CN110206495B - 一种油套管丝扣连接气密性检测封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油套管丝扣连接气密性检测封隔器，该装置主要由上吊环，上固定套，上胶筒，上弹簧，上活塞，上中心管，连接套，下中心管，下保护套，高压进气接头，上保护套，四个单向阀，四个隔环，下活塞，下弹簧，下胶筒，下固定套和导锥等组成。本发明结构简单，操作方便，便于装配、使用、维护、保养。本发明实现了同步平稳坐封，不同步解封的功能，解决了封隔器解封时从油套管内冲出的问题，保证了工作人员的安全。此装置也大大提高了检测气体的回收率，避免浪费，降低了成本，并可以利用二级活塞来使用较小的气压完成坐封，同时封隔器的解封速度也得到了提升，不影响现场正常作业。

Description

一种油套管丝扣连接气密性检测封隔器

技术领域

本发明涉及一种石油装备领域的检测工具，特别提供一种油套管丝扣连接气密性检测封隔器。

背景技术

由于油套管的加工误差、运输磕碰、微腐蚀不规范操作等原因，容易发生油套管丝扣密封失效而导致油气泄露，存在重大安全隐患，并且修井费用巨大，耽误生产进度，随着气田开发技术的发展对钻井完井、注采工艺等提出了更高的要求，为保障入井油套管的密封性，在完井油层套管和生产管柱中广泛采取气密封扣油套管。并且由于深井、水平井勘探开发技术的不断创新、推广与应用，以及天然气和储气库的大规模使用，还有特别针对一些高压气井、二氧化碳井、硫化氢井、人口稠密地区井，油套管丝扣气密性检测已成为必不可少的工艺。

当封隔器解封时，依靠胶筒自身恢复，回弹速度慢，不利于封隔器的解封、回收，影响工作效率。

普通对称式封隔器理论上是同时解封，但是在实际工程中却很难做到同时解封，特别是下胶筒先解封时，会有封隔器从油套管冲出的危险，危及操作人员的人身安全。

现有封隔器大多数都结构复杂，不利于后期的维护、保养。

现有封隔器大多数坐封不平稳，坐封压力大，对胶筒危害极大。

现有封隔器大多无法高效回收检测气体，造成浪费，提高了使用成本。

发明内容

针对上述背景技术中提到的问题，本发明特别提供了一种结构简单，便于维护与保养的油套管丝扣连接气密性检测封隔器，并解决了现有的封隔器坐封不平稳，解封速度慢，解封时封隔器易冲出等问题。

为实现上述功能，本发明采用的技术方案如下：

油套管丝扣连接气密性检测封隔器，包括连接套、上中心管以及下中心管，其特征在于：连接套通过螺纹把上中心管以及下中心管连接；

所述的上中心管包括下部的粗管以及上部的细管；所述粗管上开有中间横向通道，通道的两端分别安装有第一单向进气阀和第一单向回气阀两个单向阀；粗管和细管之间有台阶过渡，台阶的位置开有上横向通道，上中心管套有上活塞，上中心管与上活塞的台阶之间留有气腔；所述细管上套有上弹簧，上弹簧的下端与上活塞连接，上弹簧的上端与上固定套连接；所述上固定套从下到上依次套有第一下隔环、上胶筒、第一上隔环，上固定套上端连接上保护套；所述上保护套上端与上吊环连接，上中心管的上端外表面制有螺纹，可与上吊环相连接；上中心管的上端有与气瓶连接的高压进气接头；

所述的下中心管包括上端的粗管以及下端的细管；所述的粗管上方分别安装有第二单向进气阀与第二单向回气阀两个单向阀；粗管和细管之间有过渡台阶，台阶的位置开有下横向通道，下中心管套有下活塞，下中心管与下活塞的台阶之间留有气腔；所述细管上套有下弹簧，下弹簧的上端与下活塞连接，下弹簧的下端与下固定套连接；所述下固定套从上到下依次套有第二上隔环、下胶筒、第二下隔环，下固定套下端连接下保护套；所述下保护套下端与导锥连接，下中心管的下端外表面制有螺纹，可与导锥相连接；

所述上中心管的轴向中心开有通气的通孔，下中心管的粗管部位开有两个通气的偏心孔，下中心管的下部轴向中心位置开有盲孔；上横向通道与上中心管的通气孔连通，且外部与气腔连通，中间横向通道与上中心管的通气孔连通，下横向通道与下中心管的偏心通气孔连通；

