CN109296359A - 一种可变径套管扶正器综合性能测试台架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变径套管扶正器综合性能测试台架，其包括底座，底座上设置有两位移控制器，两位移控制器上分别设置有轴向止动装置，两轴向止动装置相对的内侧均设置有竖直滑轨，第一轨道滑轮通过竖直滑轨滑动设置在第一轴向止动装置上，第二轨道滑轮通过竖直滑轨滑动设置在第二轴向止动装置上；在底座中部，位于第一轴向止动装置和第二轴向止动装置之间，平行设置有第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架，第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架顶部支撑有横向设置的套管；可变径套管扶正器穿设在套管内，位于套管外部的可变径套管扶正器两端分别螺纹连接有第一堵头和第二堵头；第一堵头和第二堵头的端部分别插设在第一轨道滑轮和第二轨道滑轮中。

Description

一种可变径套管扶正器综合性能测试台架

技术领域

本发明涉及石油天然气固井工具性能测试设备技术领域，特别是关于一种可变径套管扶正器综合性能测试台架。

背景技术

在大斜度井及水平井固井过程中，为了保证套管居中度，需要安放足量的套管扶正器，但安放后会造成下套管摩阻较大；如果扶正器数量安放过少，虽然有利于套管下入，但套管下入后由于自身重力的作用会使套管偏心严重，进而造成注水泥过程中窄间隙一侧的固井质量较差，甚至不能形成有效的水泥环，直接影响了油气井寿命，并在后期生产过程中存在较大的安全隐患。

针对以上技术难题，液压变径套管扶正器有效解决了此问题，在套管下放时，扶正片处于收拢状态，有利于套管下入。当套管柱下到井底后，通过憋压使扶正片撑开，支撑套管居中，以此提高固井质量。由于液压变径套管扶正器是一种用于井下的固井工具,其工作可靠性和工作效果直接关系到固井施工安全和固井质量。因此，在实验室对液压变径套管扶正器的工作可靠性进行验证，并测试工作参数和评价工作效果非常必要。

液压变径套管扶正器实验台架是开展室内实验的关键设备，据调研目前国内还没有类似的实验台架。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可变径套管扶正器综合性能测试台架，其可精确测试可变径套管扶正器的综合性能，有效提高固井安全率和固井质量水平。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种可变径套管扶正器综合性能测试台架，其特征在于：包括底座、第一位移控制器、第二位移控制器、第一轴向止动装置、第二轴向止动装置、第一轨道滑轮、第二轨道滑轮、第一扶正器支撑架、第二扶正器支撑架、套管、可变径套管扶正器、第一堵头和第二堵头；所述底座上部两侧分别设置有所述第一位移控制器和第二位移控制器，所述第一位移控制器和第二位移控制器外侧均设置有手柄；所述第一位移控制器上设置有所述第一轴向止动装置，所述第二位移控制器上设置有所述第二轴向止动装置，所述第一轴向止动装置和第二轴向止动装置相对的内侧均设置有竖直滑轨，所述第一轨道滑轮通过所述竖直滑轨滑动设置在所述第一轴向止动装置上，所述第二轨道滑轮通过所述竖直滑轨滑动设置在所述第二轴向止动装置上；在所述底座中部，位于所述第一轴向止动装置和第二轴向止动装置之间，平行设置有所述第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架，所述第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架顶部支撑有横向设置的所述套管；所述可变径套管扶正器穿设在所述套管内，位于所述套管外部的所述可变径套管扶正器两端分别螺纹连接有所述第一堵头和第二堵头；所述第一堵头和第二堵头的端部分别插设在所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮中。

进一步，靠近所述可变径套管扶正器两端位置处，分别设置有第一卡箍和第二卡箍，所述第一卡箍和第二卡箍底部分别与第一拉压力传感器一端和第二拉压力传感器一端连接；所述第一拉压力传感器另一端和第二拉压力传感器另一端分别与第一液压缸和第二液压缸的活塞连接，所述第一液压缸和第二液压缸的缸筒底端都竖直安装在所述底座上。

进一步，在所述可变径套管扶正器的扶正片可压缩端套环上固定设置有第一位移传感器，位于所述可变径套管扶正器左侧靠近所述套管处套设有第二位移传感器。

进一步，所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮的一端都设置有带轴承的滚轮，所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮的另一端都设置有盲孔，用于与所述第一堵头和第二堵头的端部配合。

