件总成能够因封隔器的下移挤压而高度减小且外径增大并能因封隔器的上移而恢复原状；套管1外部安装有不少于一个的能够检测套管1所受密封件总成径向推力的径向应力传感器，封隔器上安装有不少于一个的能够检测密封件总成所受轴向压力的轴向应力传感器。由于密封件总成具有弹性，当封隔器下移时，密封件总成因挤压变形而高度减小、外径增大，从而使套管1的内腔阻隔；当封隔器上移时，密封件总成恢复原状，从而使套管1的内腔连通。通过径向应力传感器和轴向应力传感器不仅能够测量出胶筒与套管接触压力分布规律，而且能够动态地测量出密封件总成在封隔过程中所受的轴向载荷。 可根据实际需要，对上述实施例作进一步优化或/和改进如附图1所示，封隔器包括支撑管6、变径接头7、胶筒衬管8、心管连接头9、中心管10、上胶筒支座11、下胶筒支座12和衬套13 ；支撑管6的上部套装在上封头孔4内并能上下移动，支撑管6的下端与变径接头7的上端固定连接在一起，变径接头7的下端与胶筒衬管8的上端固定连接在一起，胶筒衬管8的下端与心管连接头9的上端固定连接在一起， 心管连接头9的下端与中心管10的上端固定连接在一起，中心管10的下部套装在下封头孔5内并能上下移动；胶筒衬管8的外部自上而下依次套装有上胶筒支座11、密封件总成和下胶筒支座12，上胶筒支座11的上端顶紧在变径接头7的下端上，密封件总成的上端顶紧在上胶筒支座11的下端上，下胶筒支座12的上端顶紧在密封件总成的下端上并能因密封件总成轴向压缩或恢复原状而上下移动，上胶筒支座11和下胶筒支座12的外侧分别固定有轴向应力传感器；下胶筒支座12的下端与下封头3的上端之间的套管1内腔内有衬套 13，胶筒衬管8的下部和心管连接头9位于衬套13的内腔内并能上下移动。通过封隔器能够实现对封隔器的密封件总成的固定，并能够动态地测量出密封件总成在封隔过程中所受的轴向载荷以及其对套管1的作用力。如附图1、2所示，封隔器上安装有能够检测密封件总成的轴向压缩变形量的位移检测装置，位移检测装置包括矩形轴14、传感器上支架15、传感器下支架16，以及不少于一组的位移传感器铁芯17与位移传感器线圈18 ；胶筒衬管8的内腔中心有矩形轴14，变径接头7的中心有心轴通孔19并安装有心轴套20，心轴套20的中部有轴套矩形孔21，矩形轴 14的上部通过轴套矩形孔21套装在心轴套20内并能上下移动，矩形轴14的下端固定连接在心管连接头9的上端上；上胶筒支座11和下胶筒支座12的内腔内分别通过连接螺钉24 固定安装有传感器上支架15和传感器下支架16，传感器上支架15和传感器下支架16的中心分别有矩形通孔，矩形轴14的中部套装在传感器上支架15和传感器下支架16的矩形通孔内且能上下移动；胶筒衬管8的右侧有轴向的衬管长孔22并连通胶筒衬管8的内腔与外部，传感器上支架15和传感器下支架16的外部右侧分别有固定螺孔23，连接螺钉24的外端固定在上胶筒支座11和下胶筒支座12上，连接螺钉24的内端穿过衬管长孔22固定在上胶筒支座11和下胶筒支座12的固定螺孔23上；心管连接头9上有不少于一个的连通胶筒衬管8内腔和中心管10内腔的接头通孔43，传感器上支架15的下端固定有位移传感器铁芯17，传感器下支架16上固定有位移传感器线圈18，位移传感器铁芯17的下部套装在位移传感器线圈18内并能上下移动，位移传感器线圈18的信号输出导线通过接头通孔43 进入中心管10内腔并伸出至中心管10的下端外部。通过位移检测装置能够动态地测量出密封件总成在封隔过程中的压缩变形量。接头通孔43能够保证各位移传感器的信号输出导线不损伤，信号输出导线输出的测试数据可由数据采集系统采集、处理和输出。[0024]如附图1所示，密封件总成包括第一胶筒25、第一隔环26、第二胶筒27、第二隔环 28和第三胶筒29 ；第一隔环26和第二隔环28的外侧分别固定有轴向应力传感器，上胶筒支座11的下部、下胶筒支座12的上部以及第一隔环26和第二隔环28的上部与下部分别有锥台凹腔，第一胶筒25、第二胶筒27和第三胶筒29的上部分别套装在上胶筒支座11、第一隔环26和第二隔环28上部的锥台凹腔内，第一胶筒25、第二胶筒27和第三胶筒29的下部分别套装在第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12上部的锥台凹腔内；胶筒衬管8的内腔内对应第一隔环26和第二隔环28的位置分别有第一隔环支架30和第二隔环支架31， 第一隔环支架30和第二隔环支架31的中心分别有矩形通孔，矩形轴14的中部套装在第一隔环支架30和第二隔环支架31的矩形通孔内且能上下移动，第一隔环支架30和第二隔环支架31的外部右侧分别有固定螺孔23，第一隔环支架30和第二隔环支架31分别通过穿过衬管长孔22的连接螺钉24和固定螺孔23固定安装在第一隔环26和第二隔环28上；传感器上支架15的后部有上座铁芯固定孔32并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯17，第一隔环支架30的后部对应上座铁芯固定孔32的位置有第一线圈固定孔33并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈18 ；第一隔环支架30的前部有第一铁芯固定孔34并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯17，第二隔环支架31的前部对应第一铁芯固定孔34的位置有第二线圈固定孔35并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈18 ；第二隔环支架31的后部有第二铁芯固定孔36并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯17，传感器下支架16的后部对应第二铁芯固定孔36的位置有下座线圈固定孔37并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈18 ；上述各位移传感器铁芯17的下端套装在下方相邻的位移传感器线圈18内并能上下移动。通过使用多组的位移传感器铁芯17与位移传感器线圈18，能够更加准确地实时测量出密封件总成的各个胶筒在封隔过程中各自的压缩变形量。如附图1所示，径向应力传感器包括径向力应变片38，径向力应变片38沿直线等距分布固定在套管1的外部右侧。径向力应变片38能够测量出套管1外壁自上而下的变形，从而检测出第一胶筒25、第二胶筒27和第三胶筒29对套管1内壁的压力，即第一胶筒
25、第二胶筒27和第三胶筒29所受的载荷。径向应力传感器也可为现有公知的其它力传感器。径向力应变片38的信号输出导线输出的测试数据可由数据采集系统采集、处理和输出ο如附图2所示，轴向应力传感器包括轴向力应变片39 ；上胶筒支座11、第一隔环
26、第二隔环28和下胶筒支座12外侧的前部和后部上分别有底面为平面的传感器凹坑40， 轴向力应变片39固定在传感器凹坑40的底面上。轴向力应变片39能够检测出上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12所受到的轴向载荷，以及与套管1和胶筒衬管8的摩擦力等机械参量。轴向应力传感器也可为现有公知的其它力传感器。如附图2所示，上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12的右侧分别有径向导线孔41，上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12的外侧分别有连接径向导线孔41和传感器凹坑40的导线引出槽42，轴向力应变片39的信号输出导线依次通过导线引出槽42、径向导线孔41、衬管长孔22和接头通孔43进入中心管10内腔并伸出至中心管10的下端外部。通过径向导线孔41和导线引出槽42，使封隔器在坐封过程中，避免了轴向应力传感器的导线和位移检测装置的导线损伤。接头通孔43能够保证各轴向力应变片39的信号输出导线不损伤，信号输出导线输出的测试数据可由数据采集系统采集、处理和输出。如附图2所示，上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12的右侧分别有螺钉安装凹坑44，径向导线孔41位于螺钉安装凹坑44的底面下部，螺钉安装凹坑 44的底面中部有螺钉安装孔45，连接螺钉24的外端固定安装在上胶筒支座11、第一隔环 26、第二隔环28或下胶筒支座12的螺钉安装孔45内。通过螺钉安装凹坑44能够保护连接螺钉24的外端受损，还能够进一步保护轴向应力传感器的导线和位移检测装置的导线。以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。以下是上述最佳实施例的使用方法首先，对支撑管6施加向下的作用力，使第一胶筒25、第二胶筒27和第三胶筒29受力变形而使套管1内腔阻隔；然后，实时动态测定上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12上的各个轴向力应变片39的应变值，从而分别计算出作用在上胶筒支座11、第一隔环26、第二隔环28和下胶筒支座12上的轴向压缩力，并根据上述相邻二者所受作 用力之差，求得第一胶筒25、第二胶筒27和第三胶筒29所受到的摩擦力；同时，实时动态测定各个位移传感器线圈18的感应电动势的变化，计算出各组位移传感器铁芯17与位移传感器线圈18的相对位移即各胶筒的压缩量，将各胶筒的压缩量求和即可得到密封件总成的总压缩量；同时，实时动态测定各个径向力应变片38的应变值，得出套管1内壁所受的接触压力与套管1外侧固定的径向力应变片38 的应变之间的对应关系；最后，根据上述各胶筒的压缩量确定各个胶筒压缩后在套管1内的准确位置，以及根据套管1在该位置固定的径向力应变片38的应变值，即可计算出此处胶筒对套管1内壁的接触压力。
