一种套管复合载荷试验用连接堵头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及石油开采复合载荷试验用工件，特别是一种套管复合载荷试验用 连接堵头。
【背景技术】
[0002] 套管是连通地下油层与地面的重要通道，在保证石油正常开采过程中起到关键作 用。由于地层复杂，套管可能受到轴向拉/压载荷，内压/外压载荷，弯曲载荷，当地层较 深或稠油热采井情况下还会受到温度载荷，并且一般情况下会受到以上几种载荷的复合作 用。为了满足油田开采条件，准确的选择正确钢级、扣型的套管，可通过全尺寸复合载荷模 拟实验来检验套管的实物性能，从而确保油田的正常开采，以避免不必要的经济损失。
[0003] 套管复合载荷试验用于评价油井管在复杂载荷情况下的实物性能，复合载荷试验 系统，能够满足拉伸载荷、压缩载荷、内压载荷、外压载荷、弯曲载荷及温度载荷的复合载荷 试验。连接堵头主要起到连接试样和实验设备的作用，使用频率较高，属于易损易耗件。以 往每种规格的油井管都有与之相匹配的连接堵头，对于试验频率较高规格的套管连接堵头 使用频率高，易损耗，而对于试验量较少规格的套管连接堵头使用较少，从而造成了资源浪 费。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种套管复合载荷试验用连接堵头，通过 对连接堵头进行优化，有效地解决就一种规格连接堵头适用于多种规格套管的问题，使其 最大限度的满足试验要求，并减少资源浪费。
[0005] 本实用新型的目的是通过下述具体技术方案来实现的：
[0006] 一种套管复合载荷试验用连接堵头，包括堵头体，其一端为圆锥台状，沿圆锥台的 顶部中心开有一至圆锥台底部的连通孔，沿圆锥台的一侧圆周壁上开有一压力检测孔，压 力检测孔与所述连通孔相连通；堵头体的另一端为带有螺纹的圆柱体，圆柱体底端面上设 有连接堵头加工孔。
[0007] 优选地，所述连通孔为等径的盲孔，连通孔的内径大于压力检测孔的内径。
[0008] 优选地，所述压力检测孔在圆锥台侧壁上的检测口孔径大于其检测内孔的孔径， 所述检测内孔与检测口相接面与水平面呈60°的锥面。
[0009] 优选地，所述检测口底面与水平面呈5°的锥面。
[0010] 优选地，所述压力检测孔与连通孔相连通在连通孔侧壁上。
[0011] 本实用新型的有益效果是：
[0012] 连接堵头材质为30CrMo,其一端为锥面，能够适用于不同规格外径的油井管，通过 对油井管加工与连接堵头相匹配的焊接坡口（钢级较高，管径较大时可留塞焊孔，加强焊 接强度）进行焊接连接。连接堵头一端与试样通过焊接的方式进行连接，另一端通过螺纹 配合的方式与实验设备连接，既保证了连接强度，同时减少不同规格需要加工制作与之相 匹配的连接堵头带来的资源浪费情况。
[0013] 检测内孔与检测口相接面与水平面呈60°的锥面，检测口底面与水平面呈5°的 锥面，此结构能够与水嘴紧密相配合，从而达到注水或检测压力的效果。
【附图说明】
[0014] 图1是连接堵头主视剖面图。
[0015] 图2是连接堵头左视图。
[0016] 图3是压力检测孔（或增压、泄压孔）放大图。
[0017] 图4是连接堵头螺纹连接部分放大图。
[0018] 图1中：1?连通孔；2.锥面；3?压力检测孔（或增压、泄压孔）；3-1、检测口；3-2、 检测内孔；3-3、检测孔锥面；4.螺纹；5.连接堵头加工孔。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0020] 如图1、图2所示，一种套管复合载荷试验用连接堵头，包括堵头体，其一端为圆锥 台状，沿圆锥台的顶部中心开有一至圆锥台底部的连通孔1，沿圆锥台的一侧圆周壁上开有 一压力检测孔3,压力检测孔3与所述连通孔1相连通；堵头体的另一端为带有螺纹的圆柱 体，圆柱体底端面上设有连接堵头加工孔5。
[0021] 其中，连通孔1为等径的盲孔，连通孔1的内径大于压力检测孔3的内径。压力检 测孔3在圆锥台侧壁上的检测口 3-1孔径大于其检测内孔3-2的孔径，检测内孔3-2与检 测口 3-1相接面与水平面呈60°的检测孔锥面3-3,检测口 3-1底面与水平面呈5°的锥 面，见图3所示。压力检测孔3与连通孔1相连通在连通孔1侧壁上。
