CN104792466A - 非对称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，具体为非对称解封油套管气密封检测工具，阀座的上、下端分别连接上中心管和下中心管，上中心管的细管和粗管之间有台阶，台阶上套有上滑套，细管上套有推筒，推筒外壁套有推筒上胶筒；推筒顶端连接有主动滑块，主动滑块与被动滑块斜面滑动配合，被动滑块连接卡瓦座，卡瓦座的外壁凹槽内安装有弹簧钢片；下中心管包括台阶，台阶上套有下滑套，下中心管套有下胶筒，阀座的偏心通气孔的上端、下端分别与上中心管、下中心管的中心通气孔连通，阀座的上下端分别安装有单向进气阀和单向回气阀。该检测工具上胶筒的回弹性能优于下胶筒，在解封阶段，上胶筒先解封，提高解封过程的稳定性；并且卡瓦结构有效避免喷出事故。

Description

非对称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，具体为非对称解封油套管气密封检测工具。

背景技术

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。并且现有检测工具大多结构过于复杂，不利于使用后的保养和维护。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种结构简单、保养维护方便的气密封检测工具，并且解决现有解封不稳定性的问题，防止发生喷出的问题。

具体技术方案为：

非对称解封油套管气密封检测工具，包括阀座，阀座的上端和下端分别通过螺纹连接上中心管和下中心管，上中心管包括上部细管和下部粗管，上中心管的细管和粗管之间有台阶，在上中心管的台阶上套有上滑套，上滑套与上中心管的台阶之间留有储气腔，所述的上中心管的细管上套有推筒，上滑套上端和推筒的下端固定连接，上中心管顶部连接有提环；推筒外壁自下到上依次套有推筒上保护套、上胶筒、推筒下保护套、隔环；推筒顶端连接有主动滑块，主动滑块与被动滑块斜面滑动配合，主动滑块向上移动推动被动滑块径向外移，被动滑块上方固定连接卡瓦座，卡瓦座的外壁开有轴向对称的四个凹槽，凹槽内安装有弹簧钢片；下中心管包括上部粗管和下部细管，细管和粗管之间有台阶，下中心管的台阶上套有下滑套，下滑套与下中心管的台阶之间留有储气腔，所述的下中心管的细管上从上到下依次套有上保护套、下胶筒、下保护套、隔环和导锥；所述上中心管和下中心管均开有轴向的中心通气孔，阀座开有轴向的偏心通气孔，阀座的偏心通气孔的上端、下端分别与上中心管的中心通气孔、下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，下滑套的储气腔与下中心管的中心通气孔连通；阀座的上下端分别安装有单向进气阀和单向回气阀，所述的单向进气阀与上中心管、阀座的偏心通气孔上端连通，所述的单向回气阀与下中心管的中心通气孔、阀座的偏心通气孔下端连通；所述单向进气阀和单向回气阀的安装孔底部均开有与外部连通的小孔。

本发明提供的非对称解封油套管气密封检测工具，分上下两部分，分别包括保护套和一个起密封作用的胶筒，上胶筒的回弹性能优于下胶筒，在解封阶段，回弹性能较优的上胶筒先解封，下胶筒后解封，非对称解封油套管气密封检测工具与油套管之间不会因形成环空高压产生向上的推力，大大提高解封过程的稳定性；并且设计有防喷出卡瓦座，坐封时与滑套联接的推筒推动楔形的主动滑块沿轴向移动，引起被动滑块的径向移动，被动滑块使卡瓦座内的弹簧钢片贴紧油套管内壁，在上胶筒未充分回弹时，卡瓦座会一直处于张开状态，抱死油套管内壁，有效避免喷出事故，保证了检测解封过程的安全性。同时，该非对称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。

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，非对称解封油套管气密封检测工具，包括阀座13，阀座13的上端和下端分别通过螺纹连接上中心管12和下中心管21，上中心管12包括上部细管和下部粗管，上中心管12的细管和粗管之间有台阶，在上中心管12的台阶上套有上滑套11，上滑套11与上中心管12的台阶之间留有储气腔，所述的上中心管12的细管上套有推筒8，上滑套11上端和推筒8的下端固定连接，上中心管12顶部连接有提环1；推筒8外壁自下到上依次套有推筒上保护套10、上胶筒9、推筒下保护套7、隔环6；推筒8顶端连接有主动滑块5，主动滑块5与被动滑块4斜面滑动配合，主动滑块5向上移动推动被动滑块4径向外移，被动滑块4上方固定连接卡瓦座2，卡瓦座2的外壁开有轴向对称的四个凹槽，凹槽内安装有弹簧钢片3。

