CN105136406B - 井下工具高温试压装置及试压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井下工具高温试压装置，包括测试筒(1)，测试筒(1)两端设置能够将测试筒(1)盖合并密闭的前盖(2)和后盖(3)，后盖(3)上设置有进油管组件(5)和回油管组件(6)，外部加液泵(7)通过进油管组件(5)与测试筒(1)内部空间连通，测试筒(1)外部空间通过回油管组件(6)与测试筒(1)内部空间连通，前盖(2)上设置有试压管组件(8)，外部试压泵(9)通过试压管组件(8)与测试筒(1)内部空间连通，测试筒(1)包括由内到外依次套设的内筒体(101)、加热层(102)、外筒体(103)，内筒体(101)与温度传感器(11)相连，加热层(102)与电源电连接，进一步提供该装置对井下工具进行试压的方法。该装置使井下工具处于实际工作温度下试压，克服了现有技术用常温试压的不足。

Description

井下工具高温试压装置及试压方法

技术领域

本发明属于石油、天然气工业的井下作业技术领域，具体涉及一种井下工具高温试压装置及试压方法。

背景技术

在石油天然气勘探、开发中，井下工具的使用非常广泛，其可靠性直接影响到施工的质量、效率和安全。很多井下工具都有密封性要求，尤其是在油气井中较高温度环境下的密封性要求，因此通常要对井下工具进行试压试验，来检验其密封性是否满足要求，从而保证井下工具的使用可靠性。

然而，现有技术的井下工具密封性测试是在常温下进行的，随着油气井深的增加，井下工具在井内的实际工作温度可高达350℃左右。虽然在设计井下工具时考虑到了温度的影响，但没有在实际工作温度环境下进行直接测试，井下工具下井后的密封可靠性具有一定的不可预知性，因此在常温下试压来测试井下工具的密封性具有一定的隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可模拟井下实际工作温度，并在该温度环境下直接测试井下工具密封性的井下工具高温试压装置及试压方法。

本发明第一方面提供了一种井下工具高温试压装置，包括测试筒，所述测试筒两端设置有能够将测试筒盖合并密闭的前盖和后盖，所述后盖上设置有进油管组件和回油管组件，外部加液泵通过所述进油管组件与测试筒内部空间连接，测试筒外部空间通过所述回油管组件与测试筒内部空间连接，所述前盖上设置有试压管组件，外部试压泵通过所述试压管组件与测试筒内部空间连接，所述测试筒包括由内到外依次套设的内筒体、加热层、外筒体，所述内筒体与温度传感器相连，所述加热层与电源电连接。

优选的，所述加热层和外筒体之间套设有隔热层。所述隔热层起到隔热保温的作用，利于保持筒体内部温度的稳定。

进一步优选的，所述加热层包括至少一个加热圈，每个加热圈通过一个接线盒与电源电连接，所述接线盒安装在外筒体的外表面上。

更进一步优选的，所述加热圈为不锈钢云母加热圈。

进一步优选的，所述进油管组件包括进油管和设置在进油管上的节流阀，所述进油管的一端与后盖连接并且与内筒体的内部空间连通，另一端与加液泵连通；所述回油管组件包括回油管及远离测试筒方向依次设置在回油管上的回油排气阀和溢流阀，所述回油管的一端与后盖连接并且与内筒体的内部空间连通，另一端与测试筒的外部空间连通。其中，节流阀用于控制进油管内油的流量大小，回油排气阀用于向筒体内部加油时排放筒体内部的空气，溢流阀主要起定压溢流作用和安全保护作用。

更进一步优选的，所述内筒体上设置有导管，导管的一端与内筒体的内部空间连通，另一端连接温度传感器。温度传感器可以显示筒体内部温度值，便于控制筒体内部温度。

进一步优选的，所述试压管组件包括试压管、波纹管、管接头，所述波纹管的一端与内筒体的内部空间连通，另一端与设置于前盖上的管接头连接，所述试压管的一端与管接头连接且与波纹管连通，另一端与试压泵连通，所述试压管上设置有排气阀。

