CN102607957B - 一种水下井口头静水压试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于海洋油气开采的水下井口头的本体静水压试验装置，包括密封端盖和密封芯轴，所述的密封端盖开设有阶梯通孔，阶梯通孔的上端设置与芯轴相配置的螺孔，螺孔上端设置上孔肩，阶梯通孔下端设置与井口头外周相配置的锁紧孔，锁紧孔内开设环槽，环槽中安设移动锁块，锁紧孔上端设置下孔肩，所述的密封芯轴上端设置螺纹与密封端盖上端的螺孔密封相连，密封芯轴的外周与井口头内孔相配置，且密封芯轴的下端外周与井口头下方内孔密封配置，密封端盖或密封芯轴上设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的注压孔。本发明结构简单，设置合理，使用安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，并能重复使用。

Description

一种水下井口头静水压试验装置
技术领域
本发明涉及一种用于海洋油气开采的水下井口头的本体静水压试验装置，用于高压井口头本体静水压出厂测试。
背景技术
在海洋油气开采中，井口头是水下井口系统中的关键承压部件，坐放在导管头内，是水下油井的基础。井口头悬挂表层套管、套管柱和油管挂，并承受外部作用载荷，其承压性能直接决定了油井的压力完整性。钻井期间，井口头上连接防喷器，承受隔水管内液柱压力，特别要在防喷器试压期间承受防喷器试压载荷；油气生产期间，井口头上连接采油树，承受高压油气的压力。可见井口头在整个使用周期都承受很大的内压载荷。因此，为保证其使用的可靠性，必须通过静水压测试，验证其承压完整性。在现有技术中，目前尚未见有井口头本体静水压试验装置的报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够便于对水下井口头进行静水压出厂测试的静水压试验装置。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
包括密封端盖和密封芯轴，所述的密封端盖开设有阶梯通孔，阶梯通孔的上端设置与芯轴相配置的螺孔，螺孔上端设置上孔肩，阶梯通孔下端设置与井口头外周相配置的锁紧孔，锁紧孔内开设环槽，环槽中安设移动锁块，锁紧孔上端设置下孔肩，所述的密封芯轴上端设置螺纹与密封端盖上端的螺孔密封相连，密封芯轴的外周与井口头内孔相配置，且密封芯轴的下端外周与井口头下方内孔密封配置，密封端盖或密封芯轴上设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的注压孔。
按上述方案，密封端盖或密封芯轴上设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的排气孔。
按上述方案，在密封芯轴的上端面设置密封圈与密封端盖上孔肩的端面密封配置，在密封芯轴上端螺纹的下方安设密封圈与密封端盖螺孔下方的密封孔密封配置，构成上密封结构。
按上述方案，在密封端盖下孔肩的端面设置密封圈与井口头的上端面密封配置，在锁紧孔的上方安设密封圈与井口头的上端外周密封配置，构成外密封结构。
按上述方案，可在密封端盖下孔肩处安设VX密封钢圈，VX密封钢圈的上下方分别与密封端盖阶梯通孔中间的空腔腔壁和井口头上端孔口密封配置，替代外密封结构。
按上述方案，在密封芯轴的下端外周安设两道轴向密封圈与井口头下方内孔密封配置，构成内密封结构。
按上述方案，所述的移动锁块包括锁块和安设在密封端盖周向的径向驱动螺栓，锁块呈圆弧块状，圆弧块的内面设置与井口头外螺纹相配置的内螺纹，圆弧块的外周设置孔槽与径向驱动螺栓的端头相配置。
按上述方案，所述的移动锁块沿环槽周向安设4～20个。
按上述方案，在所述的密封芯轴的上下端面分别设置有密封检测孔，上端密封检测孔与上密封结构的两密封圈之间的环腔相连通，下端密封检测孔与内密封结构的两密封圈之间的环腔相连通。
按上述方案，所述的密封端盖外周设置有密封检测孔，密封检测孔与外密封结构的两密封圈之间的环腔相连通。
按上述方案，所述的密封芯轴中部设有两处与井口头内孔相配置的定位轴肩，定位轴肩设有过流通道。
本发明的有益效果在于：1、利用密封端盖、密封芯轴和井口头三者之间的密封建立起一个环形密闭空间，形成向井口头加压的静水压试验条件，并采用在井口头内部布置密封芯轴的密封方式，减小了测试工装单向受力总面积，从而大大减小了井口内压对试验工装的正压力；2、采用机械锁紧方式将密封端盖锁紧在井口头上，并利用端盖内部螺纹对密封芯轴进行固定，使结构简单可靠，克服了液压锁紧的弊端；3、利用密封监测通道对每处密封进行实时监测，能够有效全面的对试验过程进行监控；4、装置结构简单，设置合理，使用安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，并能重复使用。
附图说明
图1为本发明一个实施例的主视剖视图，图中双点划线为被试压的井口头。
图2为本发明另一个实施例的主视剖视图。
图3为本发明一个实施例中锁块的立体图。
图4为本发明一个实施例中锁块驱动螺栓的立体图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。
第一个实施例如图1、3、4所示，包括密封端盖1和密封芯轴2，所述的密封端盖开设有阶梯通孔，阶梯通孔的上端设置与芯轴相配置的螺孔，螺孔上端设置上孔肩，在密封芯轴的上端面开设密封槽设置密封圈8与密封端盖上孔肩的端面密封配置，在密封芯轴上端螺纹的下方开设密封槽安设密封圈9与密封端盖螺孔下方的密封孔密封配置，构成上密封结构，上述两密封圈之间的环腔与设置在密封芯轴上端面的密封检测孔5相连通；阶梯通孔的中间设置有空腔；在阶梯通孔下端设置与井口头外周相配置的孔径较大的锁紧孔，锁紧孔内对应井口头外螺纹开设环槽，环槽中安设移动锁块，所述的移动锁块包括锁块4和安设在密封端盖周向的径向驱动螺栓3，锁块呈圆弧块状，圆弧块的内面设置与井口头外螺纹相配置的内螺纹，圆弧块的外周下方设置孔槽与径向驱动螺栓的端头相配置，径向驱动螺栓为内六角螺栓，所述的移动锁块沿环槽周向安设16个。通过移动锁块使得密封端盖与井口头相对锁紧固定。锁紧孔上端设置下孔肩，在密封端盖下孔肩的端面开设密封槽设置密封圈10与井口头的上端面密封配置，在锁紧孔上方开设密封槽安设密封圈11与井口头的上端外周密封配置，构成外密封结构，密封端盖外周设置有密封检测孔5，密封检测孔与外密封结构的两密封圈之间的环腔相连通。所述的密封芯轴上端设置螺纹与密封端盖上端的螺孔相连，所述的密封芯轴中部设有两处与井口头内孔相配置的定位轴肩，定位轴肩设有过流通道，在密封芯轴的下端外周安设两道轴向密封圈12与井口头下方内孔密封配置，构成内密封结构，在密封芯轴的下端面设置密封检测孔5与两密封圈之间的环腔相连通。此外，密封端盖上端设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的注压孔6和排气孔7，用于静水压试验的泵压和排气。
本发明第二个实施例如图2所示，它与上一个实施例的不同之处在于在密封端盖下孔肩处安设VX密封钢圈13，VX密封钢圈的上下方分别与密封端盖阶梯通孔中间的空腔腔壁和井口头上端孔口密封配置，可替代外密封结构。其它结构与上一个实施例相同。
本发明装配前，将所有密封圈安装就位，并使密封端盖上的所有移动锁块处于非锁紧位置，将密封芯轴通过头部的螺纹连接在密封端盖上。进行试验时，起吊试验装置，使密封芯轴位于井口头内部，密封端盖坐放在井口头上，然后拧紧径向驱动螺栓，驱动锁块径向移动，使得密封端盖与井口头相对锁紧固定。通过注压孔向环形密闭空腔注入测试流体，当流体从排气孔溢出时，关闭排气孔，然后将高压测试流体注入注压孔向环形密闭空腔注入高压测试流体，按照程序进行井口头静水压测试。试验过程中，通过密封监测传感器监测系统中三处密封的密封效果。

