CN105604521B - 一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，包括：底板、基座；基座与底板同心焊接在一起，基座上攻有内螺纹与攻有外螺纹的芯轴连接，芯轴置于套管中，芯轴下端与基座螺纹连接，外壁上套接与胶筒单元实验配套的隔环和胶筒，上端与补偿体螺纹连接，补偿体上端与坐封机构螺纹连接，外壁上套接推杆；推杆与坐封结构中的活塞杆底端平面接触，套管为石油行业常用管体，套管上面安装有测胶筒与套管之间接触压力的压力传感器，坐封机构包括液压管路接头、活塞缸、活塞杆、坐封基座。本发明能快速用于不同胶筒直径、不同胶筒个数的多功能压缩式封隔器胶筒实验装置；减少了成本，节省了因加工装置所消耗时间。
Description
技术领域
本发明属于测量工具技术领域，尤其涉及一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置。
背景技术
随着石油价格的暴跌，石油行业受到重创，水平井多级分段压裂成为老油气井增产的主要手段，封隔器作为分段压裂的井下关键性工具，其密封性能直接影响到压裂的成败。封隔器胶筒与套管间的接触压力作为判定密封效果好坏的重要指标被石油界所认可。所以往往会在地面进行一系列的实验，验证封隔器胶筒与套管间的接触压力能否满足压裂要求，那么研究具有多功能测量接触压力的实验装置具有重大意义。
传统的压缩式封隔器胶筒单元实验装置都设计为固定尺寸和固定胶筒个数的实验装置，遇到胶筒尺寸或胶筒个数改变时均需要重新设计、加工装置，这样就造成实验成本高，耗时长等后果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，旨在解决传统的压缩式封隔器胶筒单元实验装置都设计为固定尺寸和固定胶筒个数的实验装置，遇到胶筒尺寸或胶筒个数改变时均 需要重新设计、加工装置，这样就造成实验成本高，耗时长的问题。
本发明是这样实现的，一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，所述多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置包括：底板、基座、套管、芯轴、补偿体、推杆、坐封机构；
所述基座与底板同心焊接在一起，基座上攻有内螺纹与攻有外螺纹的芯轴连接，所述芯轴置于套管中，芯轴下端与基座螺纹连接，外壁上套接与胶筒单元实验配套的隔环和胶筒，上端与补偿体螺纹连接，补偿体上端与坐封机构螺纹连接，外壁上套接推杆；所述推杆与坐封结构中的活塞杆底端平面接触，所述套管为石油行业常用管体，套管上面安装有测胶筒与套管之间的接触压力的压力传感器，所述坐封机构主要包括液压管路接头、活塞缸、活塞杆、坐封基座。
进一步，所述补偿体为上凸下凹的柱体，下端凹陷部分与上端凸起部分攻有相同大小的内外螺纹。
进一步，所述液压管路接头为上下两端攻有外螺纹的凸台，且钻有Φ4的通孔；
进一步，所述活塞缸为上部攻有与坐封基座凸台外螺纹相匹配的内螺纹，所述活塞杆为内空的L形圆柱体，表面加工有用于径向密封的凹槽。
进一步，所述坐封基座上部圆柱体攻有外螺纹，且在轴心线处钻有盲孔，在盲孔上攻有部分螺纹，再坐封基座的径向上钻有4个盲孔。
进一步，所述坐封基座下端面攻有与补偿体匹配的内螺纹，表面加工两个O型密封圈槽。
本发明提供的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，能快速用于不同胶筒直径、不同胶筒个数的多功能压缩式封隔器胶筒实验装置，首先设计的芯轴直径较小，当胶筒内直径增大时，只需在芯轴外面套接一个外径与胶筒内直径同等大小的套筒就能进行实验；同样，当胶筒个数由一个变为两个甚至多个时，只需在原有的补偿体上增加相应的补偿体个数就能进行实验；本发明避免了因胶筒直径、个数改变所引实验装置零件重新设计、制造所带来的两倍成本及零件设计、制造、装配所浪费的三倍时间，因此本发明既节省了实验成本又减少时间消耗。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置单个胶筒坐封前示意图。
图2是本发明实施例提供的单个胶筒完成坐封后示意图。
图3是本发明实施例提供的两个胶筒坐封前示意图。
图4是本发明实施例提供的增大胶筒内外径坐封前示意图。
图5是本发明实施例提供的两个胶筒增大内外径坐封前示意图。
图中：1、液压管线接头；2、活塞缸；3、O型密封圈；4、坐封基座；5、活塞杆；6、O型密封圈；7、套管；8、推杆；9、第一补偿体；10、芯轴；11、第一胶筒；12、隔环；13、第一压力传感器；14、基座；15、底板；16、第二补偿体；17、第二胶筒；18、第二压力传感器；19、套筒。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置主要包括：底板15、基座14、套管7、芯轴10、补偿体9、推杆8、坐封机构。
