CN107238495B - 一种封隔器性能测试试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种封隔器性能测试试验装置，属油气井井下作业工具领域。它由储油罐、试验箱和液压缸构成，储油罐的底部设置有进油管，储油罐的顶部设置有回油管，储油罐的一侧设置有试验箱，储油罐通过进油管和回油管与试验箱连通，试验箱内对称安装有卡座，试验箱的一端安装有液压缸，液压缸的活塞杆延伸至试验箱内。该封隔器性能测试试验装置结构简单，操作简便，与封隔器组装、拆卸方便；通用性强，不仅可以测试常规封隔器，亦可对其它附件类井下工具作充分验证。
Description
技术领域
本发明涉及一种封隔器性能测试试验装置，属油气井井下作业工具领域。
背景技术
封隔器是油田钻采工艺中重要的井下工具之一，封隔器的性能影响着压裂、试油、分层注水等工艺的作业效果，封隔器失效，会增加施工周期、施工成本等，因此封隔器性能的测试是一个重要的技术环节。
由于实际施工过程中，井底环境复杂，管柱因温度效应或压力效应，会使管柱长度发生变形，产生轴向拉伸或压缩载荷作用在封隔器上。为了使封隔器的功能满足使用环境以及实际施工要求，在封隔器类新产品开发、产品功能的验证过程中，要尽量模拟井底环境，减少后期作业的风险，所以多功能复合型的封隔器试验设备是必需的。目前的测试设备或仪器仅能实现温度、压力、载荷三个复合功能中的一到两个，且设备成本高昂，操作复杂，对不同尺寸的封隔器适应性差，不能充分验证封隔器的功能。
发明内容
本发明的主要目的在于：提供一种可同时提供温度、压力、载荷的循环或反转测试的封隔器性能测试试验设备。
本发明的技术方案是：
一种封隔器性能测试试验装置，它由储油罐、试验箱和液压缸构成，其特征在于：储油罐的底部设置有进油管，储油罐的顶部设置有回油管，储油罐的一侧设置有试验箱，储油罐通过进油管和回油管与试验箱连通，试验箱内对称安装有卡座，试验箱的一端安装有液压缸，液压缸的活塞杆延伸至试验箱内。
所述的延伸至试验箱内的活塞杆端头设置有外螺纹。
进油管上安装有进油阀，回油管上安装有出油阀和泵。
所述的储油罐上装有管状的电加热器和液位仪。
所述的卡座由安装板、上支撑块、下支撑块和压板构成，安装板通过调节螺栓呈上下状活动安装有上支撑块和下支撑块，上支撑块和下支撑块上通过螺栓安装有压板。
所述的压板呈V字形。
所述的液压缸由缸筒、前端盖、后端盖和活塞杆构成，缸筒的一端螺纹安装有前端盖，缸筒的另一端螺纹安装有后端盖，缸筒内通过前端盖和后端盖密封安装有活塞杆，活塞杆的两端分别通过前端盖和后端盖延伸至缸筒外端。
本发明的有益效果在于：
1.可实现自动加热并循环；
2.可任意设定温度，并且在设定温度范围内持续保温；
3.结构更为简单，操作简便，与封隔器组装、拆卸方便；
4.功能更为全面，在封隔器承受高压测试的同时，使封隔器处于一个高温环境下，还能对封隔器施加轴向载荷，充分测试封隔器的功能；
5.通用性强，不仅可以测试常规封隔器，还可对其它附件类井下工具作充分验证；
6.测试更为全面，可对温度、压力、载荷三个方面进行测试，既可以同时进行，也可分别测试；
7.测试工具的尺寸范围：4 1/2”-9 5/8”,可随意调节，径向、轴向尺寸充足，调节空间大；
8.实验后的导热油可自动循环到油罐，节能环保；
9.活塞缸行程大，作业可一次完成，避免重复性工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作状态示意图；
图3为本发明的卡座的结构示意图；
图4为本发明的液压缸的结构示意图。
图中：1、储油罐，2、试验箱，3、液压缸，4、进油管，5、进油阀，6、回油管，7、出油阀，8、泵，9、卡座，10、安装板，11、上支撑块，12、下支撑块，13、压板，14、活塞杆，15、电加热器，16、液位仪，17、缸筒，18、前端盖，19、后端盖，20、试验件，21、温度计，22、油管压力入口，23、上环空压力入口；24、下环空压力入口。
具体实施方式
该封隔器性能测试试验装置由储油罐1、试验箱2和液压缸3构成，储油罐1的底部设置有进油管4，进油管4上安装有进油阀5，储油罐1的顶部设置有回油管6，回油管6上安装有出油阀7和泵8。储油罐1的一侧设置有试验箱2，储油罐1通过进油管4和回油管6与试验箱2连通，试验箱2内对称安装有卡座9，卡座9由安装板10、上支撑块11、下支撑块12和压板13构成，安装板10通过调节螺栓呈上下状活动安装有上支撑块11和下支撑块12，上支撑块11和下支撑块12上通过螺栓安装有V字形的压板13。通过调节螺栓调整上支撑块11和下支撑块12之间的间距，可适应不同型号规格的封隔器的安装固定。
试验箱2的一端安装有液压缸3，液压缸3由缸筒17、前端盖18、后端盖19和活塞杆14构成，缸筒17的一端螺纹安装有前端盖18，缸筒17的另一端螺纹安装有后端盖19，缸筒17内通过前端盖18和后端盖19密封安装有活塞杆14，活塞杆14的两端分别通过前端盖18和后端盖19延伸至缸筒17外端。
液压缸3的活塞杆14延伸至试验箱2内。延伸至试验箱2内的活塞杆14端头设置有外螺纹。
