CN101281080B - 石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺。本发明中，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温60℃-121℃或降低至额定低温-18℃-60℃，并将温度保持在额定温度值；再将被检测件加压至额定压力1-140MPa；在额定工压力状态下反复开启至少20次；稳压0.5-2小时，采集被检测件的温度和压力值，根据温度和压力值的波动值判断被检测件质量和性能是否合格。在高低温状态下的加压检测，对被检测件进行升温和降温，经过在高温和低温下进行的反复开启后，模拟被检测件在环境低温和介质高温的状态下多次开启后的密封性能，来模拟实际的工况检测出被检测件的质量和性能是否满足现场使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻采设备在高低温状态下的检测方法，尤其涉及一种井控产品及井口装置在高低温状态下的动态检测工艺，主要用于检测石油钻采设备中的控制阀门。
背景技术
在现有技术中，在实施石油天然气钻井工程施工过程中，井控产品及井口装置每天都在震动中运行，还要承受各种温度，压力，所以其性能也在不断变化，为了安全钻井的要求，按照规定，井控产品及井口装置在使用一段时间后，都要进行性能检测，目前这样的检测不但要耗费大量的时间，而且只能对井控产品及井口装置的承压能力进行简单的检测，对井控产品及井口装置本身的质量和性能还是不能作出量化的检测评价，因此，在工厂测试以后的井控产品及井口装置，在今后的使用中还是存在潜在的危险。目前，在对防喷器进行检测时，在使用水压或者液压对防喷器实施加压检测时，在防喷器壳体的上端设置一个位移测试仪器，检测加压时和加压前，防喷器壳体纵向的位移情况，然后将位移的数值与规定值进行比较，大于规定的，视为不能继续使用。这样的检测方式可以在工厂的环境下对防喷器壳体金属变形进行检测，通过在工厂这样检测合格的防喷器，设备在不同的环境下，随时间的不同，设备的性能也是在不断变化的，所以还是不能随着钻井工程的开展实时了解防喷器的情况，因此，还是存在较大的安全性问题，并且上述检测只能针对防喷器。
目前，国标、行标、API、ISO标准均要求对井控设备及井口装置进行高温介质及低温环境的适应性试验，但国内还没有能够对其实施该试验的检测设备，国外也只有美国等少数发达国家具备试验条件，导致井控产品及井口装置使用时可靠性较低，大大增加了安全事故的发生率，降低了钻井过程中的安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中井控产品及井口装置在高低温状态下的动态检测存在的上述问题，提供一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，本发明通过在高低温状态下的加压检测，对被检测件进行升温和降温，经过在高温和低温下进行的反复开启后，能充分的模拟被检测件在环境低温和介质高温的状态下多次开启后的密封性能，来模拟实际的工况检测出被检测件的质量和性能是否满足现场使用要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与加压装置连接；b、开启检测装置，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温60℃-121℃或降低至额定低温-18℃--60℃，并将温度保持在额定温度值；c、开启加压装置，将被检测件加压至额定压力1-140MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启至少20次；e、稳压0.5-2小时，采集被检测件的温度和压力值，根据温度和压力值的波动值判断被检测件质量和性能是否合格后，将压力降至0MPa，完成检测。
所述e步骤中，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格。
所述检测装置包括环境低温箱和与环境低温箱内的被检测件连接的阀杆，环境低温箱内设置有试压法兰，被检测件的两端连接在试压法兰上，在试压法兰上设有对被检测件进行加热的加热器和用于采集温度的温度传感器。
所述试压法兰设置在可进行上下、左右和前后调节的可调节支架上。
所述阀杆伸出环境低温箱与调节手轮连接，调节手轮与环境低温箱之间设置有防护挡板。
所述加压装置为空气压缩机组，空气压缩机组的高压出口端经高压金属硬管与试压法兰的试压孔连接。
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温60℃-121℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-18℃--60℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力1-140MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启至少20次；e、稳压0.5-2小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
采用本发明的优点在于：
一、本发明中，试压法兰上设有对被检测件进行加热的加热器，检测是在环境低温箱中进行，不需要移动设备就可对被检测件进行升温和降温，经过在高温和低温下进行的反复开启后，能充分的模拟被检测件在环境低温和介质高温的状态下多次开启后的密封性能，来模拟实际的工况检测出被检测件的质量和性能是否满足现场使用要求。
二、本发明不仅填补了国内对钻采设备整机高低温试验的空白，而且可为相关设备在各种高低温环境条件使用的适应性提供室内评价依据，对相关设备在设计选材及现场使用时提供参考，以确保相关设备的使用可靠性。
三、通过本发明检测后的井控设备及井口装置，在高低温状态下的使用中大大减少了安全事故的发生率，提高了钻井过程中的安全性。
四、本发明中，调节手轮与环境低温箱之间设置有防护挡板，保障人员在开启阀时，惹阀门发生爆炸，具有安全防护作用，提高了检测的安全性。
五、本发明中，试压法兰设置在可进行上下、左右和前后调节的可调节支架上，通过调节螺栓对被检测件进行上下、左右及前后三方向的调节，检测方便，提高了检测的准确性。
附图说明
图1为本发明检测装置结构示意图
图中标记为：1、加长阀杆，2、环境低温箱，3、被检测件，4、阀杆，5、试压法兰，6、加热器，7、温度传感器，8、可调节支架，9、调节手轮，10、防护挡板，11、试压孔。
具体实施方式
实施例1
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件3安装在检测装置上，再将被检测件3与加压装置连接；b、开启检测装置的加热器6，将被检测件3内腔室空气温度加热到额定高温60℃或利用环境低温箱2将温度降低至额定低温-18℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启加压装置，将被检测件3加压至额定压力1MPa；d、通过与被检测件3连接的阀杆4，在额定压力状态下反复开启20次；e、稳压0.5小时，采集被检测件3的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件3质量和性能为合格，若波动值不在此范围内，则判断被检测件质量和性能为不合格，开启与试压法兰5连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
本发明主要是用于检测控制阀门，开关阀门是通过加长阀杆1，在环境低温箱2箱体外部进行的。本发明采用的检测装置包括环境低温箱2和与环境低温箱2内的被检测件3连接的阀杆4，环境低温箱2内设置有试压法兰5，被检测件3的两端连接在试压法兰5上，在试压法兰5上设有对被检测件3进行加热的加热器6和用于采集温度的温度传感器7。其中，试压法兰5设置在可进行上下、左右和前后调节的可调节支架8上。阀杆4伸出环境低温箱2与调节手轮9连接，调节手轮9与环境低温箱2之间设置有防护挡板10，防护挡板10是20mm的铁板加上减震泡沫组合而成，主要用于在开启阀时，如阀门发生爆炸的安全防护。加压装置为空气压缩机组，空气压缩机组的高压出口端经高压金属硬管与3试压法兰的试压孔11连接。
实施例2
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温121℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-60℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力140MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启30次；e、稳压2小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，若波动值不在此范围内，则判断被检测件质量和性能为不合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
实施例3