进一步，所述第一堵头和第二堵头与所述可变径套管扶正器之间的连接分别采用第一O型密封圈、第二O型密封圈进行密封连接。

进一步，所述底座两端端部分别设置有底座工艺口。

进一步，还包括测量与控制系统、水力加压系统、力学加载系统和实验数据处理与分析系统；所述测量与控制系统可实时测量水力加压系统提供的水力压力、力学加载系统提供的径向加压载荷和扶正片变形位移实验参数，并可对实验过程进行自动控制；所述水力加压系统可实现压力的测量与自动控制，并具有稳压功能；力学加载系统能够实现自动控制，并具有稳压功能；所述实验数据处理与分析系统主要负责将所有测量的实验数据和参数进行分析及绘图，并输出性能测试实验报告。

进一步，所述第一位移传感器、第二位移传感器、第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、第一液压缸两端的第一油口和第二油口、第二液压缸两端的第一油口和第二油口均与所述测量与控制系统连接，将所测数据均实时反馈至所述测量与控制系统中。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明各组成部分有机集成，结构简单，操作方便，整体性强，能精确测试可变径套管扶正器的综合性能，为固井施工提供技术参考，从而有效提高固井安全率和固井质量水平。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种可变径套管扶正器综合性能测试台架，其包括底座1、第一位移控制器2、第二位移控制器3、第一轴向止动装置4、第二轴向止动装置5、第一轨道滑轮6、第二轨道滑轮7、第一扶正器支撑架8、第二扶正器支撑架9、套管10、可变径套管扶正器11、第一堵头12和第二堵头13。

底座1上部两侧分别设置有第一位移控制器2和第二位移控制器3，第一位移控制器2和第二位移控制器3外侧均设置有手柄，通过手柄控制位移控制器在底座1上的位置；第一位移控制器2上设置有第一轴向止动装置4，第二位移控制器3上设置有第二轴向止动装置5，第一轴向止动装置4和第二轴向止动装置5相对的内侧均设置有竖直滑轨，第一轨道滑轮6通过竖直滑轨滑动设置在第一轴向止动装置4上，第二轨道滑轮7通过竖直滑轨滑动设置在第二轴向止动装置5上。在底座1中部，位于第一轴向止动装置4和第二轴向止动装置5之间，平行设置有第一扶正器支撑架8和第二扶正器支撑架9，第一扶正器支撑架8和第二扶正器支撑架9顶部支撑有横向设置的套管10。可变径套管扶正器11穿设在套管10内，位于套管10外部的可变径套管扶正器11两端分别螺纹连接有第一堵头12和第二堵头13；第一堵头12和第二堵头13的端部分别插设在第一轨道滑轮6和第二轨道滑轮7中，进而带动可变径套管扶正器11在套管10内上下移动，并由第一轴向止动装置4和第二轴向止动装置5限制可变径套管扶正器11的轴向运动，使可变径套管扶正器11只能作竖直方向的移动，实现变径。

上述实施例中，靠近可变径套管扶正器11两端位置处，分别设置有第一卡箍14和第二卡箍15，第一卡箍14和第二卡箍15底部分别与第一拉压力传感器16一端和第二拉压力传感器17一端连接。第一拉压力传感器16另一端和第二拉压力传感器17另一端分别与第一液压缸18和第二液压缸19的活塞连接，第一液压缸18和第二液压缸19的缸筒底端都竖直安装在底座1上，位于扶正器支撑架与轴向止动装置之间。

上述各实施例中，在可变径套管扶正器11的扶正片可压缩端套环上固定设置有第一位移传感器20，位于可变径套管扶正器11左侧靠近套管10处套设有第二位移传感器21。

上述各实施例中，第一轨道滑轮6和第二轨道滑轮7的一端都设置有带轴承的滚轮，进而与竖直滑轨滑动连接，可有效防止实验过程中可变径套管扶正器11出现两端竖直位移不协调的现象。第一轨道滑轮6和第二轨道滑轮7的另一端都设置有盲孔，用于与第一堵头12和第二堵头13的端部间隙配合。

上述各实施例中，第一堵头12和第二堵头13与可变径套管扶正器11之间的连接分别采用第一O型密封圈22、第二O型密封圈23进行密封连接，防止可变径套管扶正器11内部憋压时压力泄漏。

