CN106644316B - 油套管螺纹丝扣气密性检测装置、检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置及其检测方法，包括主夹体，与主夹体一侧转动密封连接的左扇形夹体，与主夹体另一侧转动密封连接的右扇形夹体，扇形夹体和右扇形夹体之间通过卡扣开关固定连接，检测装置的内壁设有密封弹性层，左扇形夹体和右扇形夹体之间的间隙通过密封胶条密封接触，主夹体上设有气密性检测装置和液压夹紧装置，所述液压夹紧装置用于压紧左扇形夹体和右扇形夹体，使检测装置的内壁与油套管压紧。本发明的检测装置及其检测方法，操作简单、结构轻巧，有效解决不同尺寸油套管气密性检测，同时可悬挂于油井架上，便于现场操作和远程操控。

Description

油套管螺纹丝扣气密性检测装置、检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及油套管连接部位螺纹丝扣的密封性检测装置技术领域，特别涉及一种快速装拆式油套管螺纹丝扣气密性检测装置、检测系统及检测方法。

背景技术

我国石油天气的市场广阔，油田上的地下储气库得到了广泛的应用，将石油天然气储存于地下储气库中，储量大、整体压力调节范围大且成本低廉，但相较于常规产能建设生产井对井筒的安全性、完整性和气密性要求更高，整个注采井运行时间长。由于储气库注采井运行是气库压力高且压力变化范围大，井筒在使用中存在较大的泄露安全隐患。

再者，油套管由于加工误差，运输或作业过程中的磕碰、微腐蚀，密封脂的错误选择和使用，上扣扭矩不合理，接箍和密封面的清洁等因素，极易造成油套管气密性失效。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，油套管丝扣的气密性检测已成为杜绝安全隐患的必要手段。

随着成本较高的低渗透、特低渗透气田在我国的逐渐开发，有利于降低开采成本的小井眼井的采用已逐渐普及，与之配套的油套管管径也相应减小。由于目前采用的气密性检测装置都是内嵌式的，因此气密性检测装置的外径也需相应减小来配合油套管的管径，若气密性检测装置在小尺寸的条件下仍要保持原有结构，实现原有功能，将会大大增加加工制造难度。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种快速装拆式油套管气螺纹丝扣密性检测装置、检测系统及检测方法，操作简单、结构轻巧，有效解决不同尺寸油套管气密性检测，同时可悬挂于油井架上，便于现场操作和远程操控。

本发明采用的技术方案如下：一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置，包括主夹体，与主夹体一侧转动密封连接的左扇形夹体，与主夹体另一侧转动密封连接的右扇形夹体，其特征在于，左扇形夹体和右扇形夹体之间通过卡扣开关固定连接，主夹体、左扇形夹体和右扇形夹体组装形成圆筒形结构的检测装置，检测装置的内壁设有密封弹性层，左扇形夹体和右扇形夹体之间的间隙通过密封胶条密封接触，主夹体上设有气密性检测装置和液压夹紧装置，所述气密性检测装置用于检测检测装置与油套管之间的气密性，所述液压夹紧装置用于压紧左扇形夹体和右扇形夹体，使检测装置的内壁与油套管压紧。

进一步，为了使本发明的液压夹紧装置更好地实施，所述液压夹紧装置包括对称设置在主夹体两侧的一对液压缸，液压缸包括推力杆和与推力杆铰接的传力铰杆，左扇形夹体和右扇形夹体的外壁上分别设有压紧块，液压缸的传力铰杆通过压紧块分别与左扇形夹体和右扇形夹体铰接。

进一步，卡扣开关包括设于同一块左扇形夹体或右扇形夹体上的锁扣和与锁扣转动连接的活动卡环，在与锁扣和活动卡环相对应的另一块右扇形夹体或左扇形夹体上设有固定卡板，所述锁扣、活动卡环和固定卡板相互配合连接，以用于固定连接左扇形夹体和右扇形夹体。