下中心管21包括上部粗管和下部细管，细管和粗管之间有台阶，下中心管21的台阶上套有下滑套20，下滑套20与下中心管21的台阶之间留有储气腔，所述的下中心管21的细管上从上到下依次套有上保护套19、下胶筒18、下保护套17、隔环16和导锥15。

所述上中心管12和下中心管21均开有轴向的中心通气孔，阀座13开有轴向的偏心通气孔，阀座13的偏心通气孔的上端、下端分别与上中心管12的中心通气孔、下中心管21的中心通气孔连通；上滑套11的储气腔与上中心管12的中心通气孔连通，下滑套20的储气腔与下中心管21的中心通气孔连通；阀座13的上下端分别安装有单向进气阀14和单向回气阀23，所述的单向进气阀14与上中心管12、阀座13的偏心通气孔上端连通，所述的单向回气阀23与下中心管21的中心通气孔、阀座13的偏心通气孔下端连通；所述单向进气阀14和单向回气阀23的安装孔底部均开有与外部连通的小孔。

工作过程为：

(1)加压坐封阶段：非对称解封油套管气密封检测工具下入油套管的接箍连接处，高压检测气体由管路进入上中心管12的中心通气孔，气体进至上滑套11的储气腔，推动上滑套11沿轴向向上移动，上胶筒9受到轴向载荷的作用被压缩，密封住非对称解封油套管气密封检测工具与油套管之间的环空间隙。上滑套11沿轴向移动的同时，推筒8随上滑套11沿相同的轴向方向移动，推筒8带动主动滑块5轴向移动，主动滑块5的轴向移动转化为被动滑块4的径向外移，驱动卡瓦座2张开，卡瓦座2上的弹簧钢片3抱紧油套管内壁。

(2)稳压检测阶段：压力增至检测需要的压力值，单向进气阀14开启，检测气体进入上胶筒9、下胶筒18坐封后形成的环形空腔，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23开启，环形空腔中的大部分检测气体通过单向回气阀23得到回收。回弹性能较好的上胶筒9先行回弹解封，上滑套11在上胶筒9的回弹力作用下回复至原位，同时带动推筒8和主动滑块5回位，卡瓦座2收缩，弹簧钢片3回复至卡瓦座2的凹槽，下滑套20在下胶筒18的回弹力作用下回复至原位，下胶筒18回弹完全后，卸压解封完成。

Claims (1)

1.非对称解封油套管气密封检测工具，包括阀座(13)，阀座(13)的上端和下端分别通过螺纹连接上中心管(12)和下中心管(21)，其特征在于：所述的上中心管(12)包括上部细管和下部粗管，上中心管(12)的细管和粗管之间有台阶，在上中心管(12)的台阶上套有上滑套(11)，上滑套(11)与上中心管(12)的台阶之间留有储气腔，所述的上中心管(12)的细管上套有推筒(8)，上滑套(11)上端和推筒(8)的下端固定连接，上中心管(12)顶部连接有提环(1)；推筒(8)外壁自下到上依次套有推筒上保护套(10)、上胶筒(9)、推筒下保护套(7)、隔环(6)；推筒(8)顶端连接有主动滑块(5)，主动滑块(5)与被动滑块(4)斜面滑动配合，主动滑块(5)向上移动推动被动滑块(4)径向外移，被动滑块(4)上方固定连接卡瓦座(2)，卡瓦座(2)的外壁开有轴向对称的四个凹槽，凹槽内安装有弹簧钢片(3)；

下中心管(21)包括上部粗管和下部细管，细管和粗管之间有台阶，下中心管(21)的台阶上套有下滑套(20)，下滑套(20)与下中心管(21)的台阶之间留有储气腔，所述的下中心管(21)的细管上从上到下依次套有上保护套(19)、下胶筒(18)、下保护套(17)、隔环(16)和导锥(15)；

所述上中心管(12)和下中心管(21)均开有轴向的中心通气孔，阀座(13)开有轴向的偏心通气孔，阀座(13)的偏心通气孔的上端、下端分别与上中心管(12)的中心通气孔、下中心管(21)的中心通气孔连通；上滑套(11)的储气腔与上中心管(12)的中心通气孔连通，下滑套(20)的储气腔与下中心管(21)的中心通气孔连通；阀座(13)的上下端分别安装有单向进气阀(14)和单向回气阀(23)，所述的单向进气阀(14)与上中心管(12)、阀座(13)的偏心通气孔上端连通，所述的单向回气阀(23)与下中心管(21)的中心通气孔、阀座(13)的偏心通气孔下端连通；所述单向进气阀(14)和单向回气阀(23)的安装孔底部均开有与外部连通的小孔。