[0022] 另外，该复合载荷试验用连接堵头一端为与水平面成60°的锥面，目的是用于连 接不同外径规格的油井管，锥面中心留有一个与油井管内部相通的横向圆形通道，连接堵 头的另一端为〇12. 000-1TPISTUBACME标准螺纹，用于连接试验设备。
[0023] 实施例：
[0024] 以直径为139. 7_，壁厚为9. 17_，钢级为P110套管的复合载荷试验用连接堵头 为例。
[0025] 参阅图1，连接堵头与连接管子的端面为与水平面成60°锥面，0139. 7mm管子两 端均加工成向内与水平面成60°锥面。焊接设备选用电弧焊，设备为直流焊机，极性为反 接。焊接材料选用一种低合金钢低氢钠型焊条。低合金钢低氢钠型焊条的性能参数为：熔敷 金属的化学成分按重量百分比分别为(：彡0.10%、51彡0.50%、]\111彡1.00%、？彡0.030%、 S彡0. 030%、M〇彡1. 00% ;焊接材料焊缝金属的屈服强度为740MPa，抗拉强度为830MPa， 伸长率为27%，20°C夏比冲击吸收能量为70J。焊接前对连接堵头和0139. 7mm套管进行 预热，温度达到70~110°C时开始焊接，用低合金钢低氢钠型焊条进行焊接，焊透根部，均 匀环焊9~10层。焊接完成后，将焊缝加热到220°C保温12h，然后用石棉布将焊缝和热影 响区包裹，冷却至室温。
[0026] 参阅图4,待试样冷却至室温，将一端为9/16〃-18unfthread标准外螺纹的加压 装置与一端堵头的增压/泄压孔相连，为增压/泄压通道。将一头为9/16"-18unfthread 标准外螺纹的压力传感器与另一端堵头的压力检测孔相连，实现实时监测试样内压力变 化。连接好加压装置和压力检测装置后，将试样两端的连接堵头螺纹端与复合试验系统相 连接，完成试样的安装过程，进行复合载荷试验。
[0027] 图4中，9/16〃_18unfthread标准外螺纹，a为牙型角，a= 29° ;P为螺距，P= 25. 4mm;t为牙型宽度，
h为基本螺纹牙型高度，h= 0. 3P;R为倒角，R= 5. 6mm。
[0028] 以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体 个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮 助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施 例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为 对本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种套管复合载荷试验用连接堵头，包括堵头体，其特征在于：所述堵头体一端为 圆锥台状，沿圆锥台的顶部中心开有一至圆锥台底部的连通孔，沿圆锥台的一侧圆周壁上 开有一压力检测孔，压力检测孔与所述连通孔相连通；堵头体的另一端为带有螺纹的圆柱 体，圆柱体底端面上设有连接堵头加工孔。2. 根据权利要求1所述的套管复合载荷试验用连接堵头，其特征在于：所述连通孔为 等径的盲孔，连通孔的内径大于压力检测孔的内径。3. 根据权利要求1所述的套管复合载荷试验用连接堵头，其特征在于：所述压力检测 孔在圆锥台侧壁上的检测口孔径大于其检测内孔的孔径，所述检测内孔与检测口相接面与 水平面呈60°的锥面。4. 根据权利要求1所述的套管复合载荷试验用连接堵头，其特征在于：所述检测口底 面与水平面呈5°的锥面。5. 根据权利要求1所述的套管复合载荷试验用连接堵头，其特征在于：所述压力检测 孔与连通孔相连通在连通孔侧壁上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种套管复合载荷试验用连接堵头，包括堵头体，其一端为圆锥台状，沿圆锥台的顶部中心开有一至圆锥台底部的连通孔，沿圆锥台的一侧圆周壁上开有一压力检测孔，压力检测孔与所述连通孔相连通；堵头体的另一端为带有螺纹的圆柱体，圆柱体底端面上设有连接堵头加工孔。该套管复合载荷试验用连接堵头有效地解决了一种规格连接堵头适用于多种规格套管的问题，使其最大限度的满足试验要求，并减少资源浪费。
【IPC分类】G01N3/02
【公开号】CN204630814
【申请号】CN201520194250
【发明人】张丹, 娄琦, 李东风, 韩军, 杨鹏, 王蕊
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月1日