进一步，左扇形夹体和右扇形夹体分别通过合页与主夹体转动连接，左扇形夹体和右扇形夹体与主夹体之间通过密封胶条密封接触。

进一步，密封胶条分别设于主夹体、左扇形夹体和右扇形夹体的侧面上，密封胶条之间的接触面为彼此相配合接触的波浪形结构，或者为齿形结构，以实现多层密封。

进一步，密封弹性层为密封橡胶层，密封橡胶层用于在检测装置内部形成密封空间。

进一步，主夹体的上端对称设置有吊环，主夹体上，液压夹紧装置的上方设有气口，液压夹紧装置上设有油口。

本发明还包括一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置的检测系统，其特征在于，所述检测控制系统包括气压控制回路和液压控制回路，气压控制回路包括用于提供气压的气源，气源通过气压管路依次与空气过滤器、空气压缩机、电控阀、快速排气阀和压力表连接，电控阀用于调控空气压缩机所输送的气压并将气压显示在压力表上，气体压力达到所需压力后，关闭电控阀，保持压力恒定，主夹体的上端设有气体压力传感器，气体压力传感器将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线显示在压力表上，快速排气阀用于气压控制回路的泄压，液压控制回路包括用于提供液压油的液压源，液压源通过液压管路与换向阀和调速阀连接，换向阀和调速阀调控进入液压缸的液压油，以控制液压夹紧装置执行压紧、压紧保持和松开三种操作。

本发明的油套管气密性检测装置的检测控制系统的检测方法包括以下步骤：

步骤1、将检测装置推向油套管节箍外部，通过卡扣开关将左扇形夹体和右扇形夹体扣紧，并使检测装置夹紧油套管；

步骤2、启动液压源开关，换向阀和调速阀调控进入液压缸的液压油，控制液压夹紧装置执行压紧操作，液压夹紧装置压紧左扇形夹体和右扇形夹体，使检测装置的内壁夹紧油套管；

步骤3、步骤2完成后，启动保持开关，换向阀和调速阀控制液压夹紧装置执行压紧保持操作，液压夹紧装置继续压紧左扇形夹体和右扇形夹体，使检测装置内的油套管保持被夹紧状态；

步骤4、打开气源开关，气体通过空气过滤器经空气压缩机进行加压，加压气体进入检测装置中，电控阀调控进入检测装置中气体压力并显示于压力表上，达到试验压力后，电控阀关闭，进行套管气密性检测；

步骤5、通过气体压力传感器进行待测油套管的气密性检测，气体压力传感器将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线显示在压力表上，通过观察压力表示数是否波动从而判断油套管是否泄漏，实现对油套管的气密性检测；

步骤6、检测完成之后，启动排气开关，快速排气阀进行泄压，泄压完后，打开卡扣开关，再启动泄油开关，换向阀和调速阀控制液压夹紧装置执行松开操作，液压夹紧装置松开左扇形夹体和右扇形夹体，左扇形夹体和右扇形夹体由压紧状态变为松开状态，取出油套管后气密性检测结束。

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、本发明提供的快速装拆式油套管气密性检测装置及检测方法，工作时安装于油套管接箍外部，通过检测气体压力波动来判断油套管气密性，操作简便，结构轻巧，有效解决不同尺寸油套管气密性检测；

2、本发明的油套管气密封性检测装置，成本较低，重量轻，体积小，便于现场运输、携带，检测操作简单快捷，可实现远程操控，检测结果精度高，工作稳定可靠，有效检测油套管气密封性，确保石油天然气勘探开发过程的安全；

3、本发明的油套管气密性检测装置，采用气压和液压分别控制，两大控制系统互不干扰，操作更加安全简便，有效实现了检测装置快速夹紧、夹紧保持和快速松开的功能，保证了检测结果的可靠性；

4、本发明的油套管气密性检测方法，操作简便，能快速装拆且能够快捷地对油套管的气密封性进行检测，为更准确判断油套管气密封性能提供一种新的检测途径，有助于根据检测结果针对丝扣不密封提出整改措施，确保石油天然气勘探开发过程的安全。

附图说明

图1是本发明的一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置的三维结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是本发明的气口和油口的结构示意图；