上述各实施例中，位于底座1两端端部分别设置有底座工艺口24。

上述各实施例中，位于可变径套管扶正器11左侧端部还设置有加压接头25。

上述各实施例中，本发明还包括测量与控制系统、水力加压系统、力学加载系统和实验数据处理与分析系统，上述系统均可以采用现有技术中的已有系统。测量与控制系统、水力加压系统、力学加载系统和实验数据处理与分析系统均为本发明测试台架的辅助配套设备，用于优化该台架的功能，简化操作难度。测量与控制系统可实时测量水力加压系统提供的水力压力、力学加载系统提供的径向加压载荷和扶正片变形位移等实验参数，并可对实验过程进行自动控制；水力加压系统可实现压力的测量与自动控制，并具有稳压功能；力学加载系统能够实现自动控制，并具有稳压功能；实验数据处理与分析系统主要负责将所有测量的实验数据和参数进行分析及绘图，并输出性能测试实验报告。

上述实施例中，第一位移传感器20、第二位移传感器21、第一拉压力传感器16、第二拉压力传感器17、第一液压缸18两端的第一油口181和第二油口182、第二液压缸19两端的第一油口191和第二油口192均与现有的测量与控制系统连接，将所测数据均实时反馈至测量与控制系统中。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种可变径套管扶正器综合性能测试台架，其特征在于：包括底座、第一位移控制器、第二位移控制器、第一轴向止动装置、第二轴向止动装置、第一轨道滑轮、第二轨道滑轮、第一扶正器支撑架、第二扶正器支撑架、套管、可变径套管扶正器、第一堵头和第二堵头；

所述底座上部两侧分别设置有所述第一位移控制器和第二位移控制器，所述第一位移控制器和第二位移控制器外侧均设置有手柄；所述第一位移控制器上设置有所述第一轴向止动装置，所述第二位移控制器上设置有所述第二轴向止动装置，所述第一轴向止动装置和第二轴向止动装置相对的内侧均设置有竖直滑轨，所述第一轨道滑轮通过所述竖直滑轨滑动设置在所述第一轴向止动装置上，所述第二轨道滑轮通过所述竖直滑轨滑动设置在所述第二轴向止动装置上；在所述底座中部，位于所述第一轴向止动装置和第二轴向止动装置之间，平行设置有所述第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架，所述第一扶正器支撑架和第二扶正器支撑架顶部支撑有横向设置的所述套管；所述可变径套管扶正器穿设在所述套管内，位于所述套管外部的所述可变径套管扶正器两端分别螺纹连接有所述第一堵头和第二堵头；所述第一堵头和第二堵头的端部分别插设在所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮中。

2.如权利要求1所述测试台架，其特征在于：靠近所述可变径套管扶正器两端位置处，分别设置有第一卡箍和第二卡箍，所述第一卡箍和第二卡箍底部分别与第一拉压力传感器一端和第二拉压力传感器一端连接；所述第一拉压力传感器另一端和第二拉压力传感器另一端分别与第一液压缸和第二液压缸的活塞连接，所述第一液压缸和第二液压缸的缸筒底端都竖直安装在所述底座上。

3.如权利要求2所述测试台架，其特征在于：在所述可变径套管扶正器的扶正片可压缩端套环上固定设置有第一位移传感器，位于所述可变径套管扶正器左侧靠近所述套管处套设有第二位移传感器。

4.如权利要求1所述测试台架，其特征在于：所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮的一端都设置有带轴承的滚轮，所述第一轨道滑轮和第二轨道滑轮的另一端都设置有盲孔，用于与所述第一堵头和第二堵头的端部配合。

5.如权利要求1所述测试台架，其特征在于：所述第一堵头和第二堵头与所述可变径套管扶正器之间的连接分别采用第一O型密封圈、第二O型密封圈进行密封连接。

6.如权利要求1所述测试台架，其特征在于：所述底座两端端部分别设置有底座工艺口。

7.如权利要求3所述测试台架，其特征在于：还包括测量与控制系统、水力加压系统、力学加载系统和实验数据处理与分析系统；所述测量与控制系统可实时测量水力加压系统提供的水力压力、力学加载系统提供的径向加压载荷和扶正片变形位移实验参数，并可对实验过程进行自动控制；所述水力加压系统可实现压力的测量与自动控制，并具有稳压功能；力学加载系统能够实现自动控制，并具有稳压功能；所述实验数据处理与分析系统主要负责将所有测量的实验数据和参数进行分析及绘图，并输出性能测试实验报告。

8.如权利要求7所述测试台架，其特征在于：所述第一位移传感器、第二位移传感器、第一拉压力传感器、第二拉压力传感器、第一液压缸两端的第一油口和第二油口、第二液压缸两端的第一油口和第二油口均与所述测量与控制系统连接，将所测数据均实时反馈至所述测量与控制系统中。