所述上中心管和下中心管之间留有储气仓，储气仓分别与上中心管的通气孔和下中心管的偏心通气孔连通；

所述的第一单向进气阀、第一单向回气阀、第二单向进气阀、第二单向回气阀分别与上中心管和下中心管通过螺纹连接在一起，所述四个单向阀的底部开有可以通气的小孔；

所述上活塞、下活塞为二级活塞；

所述第二单向进气阀和第一单向回气阀具有相同结构，但是功能不同；

所述第一单向进气阀和第二单向回气阀具有相同结构，但是功能不同；

上活塞与上中心管的连接上下两端分别有一个密封性弹性垫圈；

下活塞与下中心管的连接上下两端分别有一个密封性弹性垫圈。

本发明具有如下的有益效果：油套管丝扣连接气密性检测封隔器结构简单，便于装配与使用，也利于后期的维护与保养；解封时，上中心管、下中心管的气体被分隔，达到先解封上胶筒，再解封下胶筒的分步解封的功能，解决了传统封隔器解封时容易冲出的问题，保证了工作人员的安全；胶筒回弹更快，提高了解封的效率，便于封隔器的回收同时也解决了胶筒失效时封隔器胶筒无法回弹的问题；使用氮气和氦气的混合气体作为检测气体，安全无毒且对油套管无腐蚀；氦气为稀有气体，解封时，封隔器可以回收大部分检测气体，避免排放到空气中造成浪费。本装置采用二级活塞结构，所需坐封压力更小，坐封过程更加平稳。

附图说明

附图1为油套管丝扣连接气密性检测封隔器的结构示意图。

图中：1-上吊环，2-上固定套，3-上胶筒，4-上弹簧，5-上活塞，6-上中心管，7-第一单向进气阀，8-连接套，9-第二单向进气阀，10-下中心管，11-下横向通道，12-第二上隔环，13-第二下隔环，14-下保护套，15-高压进气接头，16-上保护套，17-第一上隔环，18-第一下隔环，19-上横向通道，20-中间横向通道，21-第一单向回气阀，22-储气仓，23-第二单向回气阀，24-下活塞，25-下弹簧，26-下胶筒，27-下固定套，28-导锥。

附图2为第二单向进气阀和第一单向回气阀结构示意图。

附图3位第一单向进气阀和第二单向回气阀结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。如图1所示，油套管丝扣连接气密性检测封隔器，包括连接套8、上中心管6以及下中心管10，其特征在于：连接套8通过螺纹把上中心管6以及下中心管10连接；

所述的上中心管6包括下部的粗管以及上部的细管；所述粗管上开有中间横向通道20，通道的两端分别安装有第一单向进气阀7和第一单向回气阀21两个单向阀；粗管和细管之间有台阶过渡，台阶的位置开有上横向通道19，上中心管6套有上活塞5，上中心管6与上活塞5的台阶之间留有气腔；所述细管上套有上弹簧4，上弹簧4的下端与上活塞5连接，上弹簧4的上端与上固定套2连接；所述上固定套2从下到上依次套有第一下隔环18、上胶筒3、第一上隔环17，上固定套2上端连接上保护套16；所述上保护套16上端与上吊环1连接，上中心管6的上端外表面制有螺纹，可与上吊环1相连接；上中心管6的上端有与气瓶连接的高压进气接头15；

所述的下中心管10包括上端的粗管以及下端的细管；所述的粗管上方分别安装有第二单向进气阀9与第二单向回气阀23两个单向阀；粗管和细管之间有过渡台阶，台阶的位置开有下横向通道11，下中心管10套有下活塞24，下中心管10与下活塞24的台阶之间留有气腔；所述细管上套有下弹簧25，下弹簧25的上端与下活塞24连接，下弹簧25的下端与下固定套27连接；所述下固定套27从上到下依次套有第二上隔环12、下胶筒26、第二下隔环13，下固定套27下端连接下保护套14；所述下保护套14下端与导锥28连接，下中心管10的下端外表面制有螺纹，可与导锥28相连接；

所述上中心管6的轴向中心开有通气的通孔，下中心管10的粗管部位开有两个通气的偏心孔，下中心管10的下部轴向中心位置开有盲孔；上横向通道19与上中心管6的通气孔连通，且外部与气腔连通，中间横向通道20与上中心管6的通气孔连通，下横向通道11与下中心管10的偏心通气孔连通；