图4是本发明的一种卡扣开关结构示意图；

图5是本发明的液压夹紧装置结构示意图；

图6是本发明的油套管气密性检测装置的检测系统结构示意图；

图7是本发明的检测系统的气压控制回路结构示意图；

图8是本发明的检测系统的液压控制回路结构示意图。

图中标记：1为气体压力传感器，2为主夹体，3为右扇形夹体，4为左扇形夹体，5为液压缸，6为压紧块，7为卡扣开关，8为吊环，9为传力铰杆，10为合页，11为密封弹性层，12为液压源，13为气口，14为排气开关，15为锁扣，16为销钉，17为活动卡环，18为固定卡板，19为推力杆，20为密封胶条，21为气压控制回路，22为液压控制回路，23为传送线，24为压力表，25为保持开关，26为泄油开关，27为空气过滤器，28为电动机，29为空气压缩机，30为电控阀，31为快速排气阀，32为调速阀，33为气源，34为油口，35为液压源开关，36为气源开关。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

如图1至图8所示，一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置，包括主夹体2，与主夹体2一侧转动密封连接的左扇形夹体4，与主夹体1另一侧转动密封连接的右扇形夹体3，左扇形夹体4和右扇形夹体3之间通过卡扣开关7固定连接，主夹体2、左扇形夹体4和右扇形夹体3组装形成圆筒形结构的检测装置，检测装置的内壁设有密封弹性层11，左扇形夹体4和右扇形夹体3之间的间隙通过密封胶条20密封接触，主夹体2上设有气密性检测装置和液压夹紧装置，所述气密性检测装置用于检测检测装置与油套管之间的气密性，所述液压夹紧装置用于压紧左扇形夹体4和右扇形夹体3，使检测装置的内壁与油套管压紧。

更进一步地说，所述液压夹紧装置包括对称设置在主夹体2两侧的一对液压缸5，如图1、图2、图3和图5所示，液压缸5包括推力杆19和与推力杆19铰接的传力铰杆9，左扇形夹体4和右扇形夹体3的外壁上分别设有压紧块6，液压缸5的传力铰杆9通过压紧块6分别与左扇形夹体4和右扇形夹体3铰接。

作为一种实施方式，卡扣开关7包括设于同一块左扇形夹体4或右扇形夹体3上的锁扣15和与锁扣15转动连接的活动卡环17，如图1和图4所示，在图1中，锁扣15和活动卡环17设于左扇形夹体4上，检测装置上均布有三组卡扣开关7，锁扣15与活动卡环17通过销钉16实现转动连接，在与锁扣15和活动卡环17相对应的另一块右扇形夹体3或左扇形夹体4上设有固定卡板18，例如在图1中，固定卡板设于右扇形夹体3上，所述锁扣15、活动卡环17和固定卡板18相互配合连接，以用于扣合锁紧左扇形夹体4和右扇形夹体3。当然，上述的卡扣开关只是一种铰佳的实施方式，卡扣开关不限于上述的结构，其还可以是其他通过活动卡接的方式使左扇形夹体4和右扇形夹体3扣合锁紧的结构，例如卡箍结构。

作为一种优选地实施方式，左扇形夹体4和右扇形夹体3分别通过合页10与主夹体2转动连接，如图1至图3所示，检测装置对称均布有三对合页，以实现灵活装拆；左扇形夹体4和右扇形夹体3与主夹体2之间通过密封胶条20密封接触，即密封胶条20密封左扇形夹体4和右扇形夹体3与主夹体2之间的间隙，以使检测装置内保持密封空间。

作为一种实施方式，密封胶条20分别设于主夹体2、左扇形夹体4和右扇形夹体3的侧面上，密封胶条20之间的接触面为彼此相配合接触的波浪形结构，或者为齿形结构，以实现多层密封，保证检测装置内的密封性。

