一种套管滑套热模拟试验装置的制作方法

文档序号:15703051发布日期:2018-10-19 20:12阅读:122来源:国知局

本发明属于石油开采工具的辅助测试装置,该装置模拟地层温度,并验证套管滑套的密封性。



背景技术:

套管滑套用于油水井套管完井,工作深度处于地下2000米以上,地层温度在60℃以上,滑套的金属和橡胶材料由于热膨胀作用,可能导致工具失灵或密封性下降,现有的地面试验装置存在以下问题:1、在地面常温下验证滑套密封性,其温度与工作温度相差较大,造成实验结果与实际情况不一致;2、现有试验装置的多用性差,不同滑套需要配不同的接头。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的是为了克服上述缺点而提出一种套管滑套热模拟试验装置。

本发明解决其问题所采取的技术方案是:

套管滑套热模拟试验装置包括:支撑调节装置、密封试压装置、电磁加热装置;

所述的支撑调节装置包括底坐、立柱、横梁、支座、调节装置,底坐、立柱、横梁为方形并顺次焊接,横梁开个通孔,与密封试压装置的液压缸顶部螺丝连接。

支座为方形钢与半圆套构成,位于密封试压装置正前方。

调节装置包括:前后调节总成、上下调节总成、左右调节总成、弹簧,都为圆柱形,左右对称布置,前后调节总成、上下调节总成、左右调节总成顺次连接,弹簧放置在左右调节总成内;

前后调节总成包括:连接套、连接杆、调节螺杆、调节螺套,支撑座,连接套左右对称布置并嵌于两根立柱内并焊接,配套的连接杆穿过调节套与支撑座螺纹连接,连接杆另一端与调节螺杆螺纹连接,调节螺杆与调节螺套通过螺纹连接。

上下调节总成包括:双头同方螺杆、上螺套,都为圆柱形,双头同方螺杆下部与支撑座螺纹连接,双头同方螺杆上部与上螺套螺纹连接。

左右调节总成包括:弹簧套、弹簧、支撑轴套、调节螺套,都为圆柱形,弹簧套上部开径向通槽,弹簧套下部与上下调节总成上螺套螺纹连接,弹簧套内放置弹簧,弹簧上放置支撑轴套,密封试压装置缸套支撑轴穿过支撑轴套和弹簧套通槽,其调节螺杆与调节螺套螺纹配合。

密封试压装置由液压缸、上密封总成、缸套、下密封总成顺次连接;

密封试压装置的液压缸包括:上盖板、缸体、活塞、活塞杆、活塞挡环、下盖板;上盖板、缸体、下盖板顺次螺纹连接密封;缸体上下各开液压孔一个,用于推动活塞上下运行;活塞位于缸体内,活塞杆与活塞通过挡环固定;活塞杆穿过下盖板胶圈密封;活塞杆底部与上密封总成上缸体螺纹连接,通过液压缸控制上密封总成进出缸套。

密封试压装置的上密封总成包括:上缸体、安全法兰,上密封圈;上缸体顶部开进液通孔;上缸体39与滑套上接头锥面通过上胶圈密封,分隔滑套内外空间,使试压液体进入滑套内部,验证滑套密封性;安全法兰套于上缸体之上,试压前,将安全法兰与缸套螺纹连接,防止高压情况下上缸体上移,确保上缸体与滑套密封性。

密封试压装置的缸套用于装滑套,连接上密封总成和下密封总成,缠绕加热线圈传递热量,缸套下部三分之一位置径向两侧对称焊接圆柱形支撑轴,两端放置在调节装置顶部弹簧上,两端有调节螺杆。

密封试压装置的下密封总成包括:下缸体、密封盘、空心堵头、下盖板、放压排水通道;下缸体与滑套下接头锥面通过下密封胶圈密封,并支撑滑套,与密封盘、空心堵头胶圈密封,分隔滑套内外空间;下盖板与缸套螺纹连接,支撑下缸体及密封盘;下盖板在径向钻放压孔,与空心堵头内孔连通,放压孔装阀门,用于泄压放水。

电磁加热装置包括加热线圈、温控器;加热线圈缠绕在中缸体上并对其加热模拟地层温度,外包有保温材料;温控器控制加热线圈,能自动实时检测系统温度并控制加热器启停的功能。

由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:

1、本发明的加热线圈缠绕于试压装置缸套上能加热滑套模拟地层温度,最高能达100℃,温控器控制加热线圈,能自动实时检测系统温度并控制加热器启停的功能。

2、本发明的试压装置缸套可旋转,方便滑套的拆装;通过三组螺栓调节使缸套与上缸体同心,方便上缸体进入缸套。

3、本发明的上、下缸体与滑套上、下接头锥面通过密封圈接触密封,实现该装置能对不同外径密封试压的需求;通过安全法兰与缸套螺纹连接确保密封可靠,操作安全。

4、本发明的液压缸使上缸体进出缸套实现自动化,降低劳动强度,提高装置的精确性和稳定性。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一种套管滑套热模拟试验装置的整体结构主视示意图;

