一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井操作的封隔器试验装置领域，具体地说，涉及一种将自膨胀封隔器放入其中、通过两端向内加压，实现自膨胀封隔器性能检测的高压釜模具。
【背景技术】
[0002]解决固井后套管与地层间水泥环油、气、水窜槽及水泥凝固后套管与水泥环间的微环间隙问题一直是世界性难题。国内外已研制出遇油气或遇水膨胀的封隔器并成功应用于现场，其基本原理是工具随套管一起下入井内，遇见油气或水可全部靠自身自动膨胀。基于遇油气或水膨胀封隔器的优越性能，能解决固井后环空油气窜问题、长水平段水平井环空分段封隔问题和多分支井井眼之间的封隔问题，此项技术已陆续受到石油器具设计生产厂家的关注，但由于压力大、温度高以及二者的耦合作用带来的密封困难导致其模拟试验难度加大，因而能够有效对其进行井下模拟工作状况试验及测试的装置尚比较缺乏。
【发明内容】
[0003]为了解决现有封隔器高压釜试验台(模具)密封效能不足的问题，本发明提出了一种在超高压、高温环境下达到密封要求的高压釜模具，此发明结构简单，并可采用纯机械操作，活动零件少，便于加工。
[0004]本发明采用的技术方案是:
[0005]—种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜模具，由自膨胀封隔器和高压釜组成，自膨胀封隔器由试件基管11和自膨胀橡胶12组成；高压釜由油管1、固定环3、左端筒4、右端筒14、封隔器试验件5和一次性套筒6所组成；其中左端筒4及右端筒14是由油管口
2、宽垫片7、车氏密封环8、套管垫片9、密封锥螺纹10组成，并与试件基管11所构成的圆柱形密闭结构。
[0006]一次性套筒6通过密封锥螺纹10与左端筒4及右端筒14连接；左端筒4及右端筒14内有三级台阶；第一级台阶15开有密封锥螺纹10并与一次性套筒6连接，第二级台阶16为油腔，油腔筒壁上开一个油管口 2，液压油通过油管I注入，第三级台阶17有两个车氏密封环8并布设凹槽13，车氏密封8由“C”型静环和“O”型橡胶圈组合而成，试件基管11的一端从第三级台阶端17伸出；固定环3通过内螺纹与试件基管11的外螺纹连接，固定环3有外六角，固定环3对高压釜起二次固紧作用，同时对自膨胀封隔器5起轴向固定作用；宽垫片7安装在固定环3与左端筒4及右端筒14之间；套管垫片9安装在左端筒4及右端筒14与一次性套筒6之间。
[0007]固定环3起固定作用，可以用贝母、法兰或焊接进行连接。宽垫片7在固定环3和左端筒4及右端筒14之间，其材料可以为非金属、半金属和金属垫片。车氏密封环8布设在第三级台阶17的两凹槽13内；除采用“C”型静环和“O”型橡胶圈组合的车氏密封环外，还可以用机械式密封、迷宫式密封、填材式密封代替。套管垫片9安装在左端筒4及右端筒14与一次性套筒6之间，可以撤去套管垫片9采用油封，也可以用密封胶代替；垫片材料可以为非金属、半金属和金属垫片。
[0008]本发明的有益效果是，由于套筒为一次性使用，试验台可以对不同型号的自膨胀封隔器进行测试，且高压釜的密封效能完全达对模拟最大工况的要求，使试验环境可变性增强。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例进一步说明本发明的细节:
[0010]图1是装置的整体关系结构示意图；
[0011]图2是端筒装配图；
[0012]图3是端筒剖视图。
[0013]图中:1-油管，2-油管口，3-固定环，4-左端筒，5-封隔器试验件，6-—次性套筒，7-宽垫片，8-车氏密封，9-套管垫片，10-密封锥螺纹，11-试件基管，12-自膨胀橡胶，13-凹槽，14-右端筒，15-第一级台阶，16-第二级台阶，17-第三级台阶。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明进一步详细说明。
[0015]—种对自膨胀封隔器测试的高压釜模具，见图1所示，由自膨胀封隔器和高压釜组成，自膨胀封隔器由试件基管11和自膨胀橡胶12组成；高压釜由油管1、固定环3、左端筒4、右端筒14、封隔器试验件5和一次性套筒6组成；其中左端筒4及右端筒14是由油管口 2、宽垫片7、车氏密封环8、套管垫片9、密封锥螺纹10组成，并与试件基管11所构成的圆柱形密闭结构。
[0016]一次性套筒6通过密封锥螺纹10与左端筒4及右端筒14连接；试验时，封隔器试验件上的自膨胀橡胶12在一次性套筒6内膨胀。
[0017]左端筒4及右端筒14内有三级台阶。如图3所示，第一级台阶15开有密封锥螺纹10并与一次性套筒6连接，第二级台阶16为油腔，油腔筒壁上开一个油管口 2，液压油通过油管I注入油管口 2，第三级台阶17布设两个凹槽13，车氏密封8由“C”型静环和“O”型橡胶圈组合而成并分别设置在两个凹槽13内，试件基管11的一端从第三级台阶端17伸出；固定环3通过内螺纹与试件基管11的外螺纹连接，固定环3有外六角，固定环3对高压釜起二次固紧作用，同时对自膨胀封隔器5起轴向固定作用；宽垫片7安装在固定环3与左端筒4的端面及右端筒14的端面之间；套管垫片9分别安装在左端筒4及右端筒14与一次性套筒6之间。
