CN104697715A - 机械控制解封油套管气密封检测工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测工具，具体为机械控制解封油套管气密封检测工具，阀座上端和下端分别连接上中心管和下中心管，上滑套与上中心管的台阶之间留有储气腔；上中心管的细管外壁套有上胶筒，第一高压软管接头和第二高压软管接头分别连接在上中心管的顶端；下滑套与下中心管的台阶之间留有储气腔；下中心管的细管外壁套有下胶筒，软管与第二高压软管接头、偏心小孔连接；偏心小孔与下滑套的储气腔连通；阀座上端、下端分别安装有单向进气阀和单向回气阀，下中心管的短中心孔上端安装有下单向进气阀，下中心管的短中心孔下端与下滑套的储气腔连通。该检测工具结构简单、拆装方便，对卸压解封过程的机械控制，有效避免工具喷出事故的发生。

Description

机械控制解封油套管气密封检测工具

技术领域

本发明涉及一种检测工具，具体为机械控制解封油套管气密封检测工具。

背景技术

我国天然气市场迅速扩展，随着西气东输管网和从俄罗斯进口天然气管道的建设，为了保证平稳供气和国家战略需要，地下储气库得到了广泛的应用。随着天然气开发技术的发展，对钻井完井、注采工艺等提出了更高的要求，为保障入井油套管的密封性，在完井油层套管、和生产管柱中广泛应用气密封扣油、套管，特别是对一些高压气井、H₂S井、CO₂井或是人口稠密的地区井，气密封检测技术正逐渐推广。

地下储气库储存量大、压力调节范围大、成本低廉，但注采井相比常规产能建设生产井对井筒安全性、完整性要求更高，注采井运行时间更长。由于周期性注采，注采井生产运行过程中要经历长期交变压力考验，而且运行中的管柱探伤技术难度大，维护更换成本高。由于储气库注采井运行压力高，压力变化范围大，井筒安全存在较大的泄漏安全隐患。

天然气井在生产过程中的油管渗漏，可能导致油套串通，压力波动，影响套管安全，存在重大安全隐患，后期修井费用巨大，对环境和社会的造成不可预测的安全隐患。为了保证完井管柱在井下的安全，对起关键密封作用的油套管提出了更高的密封要求，油管丝扣的气密封检测技术逐步展现出其必要性，油套管入井前进行丝扣的密封性检测已成为国内很多油田的强制要求。

气密封检测技术，根据油气井的运行压力和油套管承压等级，确定检测压力，在入井前通过对生产套管和完井管柱气密封扣进行逐根检测，确保了生产套管管柱和完井管柱整体的密封性，为油气井的使用寿命和安全运行提供了保障。

现有油套管气密封检测工具在设计原理上均为对称式解封，对称式解封气密封检测工具的上下胶筒受力大小相同，压缩与回弹速度一致，在卸压解封阶段，上、下胶筒同时解封，解封速度相同。然而，在现场实际应用工况下，上、下胶筒的解封速度有时却并不是完全相同的，解封过程存在不稳定性，造成很大安全隐患。

当气密封检测工具的下胶筒解封速度快于上胶筒时，导致检测工具与套管内形成环空高压，该高压区为非对称受力，合力竖直向上，使得工具喷出套管。尤其当气密封检测工具尺寸较小时，其重量变轻，更易在检测解封过程中发生喷出事故，严重威胁检测人员的安全。

并且现有油套管气密封检测工具的结构过于复杂，不利于使用后的保养和维护。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种油套管气密封检测工具，解决现有产品结构复杂、不易拆装保养、解封不稳定、解封时可能喷出油套管的问题。