该封隔器性能测试试验装置的储油罐1上装有管状的电加热器15和液位仪16。以加热储油罐1内的导热油，并直观的显示储油罐1内的液位。工作时，首先将试验件20固定在试验箱2内的卡座9上，并与液压缸3的活塞杆14连接。然后通过电加热器15对储油罐1内导热油进行加热。储油罐1上的温度计21监控罐内导热油的实时温度，达到设定温度后，通过进油管4和进油阀5注入至试验箱2内，当试验箱2内导热油达到需求的液量时，即液位计15显示的液位为低液位点时，此时泵8会自动开启，抽取试验箱2内的导热油回流到储油罐1内；由于泵8的抽油速度大于储油罐1流入试验箱2的速度，在泵8的作用下试验箱2内的导热油回流储油罐1的过程中，储油罐1内的液位会上涨，当液位计15显示的液位达到高液位点时，泵8会自动关闭，如此自动循环即可进行测试件21（封隔器）的载荷测试和压力测试，具体为：
载荷测试：
液压缸3的活塞杆14向右动作时，测试件21（封隔器）会受到向右的载荷，即为测试件21（封隔器）在井下工作时所受到的拉伸载荷。
同理，液压缸3的活塞杆14向左动作时，测试件21（封隔器）会受到向左的载荷，即为封隔器在井下工作时所受到的压缩载荷。
压力测试：
将加压设备（图中未示）与测试件21的油管压力入口22连接，泵入高压液体，即可模拟测试件21在井下工作时承受的内部油管高压。
将加压设备与测试件21的上环空压力入口23连接，泵入高压液体，即可对测试件21的上环空进行压力测试，即模拟测试件21在井下工作时承受的上环空高压。
将加压设备与测试件21的下环空压力入口24连接，泵入高压液体，即可对测试件21的下环空进行压力测试，即模拟测试件21在井下工作时承受的下环空高压。该封隔器性能测试试验装置结构简单，操作简便，与封隔器组装、拆卸方便；通用性强，不仅可以测试常规封隔器，亦可对其它附件类井下工具作充分验证。
Claims (1)
1.一种封隔器性能的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、首先将试验件（20）固定在试验箱（2）内的卡座（9）上，并与液压缸（3）的活塞杆（14）连接；
2）、通过电加热器（15）对储油罐（1）内导热油进行加热；储油罐（1）上的温度计（21）监控罐内导热油的实时温度；
3）、达到设定温度后，通过进油管（4）和进油阀（5）注入至试验箱（2）内，当试验箱（2）内导热油达到需求的液量时，即液位仪（16）显示的液位为低液位点时，此时泵（8）自动开启，抽取试验箱（2）内的导热油回流到储油罐（1）内；
4）、由于泵（8）的抽油速度大于储油罐（1）流入试验箱（2）的速度，在泵（8）的作用下试验箱（2）内的导热油回流储油罐（1）的过程中，储油罐（1）内的液位上涨，当液位仪（16）显示的液位达到高液位点时，泵（8）自动关闭，如此自动循环即可进行试验件（20）的载荷测试和压力测试；
5）、载荷测试：
液压缸（3）的活塞杆（14）向右动作时，试验件（20）会受到向右的载荷，即为试验件（20）在井下工作时所受到的拉伸载荷；
液压缸（3）的活塞杆（14）向左动作时，试验件（20）会受到向左的载荷，即为封隔器在井下工作时所受到的压缩载荷；
6）、压力测试：
将加压设备与试验件（20）的油管压力入口（22）连接，泵入高压液体，即可模拟试验件（20）在井下工作时承受的内部油管高压；
7）、将加压设备与试验件（20）的上环空压力入口（23）连接，泵入高压液体，即可对试验件（20）的上环空进行压力测试，即模拟试验件（20）在井下工作时承受的上环空高压；
8）、将加压设备与试验件（20）的下环空压力入口（24）连接，泵入高压液体，即可对试验件（20）的下环空进行压力测试，即模拟试验件（20）在井下工作时承受的下环空高压；
测试封隔器性能的试验装置由储油罐（1）、试验箱（2）和液压缸（3）构成，储油罐的（1）底部设置有进油管（4），进油管（4）上安装有进油阀（5），储油罐（1）的顶部设置有回油管（6），回油管（6）上安装有出油阀（7）和泵（8），储油罐（1）的一侧设置有试验箱（2），储油罐（1）通过进油管（4）和回油管（6）与试验箱（2）连通，试验箱（2）内对称安装有卡座（9），所述的卡座（9）由安装板（10）、上支撑块（11）、下支撑块（12）和压板（13）构成，安装板（10）上通过调节螺栓呈上下状活动安装有上支撑块（11）和下支撑块（12），上支撑块（11）和下支撑块（12）上通过螺栓安装有V字形的压板（13）；通过调节螺栓调整上支撑块（11）和下支撑块（12）之间的间距，可适应不同型号规格的封隔器的安装固定；试验箱（2）的一端安装有液压缸（3），液压缸（3）由缸筒（17）、前端盖（18）、后端盖（19）和活塞杆（14）构成，缸筒（17）的一端螺纹安装有前端盖（18），缸筒（17）的另一端螺纹安装有后端盖（19），缸筒（17）内通过前端盖（18）和后端盖（19）密封安装有活塞杆（14），活塞杆（14）的两端分别通过前端盖（18）和后端盖（19）延伸至缸筒（17）外端；液压缸（3）的活塞杆（14）延伸至试验箱（2）内；延伸至试验箱（2）内的活塞杆（14）端头设置有外螺纹；储油罐（1）上装有管状的电加热器（15）和液位仪（16）。
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