图2为本发明一种套管滑套热模拟试验装置的整体结构左视示意图;

具体实施方式

请参见附图1-2,一种套管滑套热模拟试验装置包括:支撑调节装置1、密封试压装置2、电磁加热装置3;

支撑调节装置2包括底坐4、立柱5、横梁6、支座7、调节装置8,底坐4、立柱5、横梁6为方形并顺次焊接,横梁6开4个通孔56,与密封试压装置2的液压缸9顶部螺丝连接。

支座7为方形钢与半圆套构成,位于密封试压装置正前方。

调节装置8包括:前后调节总成10、上下调节总成11、左右调节总成12、弹簧13,都为圆柱形,左右对称布置,前后调节总成10、上下调节总成11、左右调节总成12顺次连接,弹簧13放置在左右调节总成12内;

前后调节总成10包括:连接套14、连接杆15、调节螺杆16、调节螺套17,支撑座18,连接套14左右对称布置并嵌于两根立柱5内并焊接,配套的连接杆15穿过调节套与支撑座18螺纹连接,连接杆15另一端与调节螺杆16螺纹连接,调节螺杆16与调节螺套17通过螺纹连接。

上下调节总成11包括:双头同方螺杆19、上螺套20,都为圆柱形,双头同方螺杆19下部与支撑座18螺纹连接,双头同方螺杆19上部与上螺套20螺纹连接。

左右调节总成12包括:弹簧套21、弹簧13、支撑轴套22、调节螺套23,都为圆柱形,弹簧套21上部开径向通槽24,弹簧套21下部与上下调节总成11上螺套20螺纹连接,弹簧套内放置弹簧13,弹簧上放置支撑轴套22,密封试压装置2缸套支撑轴25穿过支撑轴套22和弹簧套通槽24,其调节螺杆26与调节螺套27螺纹配合。

密封试压装置2的液压缸9包括:上盖板32、缸体33、活塞34、活塞杆35、活塞挡环36、下盖板37;上盖板32、缸体33、下盖板37顺次螺纹连接密封;缸体33上下各开液压孔38一个,用于推动活塞34上下运行;活塞34位于缸体33内,活塞杆35与活塞34通过挡环36固定;活塞杆35穿过下盖板37胶圈密封;活塞杆35底部与上密封总成29上缸体39螺纹连接,通过液压缸9控制上密封总成29进出缸套30。

密封试压装置2的上密封总成29包括:上缸体39、安全法兰40,上密封圈41;上缸体39顶部开试压进液通孔42;上缸体39与滑套43上接头44锥面通过上胶圈41密封,分隔滑套43内外空间,使试压液体进入滑套43内部,验证滑套43密封性;安全法兰40套于上缸体39之上,试压前,将安全法兰40与缸套30螺纹连接,防止高压情况下上缸体39上移,确保上缸体39与滑套43密封性。

密封试压装置2的缸套30用于装滑套43,连接上密封总成29和下密封总成31,缠绕加热线圈45传递热量,缸套下部三分之一位置径向两侧对称焊接圆柱形支撑轴,两端放置在调节装置顶部弹簧上,两端有调节螺杆。

密封试压装置2的下密封总成31包括:下缸体46、密封盘47、空心堵头48、下盖板49、放压排水通道50;下缸体46与滑套43下接头51锥面通过下密封胶圈52密封,并支撑滑套43,与密封盘47、空心堵头48胶圈密封,分隔滑套43内外空间;下盖板49与缸套30螺纹连接,支撑下缸体46及密封盘47;下盖板49在径向钻放压孔50,与空心堵头48内孔连通,放压孔50装阀门53,用于泄压放水。

电磁加热装置3包括加热线圈45、温控器55;加热线圈45缠绕在中缸体30上并对其加热模拟地层温度,外包有保温材料;温控器55控制加热线圈45,能自动实时检测系统温度并控制加热器启停的功能。

使用时,首先将密封试压装置2缸套30旋转至水平,上部放置于支座7上,装入滑套43,再将缸套30旋转至垂直位置,调节装置8调节缸套30与上缸体39处于同轴状态,启动液压缸,活塞34下行,推动上缸体39进入缸套30,直至上下缸体密封胶圈41、52与滑套43上下接头44、51密封,此时调节装置8的弹簧13被压缩,缸套30底部与底座4接触,避免支撑轴25被压变形,上紧安全法兰40,关闭放压阀门53,试压进液通孔42连接试压管线,将滑套43内部灌满液体,启动电磁加热装置3加热至要求温度,启动试压泵升压至要求压力,稳压观察压降情况;试压后,关闭电磁加热装置3,并打开泄压阀53放压后,启动液压缸9,活塞34上行,液压缸活塞杆35收缩,带出上缸体39,弹簧13恢复,缸套30底部离开底座4,旋转缸套30至水平,拿出滑套43完成试压;

本发明能模拟地层环境温度下对套管滑套试压,确保试压结果的准确性,同时该装置能对不同外径套管滑套试压,使用范围大,并且结构简单,操作方便,提高套管滑套试压效率。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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