具体技术方案为：

机械控制解封油套管气密封检测工具，包括阀座、上中心管和下中心管；阀座上端和下端分别通过螺纹连接上中心管和下中心管，上中心管包括下部的粗管和上部的细管，上中心管的粗管和细管之间有台阶，上中心管的台阶处套有上滑套，上滑套与上中心管的台阶之间留有储气腔；上中心管的细管外壁从下自上依次套有隔环、上保护套、上胶筒、下保护套，上中心管顶端安装有下提环，下提环上部安装有上提环，第一高压软管接头和第二高压软管接头分别连接在上中心管的顶端；所述的下中心管包括上部粗管和下部细管，下中心管的粗管和细管之间有台阶，下中心管的台阶处套有下滑套，下滑套与下中心管的台阶之间留有储气腔；下中心管的细管外壁从上到下依次套有隔环、下中心管上保护套、下胶筒、下中心管下保护套，下中心管的下端连接导锥；所述的上中心管轴向中心有中心通气孔，下中心管轴向开有偏心小孔，阀座设有偏心通气孔，软管上端与第二高压软管接头连接，软管下端与下中心管的偏心小孔上端连接；下中心管的偏心小孔下端与下滑套的储气腔连通；第一高压软管接头与上中心管的中心通气孔连通；上滑套的储气腔与上中心管的中心通气孔连通；阀座上端、下端与上中心管、下中心管之间留有空腔，阀座上端、下端分别安装有单向进气阀和单向回气阀，单向进气阀和单向回气阀的安装孔底部开有与外部连通的小孔；下中心管轴向中心有短中心孔，下中心管的短中心孔上端安装有下单向进气阀，下中心管的短中心孔下端与下滑套的储气腔连通。

上滑套与上中心管之间分别有上滑套上密封圈、上滑套下密封圈密封。

下滑套与下中心管之间分别有下滑套上密封圈、下滑套下密封圈密封。

本发明提供的机械控制解封油套管气密封检测工具，结构简单、拆装方便，易于保养维护，降低使用人员劳动强度；在满足上下胶筒同步坐封的前提下，可实现对卸压解封过程的机械控制，解封时，打开控制下滑套的储气腔泄压开关后，下胶筒才解封回弹，若下滑套的储气腔的气体得不到卸载，下胶筒则一直处于压缩状态，因此不会出现下胶筒解封快于上胶筒的现象，从而有效避免工具喷出事故的发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明本发明具体实施方式。如图1所示，机械控制解封油套管气密封检测工具，阀座17上端和下端分别通过螺纹连接上中心管13和下中心管26，上中心管13包括下部的粗管和上部的细管，上中心管13的粗管和细管之间有台阶，上中心管13的台阶处套有上滑套12，上滑套12与上中心管13的台阶之间留有储气腔；上中心管13的细管外壁从下自上依次套有隔环10、上保护套9、上胶筒8、下保护套7，上中心管13顶端安装有下提环5，下提环5上部安装有上提环2，第一高压软管接头3和第二高压软管接头4分别连接在上中心管13的顶端。

所述的下中心管26包括上部粗管和下部细管，下中心管26的粗管和细管之间有台阶，下中心管26的台阶处套有下滑套21，下滑套21与下中心管26的台阶之间留有储气腔；下中心管26的细管外壁从上到下依次套有隔环23、下中心管上保护套24、下胶筒25、下中心管下保护套27，下中心管26的下端连接导锥28。

所述的上中心管13轴向中心有中心通气孔，下中心管26轴向开有偏心小孔，阀座17设有偏心通气孔，软管6上端与第二高压软管接头4连接，软管6下端与下中心管26的偏心小孔上端连接；下中心管26的偏心小孔下端与下滑套21的储气腔连通；第一高压软管接头3与上中心管13的中心通气孔连通；上滑套12的储气腔与上中心管13的中心通气孔连通。

阀座17上端、下端与上中心管13、下中心管26之间留有空腔，阀座17上端、下端分别安装有单向进气阀16和单向回气阀18，单向进气阀16和单向回气阀18的安装孔底部开有与外部连通的小孔；下中心管26轴向中心有短中心孔，下中心管26的短中心孔上端安装有下单向进气阀19，下中心管26的短中心孔下端与下滑套21的储气腔连通。

上滑套12与上中心管13之间分别有上滑套上密封圈11、上滑套下密封圈14密封。

下滑套21与下中心管26之间分别有下滑套上密封圈20、下滑套下密封圈22密封。

工作过程为：

(1)加压坐封阶段：机械控制解封油套管气密封检测工具下入油套管1中，阀座17位于油套管接箍15连接处，高压检测气体由第一高压软管接头3进入上中心管13的中心通气孔，气体进至上滑套12的储气腔和下滑套21的储气腔，推动上滑套12和下滑套21沿轴向移动，上胶筒8和下胶筒25受到轴向载荷的作用被压缩，填满机械控制解封油套管气密封检测工具与油套管1的环空间隙；安装在下中心管26的短中心孔上端的下单向进气阀19开启压力小于0.1Mpa，起到单向通气的作用。

(2)稳压检测阶段：压力增至检测需要的压力值，单向进气阀16开启，检测气体进入上胶筒8和下胶筒25坐封后形成的封闭环空，稳压一段时间进行检测。

(3)卸压解封阶段：高压管路中的压力卸载，单向回气阀18开启，封闭环空中的大部分检测气体通过单向回气阀18得到回收。解封时，上滑套12的储气腔中的检测气体先卸载，上胶筒8依靠自身回弹力推动滑套回复至原位后，再打开控制下滑套21的储气腔的泄压开关，即与第二高压软管接头4连接的管路开关，下滑套21的储气腔中的检测气体通过软管6卸载，下胶筒25回弹完全后，泄压解封完成，实现对卸压解封过程的机械控制。

Claims (1)

1.机械控制解封油套管气密封检测工具，包括阀座(17)、上中心管(13)和下中心管(26)；阀座(17)上端和下端分别通过螺纹连接上中心管(13)和下中心管(26)，其特征在于：所述的上中心管(13)包括下部的粗管和上部的细管，上中心管(13)的粗管和细管之间有台阶，上中心管(13)的台阶处套有上滑套(12)，上滑套(12)与上中心管(13)的台阶之间留有储气腔；上中心管(13)的细管外壁从下自上依次套有隔环(10)、上保护套(9)、上胶筒(8)、下保护套(7)，上中心管(13)顶端安装有下提环(5)，下提环(5)上部安装有上提环(2)，第一高压软管接头(3)和第二高压软管接头(4)分别连接在上中心管(13)的顶端；

所述的下中心管(26)包括上部粗管和下部细管，下中心管(26)的粗管和细管之间有台阶，下中心管(26)的台阶处套有下滑套(21)，下滑套(21)与下中心管(26)的台阶之间留有储气腔；下中心管(26)的细管外壁从上到下依次套有隔环(23)、下中心管上保护套(24)、下胶筒(25)、下中心管下保护套(27)，下中心管(26)的下端连接导锥(28)；

所述的上中心管(13)轴向中心有中心通气孔，下中心管(26)轴向开有偏心小孔，阀座(17)设有偏心通气孔，软管(6)上端与第二高压软管接头(4)连接，软管(6)下端与下中心管(26)的偏心小孔上端连接；下中心管(26)的偏心小孔下端与下滑套(21)的储气腔连通；第一高压软管接头(3)与上中心管(13)的中心通气孔连通；上滑套(12)的储气腔与上中心管(13)的中心通气孔连通；

阀座(17)上端、下端与上中心管(13)、下中心管(26)之间留有空腔，阀座(17)上端、下端分别安装有单向进气阀(16)和单向回气阀(18)，单向进气阀(16)和单向回气阀(18)的安装孔底部开有与外部连通的小孔；下中心管(26)轴向中心有短中心孔，下中心管(26)的短中心孔上端安装有下单向进气阀(19)，下中心管(26)的短中心孔下端与下滑套(21)的储气腔连通。