进一步优选的，所述内筒体底部沿筒体轴向设置有导轨，所述导轨上设置有与导轨配合的滚柱。待测井下工具可以通过滚柱滚动沿着导轨进入测试筒内部。

进一步优选的，所述前盖上设置有放油螺塞。所述放油螺塞可在测试结束后供桶内流体排出。

本发明第二方面提供了一种井下工具的试压方法，其特征在于：使用上述的井下工具高温试压装置对井下工具进行试压，其包括以下步骤：

(1)将待测的井下工具内部注满油液后送入内筒体内部，将试压管组件与待测的井下工具试压口相连，盖合前盖，通过进油管组件向内筒体内部注满油液；

(2)将测试筒接通电源，加热层加热，保温20-40min；

(3)通过试压管组件向测试筒内加压，加压到设定压力值时保压30-60min；

(4)保压完成后结束测试，断开测试筒与电源的连接，冷却后排尽内筒体内部的油液，打开前盖，取出井下工具。

本发明的有益效果是：本发明提供的井下工具高温试压装置，通过测试筒部件进行电加热，使测试筒内的流体温度达到预设温度，从而使被测试的井下工具处于实际工作温度下进行试压，能直接地检验井下工具在较高温度下的密封性能，克服了现有技术采用常温试压方式来测试密封性的不足，使测试结果更准确、更可靠。本发明提供的井下工具高温试压方法，保证了使用井下工具高温试压装置进行试验的操作合理性、安全性、同时也有助于节能环保。

附图说明

图1为本发明所述的井下工具高温试压装置的剖面图；

图2为图1中的A-A截面图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明提供的井下工具高温试压装置及试压方法予以进一步说明。

实施例1

一种井下工具高温试压装置，如附图1、附图2所示，包括测试筒1，测试筒1的两端设置有能够将测试筒1盖合并密闭的前盖2和后盖3。所述测试筒1包括由内到外依次套设的内筒体101、加热层102、外筒体103，所述测试筒1与电源连接。优选的，所述加热层102和外筒体103之间套设有隔热层104，隔热层104起到隔热保温的作用。所述加热层102包括至少一个加热圈，所述加热圈为不锈钢云母加热圈，每个加热圈分别通过一个接线盒4与电源电连接，所述接线盒4安装在外筒103的外表面上。

所述后盖3上设置有与测试筒1内部空间连通的进油管组件5和回油管组件6，外部加液泵7通过所述进油管组件5与测试筒1的内部空间连接，测试筒1的外部空间通过所述回油管组件6与测试筒1的内部空间连接。优选的，所述进油管组件5包括进油管501和设置在进油管501上的节流阀502，所述进油管501的一端与后盖3连接并且与内筒体101的内部空间连通，进油管501的另一端与加液泵7连通。所述回油管组件6包括回油管601及远离测试筒1方向依次设置在回油管601上的回油排气阀602和溢流阀603，所述回油管601的一端与后盖3连接并且与内筒体101的内部空间连通，回油管601的另一端与测试筒1外部空间连通。

所述前盖2上设置有试压管组件8，外部试压泵9通过所述试压管组件8与测试筒1的内部空间连接。优选的，所述试压管组件8包括试压管801、波纹管802、管接头803，所述波纹管802的一端与内筒体101的内部空间连通，波纹管802的另一端与设置于前盖2上的管接头803连接，所述试压管801的一端与管接头803连接且与波纹管802连通，试压管801的另一端与试压泵9连接，所述试压管801上设置有试压排气阀804。

优选的，所述内筒体101上设置有导管10，所述导管10的一端与内筒体101内部空间连通，导管10的另一端伸至测试筒1外且连接有温度传感器11，在温度传感器11和测试筒1之间的导管10部分设置有截断阀。所述内筒体101的底部沿筒体轴向设置有导轨12，所述导轨12上设置有多个与导轨12配合的滚柱13。所述滚柱13为圆柱形且在导轨上均匀分布，可沿水平面垂直于筒体轴向的方向转动，从而实现待测井下工具沿导轨传入内筒体101内部的过程，进一步优选的，所述滚柱13中部直径小于两端直径形成内凹，使待测井下工具在传动进入到筒体内部的过程中更加稳固。

优选的，所述前盖2与内筒体101、外筒体103法兰连接，且为了加强密封，在所述前盖2与内筒体101之间设置有锥形金属密封垫圈14。所述前盖2下部设置有放油螺塞15，前盖2的上部设置有吊耳16。所述后盖3与外筒体103法兰连接，且所述后盖3与内筒体101之间设置有环金属密封垫圈17。

采用上述井下工具高温试压装置对井下工具进行试压的方法，具体步骤包括：

(1)将待测的井下工具内部注满油液，将试压管801的一端直接与待测井下工具的试压口相连，向待测工具中注入油液，注入油液时保证试压口向上倾斜，并利用试压排气阀804排气，注满油液后关闭待测井下工具试压口。

将注满油液的井下工具通过滚柱13沿着导轨12送入到内筒体101的内部，将锥形金属密封垫圈14放在内筒体101连接法兰的锥形面上起到密封作用，并将波纹管802与筒体内部空间连通的一端连接到待测井下工具的试压口上，闭合前盖2，拧紧法兰螺栓。

后盖3上的进油管501连接加液泵7，打开节流阀502，将前盖2上的放油螺塞15拧紧，开启加液泵7向内筒体101的内部空间注入油液，注入油液过程中，旋开回油管601上的回油排气阀602排气，直至内筒体101内完全充满油液。