权利要求1.一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于包括套管、上封头、下封头、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；套管的上端固定安装有上封头，套管的下端固定安装有下封头，上封头上有连通套管内腔的上封头孔，下封头上有连通套管内腔的下封头孔；带有密封件总成的封隔器安装在套管的内腔内，封隔器的上部套装在上封头孔内并能上下移动，封隔器的下部套装在下封头孔内并能上下移动，具有弹性的密封件总成能够因封隔器的下移挤压而高度减小且外径增大并能因封隔器的上移而恢复原状；套管外部安装有不少于一个的能够检测套管所受密封件总成径向推力的径向应力传感器，封隔器上安装有不少于一个的能够检测密封件总成所受轴向压力的轴向应力传感器。
2.根据权利要求1所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于封隔器包括支撑管、变径接头、胶筒衬管、心管连接头、中心管、上胶筒支座、下胶筒支座和衬套；支撑管的上部套装在上封头孔内并能上下移动，支撑管的下端与变径接头的上端固定连接在一起，变径接头的下端与胶筒衬管的上端固定连接在一起，胶筒衬管的下端与心管连接头的上端固定连接在一起，心管连接头的下端与中心管的上端固定连接在一起，中心管的下部套装在下封头孔内并能上下移动；胶筒衬管的外部自上而下依次套装有上胶筒支座、密封件总成和下胶筒支座，上胶筒支座的上端顶紧在变径接头的下端上，密封件总成的上端顶紧在上胶筒支座的下端上，下胶筒支座的上端顶紧在密封件总成的下端上并能因密封件总成轴向压缩或恢复原状而上下移动，上胶筒支座和下胶筒支座的外侧分别固定有轴向应力传感器；下胶筒支座的下端与下封头的上端之间的套管内腔内有衬套，胶筒衬管的下部和心管连接头位于衬套的内腔内并能上下移动。
3.根据权利要求2所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于封隔器上安装有能够检测密封件总成的轴向压缩变形量的位移检测装置，位移检测装置包括矩形轴、传感器上支架、传感器下支架，以及不少于一组的位移传感器铁芯与位移传感器线圈；胶筒衬管的内腔中心有矩形轴，变径接头的中心有心轴通孔并安装有心轴套，心轴套的中部有轴套矩形孔，矩形轴的上部通过轴套矩形孔套装在心轴套内并能上下移动，矩形轴的下端固定连接在心管连接头的上端上；上胶筒支座和下胶筒支座的内腔内分别通过连接螺钉固定安装有传感器上支架和传感器下支架，传感器上支架和传感器下支架的中心分别有矩形通孔，矩形轴的中部套装在传感器上支架和传感器下支架的矩形通孔内且能上下移动；胶筒衬管的右侧有轴向的衬管长孔并连通胶筒衬管的内腔与外部，传感器上支架和传感器下支架的外部右侧分别有固定螺孔，连接螺钉的外端固定在上胶筒支座和下胶筒支座上，连接螺钉的内端穿过衬管长孔固定在上胶筒支座和下胶筒支座的固定螺孔上；心管连接头上有不少于一个的连通胶筒衬管内腔和中心管内腔的接头通孔，传感器上支架的下端固定有位移传感器铁芯，传感器下支架上固定有位移传感器线圈，位移传感器铁芯的下部套装在位移传感器线圈内并能上下移动，位移传感器线圈的信号输出导线通过接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。
4.根据权利要求3所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于密封件总成包括第一胶筒、第一隔环、第二胶筒、第二隔环和第三胶筒；第一隔环和第二隔环的外侧分别固定有轴向应力传感器，上胶筒支座的下部、下胶筒支座的上部以及第一隔环和第二隔环的上部与下部分别有锥台凹腔，第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的上部分别套装在上胶筒支座、第一隔环和第二隔环上部的锥台凹腔内，第一胶筒、第二胶筒和第三胶筒的下部分别套装在第一隔环、第二隔环和下胶筒支座上部的锥台凹腔内；胶筒衬管的内腔内对应第一隔环和第二隔环的位置分别有第一隔环支架和第二隔环支架，第一隔环支架和第二隔环支架的中心分别有矩形通孔，矩形轴的中部套装在第一隔环支架和第二隔环支架的矩形通孔内且能上下移动，第一隔环支架和第二隔环支架的外部右侧分别有固定螺孔， 