[0018]固定环3起固定左端筒4作用，可以用贝母、法兰或焊接方式与一次性套筒6进行连接。宽垫片7在固定环3和左端筒4端面及右端筒14端面之间，其材料可以为非金属、半金属和金属垫片。车氏密封环8布设在第三级台阶17的两凹槽13内；除采用“C”型静环和“O”型橡胶圈组合的车氏密封环外，还可以用机械式密封、迷宫式密封、填材式密封代替。套管垫片9安装在左端筒4及右端筒14与一次性套筒6之间，可以撤去套管垫片9采用油封，也可以用密封胶代替；套管垫片材料可以为非金属、半金属和金属垫片。
[0019]该高压釜的具体工作过程:实验前，将封隔器试验件5装入一次性套筒6内，左端筒4及右端筒14通过密封锥螺纹10与一次性套筒6连接，此时封隔器试验件5的两端分别从左端筒4及右端筒14中伸出；需两个固定环3通过封隔器试验件5的两端(从左端筒4及右端筒14伸出的部分)的螺纹固定在左端筒4及右端筒14的两侧；最后将油管I连接在油管口 2的螺纹上完成试验前的组装工作。
[0020]开始试验时，液压油通过油管I注入，封隔器试验件5上的自膨胀橡胶12遇油膨胀直至与一次性套筒6完全紧贴；打入加压后的液压油测试封隔器试验件5的相关性能。
[0021]试验结束时，待液压油卸载后依次将高压釜两端的固定环3、油管1、左端筒4及右端筒14卸下；一次性套筒6及紧贴其中的封隔器试验件5为一次性部件。
[0022]本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜，由自膨胀封隔器和高压釜组成；其特征在于: 自膨胀封隔器由试件基管(11)和自膨胀橡胶(12)组成； 高压釜由油管(I)、固定环(3)、左端筒(4)及右端筒(14)、封隔器试验件(5)和一次性套筒(6)组成；其中， 左端筒⑷及右端筒(14)分别包括油管口(2)、宽垫片(7)、车氏密封环(8)、套管垫片(9)、密封锥螺纹(10)，且左端筒(4)及右端筒(14)共同与试件基管(11)构成圆柱形密闭结构； 一次性套筒(6)两端分别通过密封锥螺纹(10)与左端筒⑷及右端筒(14)连接； 左端筒(4)及右端筒(14)内均设有第一级、第二级、第三级台阶；第一级台阶(15)开有密封锥螺纹(10)并与一次性套筒(6)连接，第二级台阶(16)为油腔，油腔筒壁上开一个油管口(2)，液压油通过油管(I)注入油管口(2);第三级台阶(17)体内设有两道凹槽(13)，在所述凹槽(13)内布设有车氏密封环(8)，该车氏密封环(8)由一个“C”型静环和一个“O”型橡胶圈组合而成，试件基管(11)的一端从第三级台阶(17)端伸出； 固定环⑶通过内螺纹与上述试件基管(11)伸出第三级台阶(17)的一端上的外螺纹连接，固定环(3)有外六角，固定环(3)对高压釜起二次固紧作用，同时对自膨胀封隔器(5)起轴向固定作用； 宽垫片(7)分别安装在固定环(3)与左端筒(4)端面及右端筒端面(14)之间； 套管垫片(9)分别安装在左端筒(4)及右端筒(14)与一次性套筒(6)之间。2.根据权利要求1中所述的一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜模具，其特征在于:固定环(3)起固定左端筒(4)作用，通过贝母、法兰或焊接方式与一次性套筒(6)进行连接。3.根据权利要求1或2中所述的一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜模具，其特征在于:宽垫片(7)为非金属、半金属或金属垫片。4.根据权利要求1中所述的一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜模具，其特征在于:车氏密封环(8)采用“C”型静环和“O”型橡胶圈的组合，或用机械式密封、或用迷宫式密封、或用填材式密封代替上述组合。5.根据权利要求1中所述的一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜模具，其特征在于:套管垫片(9)为非金属、半金属和金属垫片；或用油封、或用密封胶代替所述套管垫片。
【专利摘要】本发明公开了一种对自膨胀封隔器测试的密封式高压釜，包括油管(1)，油管口(2)，固定环(3)，左端筒(4)，封隔器试验件(5)，一次性套筒(6)，宽垫片(7)，车氏密封环(8)，套管垫片(9)，密封锥螺纹(10)，试件基管(11)，自膨胀橡胶(12)，凹槽(13)，右端筒(14)。该高压釜对液压油的密封效果好，且不易造成腐蚀；并可以满足不同压力试验的要求；拆装方便，操作简单；易于加工、运输；在高温高压下的操作均可采用本装置。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN105157963
【申请号】CN201510383389
【发明人】秦建军, 侯妍君, 陈红兵, 刘永峰, 鲁增辉
【申请人】北京建筑大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月3日