一种用于测试胶筒性能的试验工装的制作方法

本实用新型涉及石油工业井下工具测试工装领域，特别是一种用于测试胶筒性能的试验工装。

背景技术：

在油气田封堵工艺中使用的桥塞及封隔器，封隔器一般是在压裂、酸化、找漏等措施施工时暂时留在井内，施工完后就随管柱起出来了，而桥塞是在封层采油等措施时，把其留在井内一段时间或永久留在井内。都是起到密封作用的，而胶筒是桥塞及封隔器起密封作用的核心部件。

目前，有多项关于桥塞和封隔器胶筒性能测试装置的专利申请，比如徐春燕等人设计的一种桥塞、封隔器的胶筒及胶筒组件测试装置，公开了对胶筒坐封力学性能的测试装置，但该装置不能一同进行密封性能测试，功能单一，也没有模拟地层温度和压力。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于测试胶筒性能的试验工装，解决了目前的胶筒性能测试工装功能单一，不能在模拟地层温度和压力的条件下，利用同一个工装进行坐封和密封性能测试的问题。

为了达到上述的目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于测试胶筒性能的试验工装，包括承压接头、套管短节、芯轴、上护环、下护环、支撑环、下接头、挡环、锁紧螺钉和高温伴热带；所述芯轴包括同轴连接的中轴、连接座和下轴，所述连接座和下轴分别位于中轴上端和下端，所述下轴直径小于中轴，且下轴的底端居中设置带内螺纹的定位孔；所述套管短节下端内套在下接头中并与下接头螺纹连接，所述下接头下端向内凸起形成环形凸台，所述环形凸台围合形成凸台中心孔，所述挡环位于环形凸台外侧，且挡环的上端嵌入所述凸台中心孔内；所述上护环、下护环和支撑环由上到下依次套在下轴上，所述支撑环居中坐放在所述环形凸台上，上护环和下护环之间设置胶筒安装工位；所述中轴坐放于上护环上；所述锁紧螺钉上设置与所述定位孔的内螺纹匹配的外螺纹，锁紧螺钉穿过挡环的中心孔，并锁紧在定位孔内；所述芯轴底端距所述环形凸台上表面的最大距离大于坐封时的最大压缩距离；且锁紧螺钉的自由上行距离大于被测胶筒坐封时的最大压缩距离；所述承压接头上端设置进液孔，所述承压接头与套管短节螺纹连接，且在承压接头与套管短节螺纹连接处设置密封圈；所述高温伴热带连接在所述套管短节外壁。

需要说明的是，本实用新型工装进行胶筒性能的测试时，需要与材料试验机以及泵车配合。在未压缩坐封之前，锁紧螺钉通过螺纹锁紧在定位孔内，当利用常规的材料试验机通过调节杆压缩芯轴，从而压缩被测胶筒，使被测胶筒坐封于套管短节内壁，起到密封作用，此时，旋进并再次紧固锁紧螺钉，拉紧并固定芯轴，保持被测胶筒处于坐封状态。因此，可以理解芯轴的自由下行距离大于被测胶筒坐封时的最大压缩距离；且锁紧螺钉的自由上行距离大于被测胶筒坐封时的最大压缩距离。高温伴热带即俗称的电热带，接电后即可发热。

材料试验机为常用的普通型号即可，市场上随处可以购买到，泵车用于与进液口连接，提供密封性测试液体和压力，泵车也是油气行业常用的泵车。

对本领域技术人员来说，不同规格的胶筒应用在对应的套管短节上是常识，因此本申请中描述的工装默认是用来测试对应规格的胶筒性能的，且其各配件也是与胶筒配套规格的。

进一步的是，所述下接头上设置有4个装配孔，4个装配孔以凸台中心孔的圆心为中心，在周向上呈阵列分布。便于工装各部件之间的连接与装配。

进一步的是，还包括连接在连接座上的调节杆。调节杆的长度可根据需要进行调整，用于与材料试验机的压杆接触连接，从而利用材料试验机对芯轴进行压缩。

进一步的是，所述承压接头上设置有4个装配孔，4个装配孔以承压接头上端面的圆心为中心，在周向上呈阵列分布。便于工装各部件之间的连接与装配。

进一步的是，所述密封圈平行设置两条。起到更好的密封承压的作用。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型的工装，能用于在模拟真实地层的温度和压力情况下，对桥塞和封隔器的胶筒进行坐封性能以及密封性能的测试，结构简单，功能多样，操作简便，且对胶筒的性能测试准确。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型工装的一种实施例结构示意图；