(2)接线盒4连通电源，加热层102通电启动，开始加热，通过温度传感器11监测温度值，直至加热到需要的温度，最高加热温度为350℃，每加热10分钟，旋开回油管601上的回油排气阀602排气一次。内筒体101中油液温度加热到预设温度后，保温30分钟。

(3)启动试压泵9加压，加压到0.5MPa时，打开试压排气阀804，排尽气体后关闭试压排气阀804，继续加压。当加压到设定压力值时，保压时间30min。通过保压情况来判断待测井下工具的密封性，如无压力减少，则被测试工具密封性良好，试压合格，如压力减小，则试压不合格。

(4)保压完成后结束测试，断开与电源的连接，等待油液温度下降到60℃以下时，拧开放油螺塞15，排尽内筒体101中的油液，油液排尽后，打开前盖2，卸下不锈钢波纹管802，取出被测试井下工具。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其区别在于，在采用井下工具高温试压装置对井下工具进行试压的方法中，内筒体101中油液温度加热到预设温度后，保温时间为40分钟，后续加压过程中，当加压到设定压力值时，保压时间为40min。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，其区别在于，在采用井下工具高温试压装置对井下工具进行试压的方法中，内筒体101中油液温度加热到预设温度后，保温时间为20分钟，后续加压过程中，当加压到设定压力值时，保压时间为60min。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种井下工具高温试压装置，包括测试筒(1)，所述测试筒(1)两端设置有能够将测试筒(1)盖合并密闭的前盖(2)和后盖(3)，其特征在于：所述后盖(3)上设置有进油管组件(5)和回油管组件(6)，外部加液泵(7)通过所述进油管组件(5)与测试筒(1)的内部空间连接，测试筒(1)的外部空间通过所述回油管组件(6)与测试筒(1)的内部空间连接，所述前盖(2)上设置有试压管组件(8)，外部试压泵(9)通过所述试压管组件(8)与测试筒(1)的内部空间连接，所述测试筒(1)包括由内到外依次套设的内筒体(101)、加热层(102)、外筒体(103)，所述内筒体(101)与温度传感器(11)相连，所述加热层(102)与电源电连接；所述加热层(102)和外筒体(103)之间套设有隔热层(104)；所述试压管组件(8)包括试压管(801)、波纹管(802)、管接头(803)，所述波纹管(802)的一端与内筒体(101)的内部空间连通，另一端与设置于前盖(2)上的管接头(803)连接，所述试压管(801)的一端与管接头(803)连接且与波纹管(802)连通，另一端与试压泵(9)连通，所述试压管(801)上设置有排气阀(804)。

2.根据权利要求1所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述加热层(102)包括至少一个加热圈，每个加热圈通过一个接线盒(4)与电源电连接，所述接线盒(4)安装在外筒体(103)的外表面上。

3.根据权利要求2所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述加热圈为不锈钢云母加热圈。

4.根据权利要求1所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述进油管组件(5)包括进油管(501)和设置在进油管(501)上的节流阀(502)，所述进油管(501)的一端与后盖(3)连接并且与内筒体(101)的内部空间连通，另一端与加液泵(7)连通；所述回油管组件(6)包括回油管(601)及远离测试筒方向依次设置在回油管(601)上的回油排气阀(602)和溢流阀(603)，所述回油管(601)的一端与后盖(3)连接并且与内筒体(101)的内部空间连通，另一端与测试筒(1)的外部空间连通。

5.根据权利要求4所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述内筒体(101)上设置有导管(10)，导管的一端与内筒体(101)的内部空间连通，另一端连接温度传感器(11)。

6.根据权利要求1所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述内筒体(101)底部沿筒体轴向设置有导轨(12)，所述导轨(12)上设置有与导轨配合的滚柱(13)。

7.根据权利要求4所述的井下工具高温试压装置，其特征在于：所述前盖上设置有放油螺塞(15)。

8.一种井下工具的试压方法，其特征在于：使用权利要求1所述的井下工具高温试压装置对井下工具进行试压，其具体步骤包括：

(1)将待测的井下工具内部注满油液后送入内筒体(101)内部，将试压管组件(8)与待测的井下工具试压口相连，盖合前盖(2)，通过进油管组件(5)向内筒体(101)内部注满油液；

(2)将测试筒(1)接通电源，加热层(102)加热，保温20-40min；

(3)通过试压管组件(8)向测试筒(1)内加压，加压到设定压力值时保压30-60min；

(4)保压完成后结束测试，断开测试筒(1)与电源的连接，冷却后排尽内筒体(101)内部的油液，打开前盖(2)，取出井下工具。