作为一种实施方式，密封弹性层11为具有一定厚度的密封橡胶层，密封橡胶层用于在检测装置内部形成密封空间，同时以用于适应不同管径的油套管，保证适应性和密封性。

进一步，主夹体2的上端对称设置有吊环8，主夹体2上，液压夹紧装置的上方设有用于接气压控制回路21的气口13，液压夹紧装置上设有用于接液压控制回路22的油口34。

更进一步地说，本发明的油套管气密性检测装置的检测系统包括气压控制回路21和液压控制回路22，如图6至图8所示，气压控制回路21包括用于提供气压的气源33，气源33通过气压管路依次与空气过滤器27、空气压缩机29、电控阀30、快速排气阀31和压力表24连接，电控阀30用于调控空气压缩机29所输送的气压并将气压显示在压力表24上，气体压力达到所需压力后，关闭电控阀30，保持压力恒定，主夹体2的上端设有气体压力传感器1，气体压力传感器1将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线23显示在压力表24上，快速排气阀31安装于主夹体2上的气口13处，用于气压控制回路21的快速排气泄压，安全可靠；液压控制回路22包括用于提供液压油的液压源12，液压源12通过液压管路与换向阀和调速阀32连接，换向阀和调速阀32调控进入液压缸5的液压油，以控制液压夹紧装置执行压紧、压紧保持和松开三种操作。

更进一步地说，上述的检测系统的检测方法包括以下步骤：

步骤1、将检测装置推向油套管节箍外部，通过卡扣开关7将左扇形夹体4和右扇形夹体3扣紧，并使检测装置夹紧油套管，更具体地说，合页10合上左扇形夹体4和右扇形夹体3，然后通过卡扣开关7上的活动卡环扣上右扇形夹体的固定卡板18，扳动锁扣15进行锁紧，进而使检测装置夹紧油套管；

步骤2、启动液压源开关35，换向阀和调速阀32调控进入液压缸5的液压油，控制液压夹紧装置执行压紧操作，液压夹紧装置压紧左扇形夹体4和右扇形夹体3，使检测装置的内壁夹紧油套管，更具体地说，如图6和图8所示，液压源开关35启动后，三位四通换向阀右位工作，二位五通换向阀左位工作，进而形成差动连接，液压缸5快速工作且伸出推力杆19，通过传动铰杆9和压紧块压紧左扇形夹体4和右扇形夹体3，使检测装置的内壁夹紧油套管，保证密封性；

步骤3、步骤2完成后，启动保持开关25，换向阀和调速阀32控制液压夹紧装置执行压紧保持操作，液压夹紧装置继续压紧左扇形夹体4和右扇形夹体3，使检测装置内的油套管保持被夹紧状态，更具体地说，启动保持开关25后，三位四通换向阀右位工作，二位五通换向阀右位工作，推力杆19继续工作，通过传力铰杆9和压紧块6继续压紧左扇形夹体4和右扇形夹体3；

步骤4、打开气源开关36，气体通过空气过滤器27经空气压缩机29进行加压，加压气体通过气口13进入检测装置中，电控阀30调控进入检测装置中气体压力并显示于压力表24上，达到试验压力后，电控阀30关闭，进行套管气密性检测，如图6和图7所示；

步骤5、步骤4完成后，通过气体压力传感器1进行待测油套管的气密性检测，气体压力传感器1将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线23显示在压力表24上，通过观察压力表24的示数是否波动从而判断油套管是否泄漏，实现对油套管的气密性检测；

步骤6、检测完成之后，启动排气开关14，快速排气阀31进行泄压，泄压完后，打开卡扣开关7，再启动泄油开关26，换向阀和调速阀32控制液压夹紧装置执行松开操作，即三位四通换向阀左位工作，二位五通换向阀右位工作，液压缸5进行泄压，推力杆19快速收回，液压夹紧装置松开左扇形夹体4和右扇形夹体3，左扇形夹体4和右扇形夹体3由压紧状态变为松开状态，取出油套管后气密性检测结束。

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)

1.一种油套管螺纹丝扣气密性检测装置的检测方法，包括检测装置和检测系统，所述检测装置包括主夹体（2），与主夹体（2）一侧转动密封连接的左扇形夹体（4），与主夹体（2）另一侧转动密封连接的右扇形夹体（3），其特征在于，左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）之间通过卡扣开关（7）固定连接，主夹体（2）、左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）组装形成圆筒形结构的检测装置，检测装置的内壁设有密封弹性层（11），左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）之间的间隙通过密封胶条（20）密封接触，主夹体（2）上设有气密性检测装置和液压夹紧装置，所述气密性检测装置用于检测检测装置与油套管之间的气密性，所述液压夹紧装置用于压紧左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3），使检测装置的内壁与油套管压紧；所述液压夹紧装置包括对称设置在主夹体（2）两侧的一对液压缸（5），液压缸（5）包括推力杆（19）和与推力杆（19）铰接的传力铰杆（9），左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）的外壁上分别设有压紧块（6），液压缸（5）的传力铰杆（9）通过压紧块（6）分别与左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）铰接；卡扣开关（7）包括设于同一块左扇形夹体（4）或右扇形夹体（3）上的锁扣（15）和与锁扣（15）转动连接的活动卡环（17），在与锁扣（15）和活动卡环（17）相对应的另一块右扇形夹体（3）或左扇形夹体（4）上设有固定卡板（18），所述锁扣（15）、活动卡环（17）和固定卡板（18）相互配合连接，以用于固定连接左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）；左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）分别通过合页（10）与主夹体（2）转动连接，左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）与主夹体（2）之间通过密封胶条（20）密封接触；

所述检测系统包括气压控制回路（21）和液压控制回路（22），气压控制回路（21）包括用于提供气压的气源（33），气源（33）通过气压管路依次与空气过滤器（27）、空气压缩机（29）、电控阀（30）、快速排气阀（31）和压力表（24）连接，电控阀（30）用于调控空气压缩机（29）所输送的气压并将气压显示在压力表（24）上，气体压力达到所需压力后，关闭电控阀（30），保持压力恒定，主夹体（2）的上端设有气体压力传感器（1），气体压力传感器（1）将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线（23）显示在压力表（24）上，快速排气阀（31）用于气压控制回路（21）的泄压，液压控制回路（22）包括用于提供液压油的液压源（12），液压源（12）通过液压管路与换向阀和调速阀（32）连接，换向阀和调速阀（32）调控进入液压缸（5）的液压油，以控制液压夹紧装置执行压紧、压紧保持和松开三种操作；

所述检测方法包括以下步骤：

步骤1、将检测装置推向油套管节箍外部，通过卡扣开关（7）将左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）扣紧，并使检测装置夹紧油套管；

步骤2、启动液压源开关（35），换向阀和调速阀（32）调控进入液压缸（5）的液压油，控制液压夹紧装置执行压紧操作，液压夹紧装置压紧左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3），使检测装置的内壁夹紧油套管；

步骤3、步骤2完成后，启动保持开关（25），换向阀和调速阀（32）控制液压夹紧装置执行压紧保持操作，液压夹紧装置继续压紧左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3），使检测装置内的油套管保持被夹紧状态；

步骤4、打开气源开关（36），气体通过空气过滤器（27）经空气压缩机（29）进行加压，加压气体进入检测装置中，电控阀（30）调控进入检测装置中气体压力并显示于压力表（24）上，达到试验压力后，电控阀（30）关闭，进行油套管气密性检测；

步骤5、通过气体压力传感器（1）进行待测油套管的气密性检测，气体压力传感器（1）将检测装置内部密封空间的压力信息通过传送线（23）显示在压力表（24）上，通过观察压力表（24）的示数是否波动从而判断油套管是否泄漏，实现对油套管的气密性检测；

步骤6、检测完成之后，启动排气开关（14），快速打开排气阀（31）进行泄压，泄压完后，打开卡扣开关（7），再启动泄油开关（26），换向阀和调速阀（32）控制液压夹紧装置执行松开操作，液压夹紧装置松开左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3），左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）由压紧状态变为松开状态，取出油套管后气密性检测结束。

2.如权利要求1所述的油套管螺纹丝扣气密性检测装置的检测方法，其特征在于，密封胶条（20）分别设于主夹体（2）、左扇形夹体（4）和右扇形夹体（3）的侧面上，密封胶条（20）之间的接触面为彼此相配合接触的波浪形结构，或者为齿形结构。

3.如权利要求2所述的油套管螺纹丝扣气密性检测装置的检测方法，其特征在于，密封弹性层（11）为密封橡胶层，密封橡胶层用于在检测装置内部形成密封空间。

4.如权利要求1-3任一所述的油套管螺纹丝扣气密性检测装置的检测方法，其特征在于，主夹体（2）的上端对称设置有吊环（8），主夹体（2）上，液压夹紧装置的上方设有用于通入压力气体的气口（13），液压夹紧装置上设有用于通入液压油的油口（34）。