图2为图1中芯轴的结构示意图；

图3为做好进行压缩坐封测试准备时结构示意图；

图4为坐封测试完成后做好进行密封测试准备时结构示意图；

图5为下接头沿A-A方向的剖面图；

图中：1、承压接头；1-1、进液孔；1-2、密封圈；1-3、装配孔I；2、套管短节；3、芯轴；31、连接座；32、中轴；33、下轴；34、定位孔；4、上护环；5、被测胶筒；6、下护环； 7、支撑环；8、下接头；81、环形凸台；82、凸台中心孔；9、装配孔II；10、挡环；11、锁紧螺钉；12、底座；13、高温伴热带；14、调节杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述，但并不是对本实用新型保护范围的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一：

如图1～2所示，一种用于测试胶筒性能的试验工装，包括承压接头1、套管短节2、芯轴3、上护环4、下护环6、支撑环7、下接头8、挡环10、锁紧螺钉11和高温伴热带13；所述芯轴3包括同轴连接的中轴32、连接座31和下轴33，所述连接座31和下轴33分别位于中轴32上端和下端，所述下轴33直径小于中轴32，且下轴33的底端居中设置带内螺纹的定位孔34；所述套管短节2下端内套在下接头8中并与下接头螺纹连接，所述下接头8下端向内凸起形成环形凸台81，所述环形凸台81围合形成凸台中心孔82，所述挡环10位于环形凸台81外侧，且挡环10的上端嵌入所述凸台中心孔82内；所述上护环4、下护环6和支撑环 7由上到下依次套在下轴33上，所述支撑环7居中坐放在所述环形凸台81上，上护环4和下护环6之间设置胶筒安装工位，安装工位上安装被测胶筒5；所述中轴32坐放于上护环4 上；所述锁紧螺钉11上设置与所述定位孔34的内螺纹匹配的外螺纹，锁紧螺钉11穿过挡环 10的中心孔，并锁紧在定位孔34内；所述芯轴3底端距所述环形凸台81上表面的最大距离大于坐封时的最大压缩距离；且锁紧螺钉11的自由上行距离大于被测胶筒5坐封时的最大压缩距离；所述承压接头1上端设置进液孔1-1，所述承压接头1与套管短节2螺纹连接，且在承压接头1与套管短节2螺纹连接处设置两条密封圈1-2；

所述高温伴热带13缠绕粘接在所述套管短节2外壁。

所述下接头8上设置有4个装配孔II9，4个装配孔II9以凸台中心孔的圆心为中心，在周向上呈阵列分布。所述承压接头1上设置有4个装配孔I1-3，4个装配孔I1-3以承压接头上端面的圆心为中心，在周向上呈阵列分布。

该工装还包括连接在连接座上调节杆14。

实施例二：

如图3所示，本实施例是进行压缩坐封测试的工装结构形态，在实施例一的基础上，卸掉承压接头1。

测试时，将如图3所示的底座12置于材料试验机基台上，并将工装的下接头8居中置于底座12上，用材料试验机的压杆对调节杆进行加压，使被测胶筒坐封。

实施例三：

如图4所示，本实施例是进行坐封后密封性能测试的工装结构形态，在实施例二的基础上，卸掉调节杆14，安装上带两条密封圈1-2的承压接头1。

测试时，在进液孔1-1连接上泵车之后，加液打压，并将高温伴热带13连通电源后，进行加温，稳压，观察压力值的变化情况，即可评估密封性能。

本实用新型工装的工作原理如下：

本实用新型的工装在使用时，与油气领域常规的泵车和常规材料试验机配合，当进行压缩坐封测试时，卸掉承压接头1，将底座12置于材料试验机基台上，并将工装的下接头8居中置于底座12上，用材料试验机的压杆对调节杆进行加压，使被测胶筒坐封，材料试验机可记录坐封过程的压力数据；当坐封完毕后，旋进并紧固锁紧螺钉11，拉紧并固定芯轴3，保持被测胶筒5处于坐封状态，卸掉调节杆14，安装上带两条密封圈1-2的承压接头1，在进液孔1-1连接上泵车之后，加液打压，并将高温伴热带13连通电源后，进行加温，稳压，观察压力值的变化情况，即可评估密封性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。