所述底板15为在边缘攻有螺纹孔一定厚度的钢板，所述基座14与底板15同心焊接在一起，基座14上攻有内螺纹与攻有外螺纹的芯轴10连接，所述芯轴10置于套管7中，芯轴10下端与基座14螺纹连接，外壁上套接与胶筒单元实验配套的隔环12和胶筒11，上端与补偿体9螺纹连接，补偿体9上端与坐封机构螺纹连接，外壁上套接推杆8，所述推杆8与坐封结构中的活塞杆5底端平面接触，所述的套管7为石油行业常用管体，套管7上面安装有测胶筒11与套管7之间的接触压力的压力传感器13，所述的坐封机构主要包括液压管路接头1、活塞缸2、活塞杆5、坐封基座4。
下面结合具体实施例对本发明的结构作进一步的描述。
实施例1：
进行压缩式封隔器单胶筒与套管间接触压力测试实验时，用双头螺柱把底板15固定在地面，使整个实验装置处于一个固定状态，把 基座14与底板15同轴线焊接在一起，芯轴10任意端的外螺纹与基座14的内螺纹连接，把隔环12与胶筒11套接在芯轴10上，补偿体9下端内螺纹与芯轴10上端外螺纹连接，把推杆8套接在芯轴10上并与上隔环12接触，把安装有O型密封圈6的坐封基座与补偿体9通过螺纹连接，把安装有O型密封圈3的活塞杆5套接于坐封基座4上面，把活塞缸2通过螺纹连接的方式固定于坐封基座4上面并与活塞杆5形成紧密贴合，把液压管路接头1通过螺纹连接的方式固定于坐封基座4上，把安装有压力传感器13的套管7同轴线套接在上述安装的部件外面，最后通过液压管路接头1上面的螺纹与液压泵软管连接提供坐封载荷。
进行实验时，启动液压泵，高压液体通过液压管路接头1的通孔流入坐封基座4的盲孔，然后从互相连通的4个盲孔流出，流出的液体刚好流入活塞缸2空腔里面，推动活塞杆5向下运动，O型密封圈3保证了液体不会从活塞缸2与活塞杆5间因加工误差造成的缝隙间流出，O型密封6保证了液体不会从坐封基座4与活塞杆5间的缝隙处流出，向下移动的活塞杆5推动推杆8、上隔环12向下移动并轴向压缩胶筒11，胶筒11受到轴向载荷因下端被下隔环12挡住所以产生径向膨胀，最后与套管7形成紧密接触，通过压力传感器13测得胶筒11与套管7之间的接触压力。图2为坐封完成后的示意图，活塞杆5向下运动距离S。最后通过压力传感器13测得胶筒11与套管7间的接触压力。
实施例2：
如附图3所示，当需要测得两个或两个以上胶筒11、17与套管7间的接触压力时，只需要事先加工好几个高度不一的补偿体16就能完成实验。实验时，在原有基础上通过螺纹连接，在补偿体9上安装另一个补偿体16，设计的补偿体螺纹规格一样，这样能提高补偿体的可换性。其它部件按照实施例1完成，同时在套管7上安装压力传感器18，测得胶筒11、17与套管7间的接触压力。具体的实验原理参照实施例1，最后通过压力传感器13、18分别测得胶筒11、17与套管7间的接触压力。
实施例3：
如附图4所示，当需要测得较大直径胶筒11与套管7间的接触压力时，此时只需要改变补偿体9、推杆8的几何尺寸及增加套筒19。实验时，把套筒19套接在芯轴10外壁，改变直径的补偿体9与芯轴10螺纹连接并压实套筒19，把实验胶筒及配套隔环套接在套筒19上，改变直径的推杆8套接在改变直径的补偿体9上，把坐封机构零部件按照实施例1与改变直径的补偿体9螺纹连接，最后外面套上装有压力传感器13的套管7，与液压泵连通进行实验。具体的实验原理参照实施例1，最后通过压力传感器13测得胶筒与套管间的接触压力。
如附图5所示，测得两个或以上大直径胶筒与套管间的接触压力，只须在例3的基础上增加补偿体16，即可完成接触压力的测量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，其特征在于，所述多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置包括：底板、基座、套管、芯轴、补偿体、推杆、坐封机构；
所述基座与底板同心焊接在一起，基座上攻有内螺纹与攻有外螺纹的芯轴下端螺纹连接，所述芯轴置于套管中，芯轴外壁上套接与胶筒单元实验配套的隔环和胶筒，上端与补偿体螺纹连接，补偿体上端与坐封机构螺纹连接，补偿体外壁上套接推杆；所述推杆与坐封结构中的活塞杆底端平面接触，所述套管为石油行业常用管体，套管上面安装有测胶筒与套管之间的接触压力的压力传感器，所述坐封机构主要包括液压管路接头、活塞缸、活塞杆、坐封基座；
所述补偿体为上凸下凹的柱体，下端凹陷部分与上端凸起部分攻有相同大小的内外螺纹；
所述液压管路接头为上下两端攻有外螺纹的凸台，且钻有Φ4的通孔。
2.如权利要求1所述的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，其特征在于，所述活塞缸为上部攻有与坐封基座凸台外螺纹相匹配的内螺纹，所述活塞杆为内空的L形圆柱体，表面加工有用于径向密封的凹槽。
3.如权利要求1所述的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，其特征在于，所述坐封基座上部圆柱体攻有外螺纹，且在轴心线处钻有盲孔，在盲孔上攻有部分螺纹，再坐封基座的径向上钻有4个盲孔。
4.如权利要求1所述的多功能压缩式封隔器胶筒单元实验装置，其特征在于，所述坐封基座下端面攻有与补偿体匹配的内螺纹，表面加工两个O型密封圈槽。
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