第一隔环支架和第二隔环支架分别通过穿过衬管长孔的连接螺钉和固定螺孔固定安装在第一隔环和第二隔环上；传感器上支架的后部有上座铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，第一隔环支架的后部对应上座铁芯固定孔的位置有第一线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；第一隔环支架的前部有第一铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，第二隔环支架的前部对应第一铁芯固定孔的位置有第二线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；第二隔环支架的后部有第二铁芯固定孔并固定安装有向下伸出的位移传感器铁芯，传感器下支架的后部对应第二铁芯固定孔的位置有下座线圈固定孔并固定安装有向上伸出的位移传感器线圈；上述各位移传感器铁芯的下端套装在下方相邻的位移传感器线圈内并能上下移动。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置， 其特征在于径向应力传感器包括径向力应变片，径向力应变片沿直线等距分布固定在套管的外部右侧。
6.根据权利要求4所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于轴向应力传感器包括轴向力应变片；上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座外侧的前部和后部上分别有底面为平面的传感器凹坑，轴向力应变片固定在传感器凹坑的底面上。
7.根据权利要求5所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于轴向应力传感器包括轴向力应变片；上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座外侧的前部和后部上分别有底面为平面的传感器凹坑，轴向力应变片固定在传感器凹坑的底面上。
8.根据权利要求6所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的右侧分别有径向导线孔，上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的外侧分别有连接径向导线孔和传感器凹坑的导线引出槽， 轴向力应变片的信号输出导线依次通过导线引出槽、径向导线孔、衬管长孔和接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。
9.根据权利要求7所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的右侧分别有径向导线孔，上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的外侧分别有连接径向导线孔和传感器凹坑的导线引出槽， 轴向力应变片的信号输出导线依次通过导线引出槽、径向导线孔、衬管长孔和接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。
10.根据权利要求9所述的封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于上胶筒支座、第一隔环、第二隔环和下胶筒支座的右侧分别有螺钉安装凹坑，径向导线孔位于螺钉安装凹坑的底面下部，螺钉安装凹坑的底面中部有螺钉安装孔，连接螺钉的外端固定安装在上胶筒支座、第一隔环、第二隔环或下胶筒支座的螺钉安装孔内。
专利摘要本实用新型涉及石油开采用井下封隔器的胶筒系统机械参量测定的工具技术领域，是一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置。该封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置包括套管、上封头、下封头、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；带有密封件总成的封隔器安装在套管内腔内；套管外部安装有径向应力传感器，封隔器上安装有轴向应力传感器。本实用新型结构合理而紧凑、使用方便，通过使用本方法能够有效、准确地实时测定封隔器工作过程中的各胶筒所受轴向载荷、所受摩擦力、压缩变形量以及对套管内壁的接触压力等多个参量，并能保证各传感器的信号输出导线不损伤，大大降低了试验测试成本，能够为封隔器的设计改进提供可靠依据。
文档编号G01M13/00GK201943651SQ20102067231
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者伍开松, 夏元白, 夏文鹤, 李德龙, 李明, 荣明, 袁新生, 谢斌 申请人:中国石油天然气集团公司, 新疆石油管理局采油工艺研究院, 西南石油大学