Claims (10)

1.一种水下井口头静水压试验装置，其特征在于包括密封端盖和密封芯轴，所述的密封端盖开设有阶梯通孔，阶梯通孔的上端设置与芯轴相配置的螺孔，螺孔上端设置上孔肩，阶梯通孔下端设置与井口头外周相配置的锁紧孔，锁紧孔内开设环槽，环槽中安设移动锁块，锁紧孔上端设置下孔肩，所述的密封芯轴上端设置螺纹与密封端盖上端的螺孔密封相连，密封芯轴的外周与井口头内孔相配置，且密封芯轴的下端外周与井口头下方内孔密封配置，密封端盖或密封芯轴上设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的注压孔。
2.如权利要求1所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于密封端盖或密封芯轴上设置有与阶梯通孔中间的空腔相连通的排气孔。
3.如权利要求1或2所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于在密封芯轴的上端面设置密封圈与密封端盖上孔肩的端面密封配置，在密封芯轴上端螺纹的下方安设密封圈与密封端盖螺孔下方的密封孔密封配置，构成上密封结构。
4.如权利要求3所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于在密封端盖下孔肩的端面设置密封圈与井口头的上端面密封配置，在锁紧孔的上方安设密封圈与井口头的上端外周密封配置，构成外密封结构。
5.如权利要求3所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于在密封端盖下孔肩处安设VX密封钢圈，VX密封钢圈的上下方分别与密封端盖阶梯通孔中间的空腔腔壁和井口头上端孔口密封配置。
6.如权利要求4所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于在密封芯轴的下端外周安设两道轴向密封圈与井口头下方内孔密封配置，构成内密封结构。
7.如权利要求1或2所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于所述的移动锁块包括锁块和安设在密封端盖周向的径向驱动螺栓，锁块呈圆弧块状，圆弧块的内面设置与井口头外螺纹相配置的内螺纹，圆弧块的外周设置孔槽与径向驱动螺栓的端头相配置。
8.如权利要求7所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于所述的移动锁块沿环槽周向安设4~20个。
9.如权利要求6所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于在所述的密封芯轴的上下端面分别设置有密封检测孔，上端密封检测孔与上密封结构的两密封圈之间的环腔相连通，下端密封检测孔与内密封结构的两密封圈之间的环腔相连通；所述的密封端盖外周设置有密封检测孔，密封检测孔与外密封结构的两密封圈之间的环腔相连通。
10.如权利要求1或2所述的水下井口头静水压试验装置，其特征在于所述的密封芯轴中部设有两处与井口头内孔相配置的定位轴肩，定位轴肩设有过流通道。
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