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温80℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-30℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力50MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启40次；e、稳压1小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，若波动值不在此范围内，则判断被检测件质量和性能为不合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
实施例4
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温100℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-40℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力100MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启20次；e、稳压1.5小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，若波动值不在此范围内，则判断被检测件质量和性能为不合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
实施例5
一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，包括a、将被检测件两端安装上试压法兰，试压法兰上设置有加热器、温度传感器，将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温110℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-55℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力10MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启20次；e、稳压1小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，若波动值不在此范围内，则判断被检测件质量和性能为不合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本发明基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：包括a、将被检测件(3)安装在检测装置上，再将被检测件(3)与加压装置连接；b、将被检测件(3)内腔室空气温度加热到额定高温60℃-121℃或降低至额定低温-18℃--60℃，并将温度保持在额定温度值；c、开启加压装置，将被检测件(3)加压至额定压力1-140MPa；d、通过与被检测件(3)连接的阀杆(4)，在额定压力状态下反复开启至少20次；e、稳压0.5-2小时，采集被检测件(3)的温度和压力值，根据温度和压力值的波动值判断被检测件质量和性能是否合格后，将压力降至0MPa，完成检测。
2.根据权利要求1所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：所述e步骤中，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格。
3.根据权利要求1所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：所述检测装置包括环境低温箱(2)和与环境低温箱(2)内的被检测件(3)连接的阀杆(4)，环境低温箱(2)内设置有试压法兰(5)，被检测件(3)的两端连接在试压法兰(5)上，在试压法兰(5)上设有对被检测件(3)进行加热的加热器(6)和用于采集温度的温度传感器(7)。
4.根据权利要求3所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：所述试压法兰(5)设置在可进行上下、左右和前后调节的可调节支架(8)上。
5.根据权利要求3或4所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：所述阀杆(4)伸出环境低温箱(2)与调节手轮(9)连接，调节手轮(9)与环境低温箱(2)之间设置有防护挡板(10)。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：所述加压装置为空气压缩机组，空气压缩机组的高压出口端经高压金属硬管与试压法兰(5)的试压孔(11)连接。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的石油钻采设备的控制阀门在高低温状态下的动态检测工艺，其特征在于：包括a、将被检测件安装在检测装置上，再将被检测件与空气压缩机组连接；b、开启检测装置的加热器，将被检测件内腔室空气温度加热到额定高温60℃-121℃或利用环境低温箱将温度降低至额定低温-18℃--60℃，并利用计算机控制系统将温度保持在额定温度值；c、开启空气压缩机组，将被检测件加压至额定压力1-140MPa；d、通过与被检测件连接的阀杆，在额定压力状态下反复开启至少20次；e、稳压0.5-2小时，采集被检测件的温度和压力值，将采集到的温度和压力值与额定温度和额定压力对比，温度波动在-11℃-+11℃内，压力变化小于额定压力的5％或3.45MPa，判断被检测件质量和性能为合格，开启与试压法兰连通的连通管上的泄压阀将压力降至0MPa，完成检测。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA PETROLEUM GROUP CHUANQING DRILLING ENGINEERI Free format text: FORMER OWNER: SICHUAN PETROLEUM ADMINISTRATION Effective date: 20081128 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170503 Address after: The 1 section of No. 3 company Chuanqing Drilling Technology Information Office Chenghua District Green Road 610051 Chengdu City, Sichuan Province Co-patentee after: Sichuan Kete petroleum well control quality and safety supervision and Evaluation Center Patentee after: CNPC CHUANQING DRILLING ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 610000, No. 1, Hongxing Road, Chengdu, Sichuan, Chenghua District 3 Patentee before: CNPC CHUANQING DRILLING ENGINEERING Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: The 1 section of No. 3 company Chuanqing Drilling Technology Information Office Chenghua District Green Road 610051 Chengdu City, Sichuan Province Co-patentee after: SICHUAN KETE TEST TECHNOLOGY CO.,LTD. Patentee after: CNPC CHUANQING DRILLING ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: The 1 section of No. 3 company Chuanqing Drilling Technology Information Office Chenghua District Green Road 610051 Chengdu City, Sichuan Province Co-patentee before: Sichuan Kete petroleum well control quality and safety supervision and Evaluation Center Patentee before: CNPC CHUANQING DRILLING ENGINEERING Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |