CN104764566B - 一种外置式油套管气密封检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外置式油套管气密封检测装置及检测方法，属于石油开采的油套管接箍密封检测领域。本发明包括外管柱，外管柱的上下端分别设置上端盖与下端盖；外管柱内设有上中心管、阀座及下中心管，上中心管通过阀座连接下中心管，其中上中心管与下中心管的侧壁上均设有侧孔；上中心管内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的上滑套，上滑套与上端盖之间配置有可伸缩的上胶筒；下中心管内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的下滑套，下滑套与下端盖之间配置有可伸缩的下胶筒。本发明在工作时置于油套管接箍外部，使用气体检测仪对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性，有效解决了小尺寸油套管气密封检测问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采的油套管接箍密封检测领域，尤其是一种用于石油天然气勘探开发中小尺寸套管的丝扣气密性检测，具体是一种外置式油套管气密封检测装置。
背景技术
随着深井、水平井等勘探开发技术的发展，对钻井完井、注采工艺等提出了更高的要求。在开采过程中井口压力不断增大，甚至有的井口压力已经达到了100MPa。如果油套管螺纹连接气密封性失效，将造成巨大的经济损失和严重的环境污染，为了保证石油天然气的安全生产，各油气田对现场使用的油套管的气密封性要求越来越高。
目前使用较多的是内置式气密封检测工具，内置式检测工具直接放入油套管内进行检测，主要用于直径较大的油套管，而对于小尺寸的油套管，由于尺寸限制，如果继续使用现有内置式检测工具原理，则很难生产出可以放入小尺寸油套管的检测工具，此外，若内置式检测工具尺寸较小，质量较轻，在检测过程中检测工具容易冲出井筒，造成安全事故。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种外置式油套管气密封检测装置及检测方法，工作时置于油套管接箍外部，使用气体检测仪对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性，有效解决了小尺寸油套管气密封检测问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的外置式油套管气密封检测装置，包括外管柱，所述外管柱的上下端分别设置上端盖与下端盖；所述外管柱内设有上中心管、阀座及下中心管，所述上中心管通过阀座连接下中心管，其中上中心管与下中心管的侧壁上均设有侧孔；所述上中心管内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的上滑套，所述上滑套与上端盖之间配置有可伸缩的上胶筒；所述下中心管内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的下滑套，所述下滑套与下端盖之间配置有可伸缩的下胶筒。
由于上述结构，在外管柱上端通过螺纹连接上端盖，上端盖设有通孔，可通过该通孔向检测装置通入检测气体，用于对油套管的气密性检测，在外管柱下端连接有下端盖，该下端盖可以封堵外管柱与下中心管之间的缝隙，使外管柱与上、下中心管之间可形成可储气的腔体，在上、下中心管外侧布置有侧孔，便于将外管柱与上、下中心管之间的气体流入上、下滑套形成的活塞腔内，上滑套与上中心管之间有缝隙，下滑套与下中心管之间有缝隙，高压气体进入后，上滑套只能向上端盖方向移动，下滑套只能向下端盖方向移动，上滑套上方有上胶筒，从而上滑套可以推动上胶筒，使之压缩与油套管外壁贴合后坐封，同时，下滑套下方有下胶筒，从而下滑套可以推动下胶筒，使之压缩与油套管外壁贴合后坐封，使上胶筒与下胶筒之间形成一个密闭的空间，该空间正好位于油套管的接箍处，从而可通过检测油套管内部该接箍处的气体，判断油套管的气密封性。本发明一种外置式油套管气密封检测装置结构简单、成本较低、检测精准较高，通过该装置对油套管丝扣的气密封性进行检测后，根据检测结果，可以针对密封性不好的丝扣进行整改，为更准确的判断油套管气密封性能提供一种新的检测途径，确保石油天然气开发勘探过程中的安全，由于整个装置位于油套管外部不受尺寸限制，因此特别适合检测小尺寸油套管的气密封性。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，所述上滑套配合于上中心管内壁的侧孔位置处，所述上滑套与上中心管的配合面上设有密封圈，使上中心管上侧孔内供气时，所述上滑套可相对于上中心管滑动并形成动密封；所述下滑套配合于下中心管内壁的侧孔位置处，所述下滑套与下中心管配合面上设有密封圈，使下中心管上侧孔供气时，所述下滑套可相对于下中心管滑动并形成动密封。
由于上述结构，可通过上滑套可相对于上中心管滑动并形成动密封；以及下滑套可相对于下中心管滑动并形成动密封，当侧孔供气时，上胶筒被压缩实现与油套管外壁接触坐封；下胶筒被压缩实现与油套管内壁接触坐封，并在油套管外壁与检测装置内壁之间形成环形密封空间；继而便于后续的密封性检测。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，所述阀座上布置有位置相对的进气阀与出气阀；其中进气阀和出气阀位于阀座的同一圆周上，且相互间隔180°布置；所述阀座的上、下端分别螺纹连接于上中心管下端、下中心管上端，且在阀座与上中心管、阀座与下中心管的连接处分别设有密封圈。
由于上述结构，能确保各个连接位置处的密封效果，从而可控制向环形密封空间内的供气与排气，从而实现对油套管的密封性检测，保证其检测结果的精确性。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，所述上滑套和上胶筒之间设有上保护套二，在上胶筒与上端盖之间设有上保护套一；所述下滑套和下胶筒之间设有下保护套一，在下胶筒与下端盖之间设有下保护套二。
由于上述结构，通过保护套可对上滑套、上胶筒、下胶筒及下滑套起到保护作用，避免在上胶筒与下胶筒被压缩时损坏，使其寿命长久。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，所述上端盖与外管柱通过螺纹连接，所述上端盖通过密封圈分别同外管柱、上中心管密封；所述上端盖上设有对准外管柱与上中心管之间缝隙的进气孔，所述上端盖上设有吊环；所述下端盖通过螺纹连接外管柱，所述下端盖通过密封圈分别同与外管柱、下中心管密封。
由于使用了上述结构，上端盖与外管柱通过螺纹连接，同时上端盖外侧设有O型密封圈,，防止检测气体从上端盖与外管柱之间的缝隙泄漏，上端盖内侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与上中心管之间的缝隙泄漏，上端盖上有进气孔，进气孔上端制有管螺纹，与供气装置连接，上端盖与吊环通过矩形螺纹连接，承受整个检测装置的重力，下端盖与外管柱通过螺纹连接，可以封堵外管柱与下中心管之间的缝隙，同时下端盖外侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与外管柱之间的缝隙泄漏，上端盖内侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与上中心管之间的缝隙泄漏。
本发明的外置式油套管气密封检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、将检测装置套于待检测油套管的外部，并使进气阀、出气阀对齐油套管外的节箍；
步骤2、将检测气体从进气孔送入上中心管与外管柱的之间的缝隙，并经上中心管的侧孔进入上滑套与上中心管之间的缝隙；随着气体增多气压增大，检测气体推动上滑套及上保护套二向上端盖方向移动，使上保护套一与上保护套二同时挤压上胶筒，上胶筒被压缩实现与油套管外壁接触坐封；同时检测气体推动下滑套及下保护套一向下端盖移动，使下保护套一与下保护套二同时挤压下胶筒，下胶筒被压缩实现与油套管外壁接触坐封，并在油套管外壁与检测装置内壁之间形成环形密封空间；
步骤3、继续向进气孔中供入检测气体，检测气体经外套管与上中心管之间、外套管与下中心管之间的缝隙；当压强达到一定值时，进气阀被打开，检测气体经进气阀流入到油套管外壁与检测装置内壁之间的环形密闭空间；
步骤4、在油套管内部的节箍处设有气体检测仪，对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性；
步骤5、检测结束后，释放外管柱与上滑套之间、外管柱与下滑套之间的检测气体，此时进气阀关闭，出气阀被打开；检测气体经过出气阀进入外管柱与上中心管之间、下中心管之间的缝隙，通过进气口排出检测装置进行回收，此时胶筒解封，检测装置恢复初始工作状态；并检测装置从油套管外部取出。
由于上述方法，本发明在使用时，可置于油管外部进行检测，能有效解决现有内置式气密封检测工具很难检测小尺寸油套管问题，而且结构简单，操作方便、成本较低，工作稳定可靠，为更准确判断小尺寸油套管气密封性能提供一种新的检测途径，确保石油天然气勘探开发以及储气库工程的安全。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的外置式油套管气密封检测装置及检测方法，工作时置于油套管接箍外部，使用气体检测仪对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性，有效解决了小尺寸油套管气密封检测问题。
2、本发明的外置式油套管气密封检测装置，结构简单、重量轻、成本低、便于运输，检测方法操作简单、灵敏度高，工作可靠、稳定性好，能有效剔除泄漏的油套管；
3、本发明的外置式油套管气密封检测装置及检测方法，为更准确判断油套管气密封性能提供一种新的检测途径，确保石油天然气开发勘探过程中的安全，由于整个装置位于油套管外部不受尺寸限制，因此特别适合检测小尺寸油套管的气密封性。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1本发明在非工作状态的示意图；
图2本发明在加压工作状态的示意图；
图3本发明在泄压状态的示意图；
图中：1-吊环一，2-进气孔，3-上端盖外O形密封圈，4-上中心管，5-外管柱，6-上滑套O形密封圈一，7-上中心管侧孔一，8-上滑套O形密封圈三，9-阀座，10-进气阀，11-阀座O形密封圈二，12-下中心管，13-下滑套O形密封圈一，14-下中心管侧孔一，15-下滑套O形密封圈三，16-下端盖外O形密封圈，17-下端盖，18-下保护套二，19-下端盖内O形密封圈，20-下胶筒，21-下保护套一，22-下滑套O形密封圈四，23-下滑套O形密封圈二，24-下中心管侧孔二，25-下滑套，26-出气阀，27-阀座O形密封圈1，28-接箍，29-上滑套O形密封圈四，30-上中心管侧孔二，31-上滑套，32-上滑套O形密封圈二，33-上保护套二，34-上胶筒，35-上保护套一，36-上端盖内O形密封圈，37-上端盖，38-吊环2。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1至图3所示，本发明的外置式油套管气密封检测装置，包括外管柱5，所述外管柱5的上下端分别设置上端盖37与下端盖17；所述外管柱5内设有上中心管4、阀座9及下中心管12，所述上中心管4通过阀座9连接下中心管12，其中上中心管4与下中心管12的侧壁上均设有侧孔；所述上中心管4内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的上滑套31，所述上滑套31与上端盖37之间配置有可伸缩的上胶筒34；所述下中心管12内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的下滑套25，所述下滑套25与下端盖17之间配置有可伸缩的下胶筒20；其中所述上滑套31配合于上中心管4内壁的侧孔位置处，所述上滑套31与上中心管4的配合面上设有密封圈，使上中心管4上侧孔内供气时，所述上滑套31可相对于上中心管4滑动并形成动密封；所述下滑套25配合于下中心管12内壁的侧孔位置处，所述下滑套25与下中心管12配合面上设有密封圈，使下中心管12上侧孔供气时，所述下滑套25可相对于下中心管12滑动并形成动密封；其中所述阀座9上布置有位置相对的进气阀10与出气阀26；其中进气阀10和出气阀26位于阀座9的同一圆周上，且相互间隔180°布置；所述阀座9的上、下端分别螺纹连接于上中心管4下端、下中心管12上端，且在阀座9与上中心管4、阀座9与下中心管12的连接处分别设有密封圈；其中所述上滑套31和上胶筒34之间设有上保护套二33，在上胶筒34与上端盖37之间设有上保护套一35；所述下滑套25和下胶筒20之间设有下保护套一21，在下胶筒20与下端盖17之间设有下保护套二18；其中所述上端盖37与外管柱5通过螺纹连接，所述上端盖37通过密封圈分别同外管柱5、上中心管4密封；所述上端盖37上设有对准外管柱5与上中心管4之间缝隙的进气孔2，所述上端盖37上设有吊环；所述下端盖17通过螺纹连接外管柱5，所述下端盖17通过密封圈分别同与外管柱5、下中心管12密封。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，在外管柱上端通过螺纹连接上端盖，上端盖设有通孔，可通过该通孔向检测装置通入检测气体，用于对油套管的气密性检测，在外管柱下端连接有下端盖，该下端盖可以封堵外管柱与下中心管之间的缝隙，使外管柱与上、下中心管之间可形成可储气的腔体，在上、下中心管外侧布置有侧孔，便于将外管柱与上、下中心管之间的气体流入上、下滑套形成的活塞腔内，上滑套与上中心管之间有缝隙，下滑套与下中心管之间有缝隙，高压气体进入后，上滑套只能向上端盖方向移动，下滑套只能向下端盖方向移动，上滑套上方有上胶筒，从而上滑套可以推动上胶筒，使之压缩与油套管外壁贴合后坐封，同时，下滑套下方有下胶筒，从而下滑套可以推动下胶筒，使之压缩与油套管外壁贴合后坐封，使上胶筒与下胶筒之间形成一个密闭的空间，该空间正好位于油套管的接箍处，从而可通过检测油套管内部该接箍处的气体，判断油套管的气密封性。本发明一种外置式油套管气密封检测装置结构简单、成本较低、检测精准较高，通过该装置对油套管丝扣的气密封性进行检测后，根据检测结果，可以针对密封性不好的丝扣进行整改，为更准确的判断油套管气密封性能提供一种新的检测途径，确保石油天然气开发勘探过程中的安全，由于整个装置位于油套管外部不受尺寸限制，因此特别适合检测小尺寸油套管的气密封性。其中，上端盖与外管柱通过螺纹连接，同时上端盖外侧设有O型密封圈,，防止检测气体从上端盖与外管柱之间的缝隙泄漏，上端盖内侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与上中心管之间的缝隙泄漏，上端盖上有进气孔，进气孔上端制有管螺纹，与供气装置连接，上端盖与吊环通过矩形螺纹连接，承受整个检测装置的重力，下端盖与外管柱通过螺纹连接，可以封堵外管柱与下中心管之间的缝隙，同时下端盖外侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与外管柱之间的缝隙泄漏，上端盖内侧设有O型密封圈，防止检测气体从上端盖与上中心管之间的缝隙泄漏。
如图1至图3所示，本发明的外置式油套管气密封检测装置的检测方法，包括以下步骤：
步骤1、将检测装置套于待检测油套管的外部，并使进气阀10、出气阀26对齐油套管外的节箍28；
步骤2、将检测气体从进气孔2送入上中心管4与外管柱5的之间的缝隙，并经上中心管4的侧孔进入上滑套31与上中心管4之间的缝隙；随着气体增多气压增大，检测气体推动上滑套31及上保护套二33向上端盖37方向移动，使上保护套一35与上保护套二33同时挤压上胶筒34，上胶筒34被压缩实现与油套管外壁接触坐封；同时检测气体推动下滑套25及下保护套一21向下端盖17移动，使下保护套一21与下保护套二18同时挤压下胶筒20，下胶筒20被压缩实现与油套管外壁接触坐封，并在油套管外壁与检测装置内壁之间形成环形密封空间；
步骤3、继续向进气孔2中供入检测气体，检测气体经外套管5与上中心管4之间、外套管5与下中心管12之间的缝隙；当压强达到一定值时，进气阀10被打开，检测气体经进气阀10流入到油套管外壁与检测装置内壁之间的环形密闭空间；
步骤4、在油套管内部的节箍28处设有气体检测仪，对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性；
步骤5、检测结束后，释放外管柱5与上滑套31之间、外管柱5与下滑套25之间的检测气体，此时进气阀10关闭，出气阀26被打开；检测气体经过出气阀26进入外管柱5与上中心管4之间、下中心管12之间的缝隙，通过进气口2排出检测装置进行回收，此时胶筒解封，检测装置恢复初始工作状态；并检测装置从油套管外部取出。
本发明的外置式油套管气密封检测装置，结构简单、重量轻、成本低、便于运输，检测方法操作简单、灵敏度高，工作可靠、稳定性好，能有效剔除泄漏的油套管；工作时置于油套管接箍外部，使用气体检测仪对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性，有效解决了小尺寸油套管气密封检测问题。本发明的外置式油套管气密封检测装置及检测方法，为更准确判断油套管气密封性能提供一种新的检测途径，确保石油天然气开发勘探过程中的安全，由于整个装置位于油套管外部不受尺寸限制，因此特别适合检测小尺寸油套管的气密封性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (6)
1.一种外置式油套管气密封检测装置，其特征在于：包括外管柱（5），所述外管柱（5）的上下端分别设置上端盖（37）与下端盖（17）；所述外管柱（5）内设有上中心管（4）、阀座（9）及下中心管（12），所述上中心管（4）通过阀座（9）连接下中心管（12），其中上中心管（4）与下中心管（12）的侧壁上均设有侧孔；所述上中心管（4）内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的上滑套（31），所述上滑套（31）与上端盖（37）之间配置有可伸缩的上胶筒（34）；所述下中心管（12）内侧设有与其侧孔相对应，且可相对滑动的下滑套（25），所述下滑套（25）与下端盖（17）之间配置有可伸缩的下胶筒（20）。
2.如权利要求1所述的外置式油套管气密封检测装置，其特征在于：所述上滑套（31）配合于上中心管（4）内壁的侧孔位置处，所述上滑套（31）与上中心管（4）的配合面上设有密封圈，使上中心管（4）上侧孔内供气时，所述上滑套（31）可相对于上中心管（4）滑动并形成动密封；所述下滑套（25）配合于下中心管（12）内壁的侧孔位置处，所述下滑套（25）与下中心管（12）配合面上设有密封圈，使下中心管（12）上侧孔供气时，所述下滑套（25）可相对于下中心管（12）滑动并形成动密封。
3.如权利要求1或2所述的外置式油套管气密封检测装置，其特征在于：所述阀座（9）上布置有位置相对的进气阀（10）与出气阀（26）；其中进气阀（10）和出气阀（26）位于阀座（9）的同一圆周上，且相互间隔180°布置；所述阀座（9）的上、下端分别螺纹连接于上中心管（4）下端、下中心管（12）上端，且在阀座（9）与上中心管（4）、阀座（9）与下中心管（12）的连接处分别设有密封圈。
4.如权利要求3所述的外置式油套管气密封检测装置，其特征在于：所述上滑套（31）和上胶筒（34）之间设有上保护套二（33），在上胶筒（34）与上端盖（37）之间设有上保护套一（35）；所述下滑套（25）和下胶筒（20）之间设有下保护套一（21），在下胶筒（20）与下端盖（17）之间设有下保护套二（18）。
5.如权利要求1或2或4所述外置式油套管气密封检测装置，其特征在于：所述上端盖（37）与外管柱（5）通过螺纹连接，所述上端盖（37）通过密封圈分别同外管柱（5）、上中心管（4）密封；所述上端盖（37）上设有对准外管柱（5）与上中心管（4）之间缝隙的进气孔（2），所述上端盖（37）上设有吊环；所述下端盖（17）通过螺纹连接外管柱（5），所述下端盖（17）通过密封圈分别同与外管柱（5）、下中心管（12）密封。
6.一种采用权利要求4所述外置式油套管气密封检测装置的检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1、将检测装置套于待检测油套管的外部，并使进气阀（10）、出气阀（26）对齐油套管外的节箍（28）；
步骤2、将检测气体从进气孔（2）送入上中心管（4）与外管柱（5）的之间的缝隙，并经上中心管（4）的侧孔进入上滑套（31）与上中心管（4）之间的缝隙；随着气体增多气压增大，检测气体推动上滑套（31）及上保护套二（33）向上端盖（37）方向移动，使上保护套一（35）与上保护套二（33）同时挤压上胶筒（34），上胶筒（34）被压缩实现与油套管外壁接触坐封；同时检测气体推动下滑套（25）及下保护套一（21）向下端盖（17）移动，使下保护套一（21）与下保护套二（18）同时挤压下胶筒（20），下胶筒（20）被压缩实现与油套管外壁接触坐封，并在油套管外壁与检测装置内壁之间形成环形密封空间；
步骤3、继续向进气孔（2）中供入检测气体，检测气体经外套管（5）与上中心管（4）之间、外套管（5）与下中心管（12）之间的缝隙；当压强达到一定值时，进气阀（10）被打开，检测气体经进气阀（10）流入到油套管外壁与检测装置内壁之间的环形密闭空间；
步骤4、在油套管内部的节箍（28）处设有气体检测仪，对油套管内壁气体进行检测，通过检测气体是否泄漏判断油套管气密性；
步骤5、检测结束后，释放外管柱（5）与上滑套（31）之间、外管柱（5）与下滑套（25）之间的检测气体，此时进气阀（10）关闭，出气阀（26）被打开；检测气体经过出气阀（26）进入外管柱（5）与上中心管（4）之间、下中心管（12）之间的缝隙，通过进气口（2）排出检测装置进行回收，此时胶筒解封，检测装置恢复初始工作状态；并检测装置从油套管外部取出。
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