所述上中心管6和下中心管10之间留有储气仓22，储气仓22分别与上中心管6的通气孔和下中心管10的偏心通气孔连通；

所述的第一单向进气阀7、第一单向回气阀21、第二单向进气阀9、第二单向回气阀23分别与上中心管6和下中心管10通过螺纹连接在一起，所述四个单向阀的底部开有可以通气的小孔；

所述导锥28主要用于引导封隔器下入套管内；

所述第二单向进气阀9和第一单向回气阀21具有相同结构，但是功能不同；

所述第一单向进气阀7和第二单向回气阀23具有相同结构，但是功能不同；

所述上活塞与上中心管6上下两端分别有一个密封性弹性垫圈；

所述下活塞与下中心管10上下两端分别有一个密封性弹性垫圈；

所述高压进气接头15内部有螺纹，用于连接外部的气瓶的接口；

所述上弹簧4和下弹簧25主要用于辅助坐封，解封，使其更加平稳；

所述下中心管细管上的盲孔并不是通气孔，只是为了减轻封隔器的质量。

具体工作过程为：

加压坐封阶段：绞车吊装油套管丝扣连接气密性检测封隔器的上吊环1使其下入油套管，使油套管丝扣处于连接套8的位置，外部气瓶接口与高压进气接头15连接，高压检测气体从上中心管6的中心通气孔进入上横向通道旁边的上气腔和上中心管6、下中心管10之间的储气仓22，第二单向进气阀9的打开，气体进入下中心管10的偏心通气孔，再通过下横向通道进入旁边的下气腔，气体沿轴线方向推动上活塞5与下活塞24滑动，上胶筒3和上弹簧4向上压缩，下胶筒26和下弹簧25向下压缩，密封住油套管丝扣连接气密性检测封隔器和油套管之间形成密闭环空间隙。

稳压检测阶段：第一单向进气阀7开启，检测气体从中间横向通道进入上胶筒3、下胶筒26坐封后形成的环空间隙，稳压一段时间通过在丝扣外部安装的检测装置即可检测丝扣是否损坏。

泄压解封阶段：第一单向回气阀21开启，大部分检测气体从环空间隙中回收，上弹簧4向下回弹，挤压上活塞5复位，上胶筒3回弹解封。第二单向回气阀23随之打开，下气腔中的高压气体回流到储气仓22中，最后回收。下弹簧25向上回弹，挤压下活塞24复位，下胶筒26回弹解封，封隔器内及管线内完成泄压，最后把封隔器从油套管内提出。

以上所述具体实施方式用于说明本发明而非限制本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的构思和原则前提下所做出的等同变化与修改，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种油套管丝扣连接气密性检测封隔器，包括连接套(8)、上中心管(6)以及下中心管(10)，其特征在于：连接套(8)通过螺纹把上中心管(6)以及下中心管(10)连接；

所述的上中心管(6)包括下部的粗管以及上部的细管；所述上中心管(6)下部的粗管上开有中间横向通道(20)，通道的两端分别安装有第一单向进气阀(7)和第一单向回气阀(21)两个单向阀；所述上中心管(6)包含的粗管和细管之间有台阶过渡，台阶的位置开有上横向通道(19)，上中心管(6)套有上活塞(5)，上中心管(6)与上活塞(5)的台阶之间留有气腔；所述上中心管(6)上部的细管上套有上弹簧(4)，上弹簧(4)的下端与上活塞(5)连接，上弹簧(4)的上端与上固定套(2)连接；所述上固定套(2)从下到上依次套有第一下隔环(18)、上胶筒(3)、第一上隔环(17)，上固定套(2)的上端连接上保护套(16)；所述上保护套(16)上端与上吊环(1)连接，上中心管(6)的上端外表面制有螺纹，可与上吊环(1)相连接；上中心管(6)的上端有与气瓶连接的高压进气接头(15)；

所述的下中心管(10)包括上端的粗管以及下端的细管；所述下中心管(10)上端的粗管上方分别安装有第二单向进气阀(9)与第二单向回气阀(23)两个单向阀；所述下中心管(10)包含的粗管和细管之间有过渡台阶，台阶的位置开有下横向通道(11)，下中心管(10)套有下活塞(24)，下中心管(10)与下活塞(24)的台阶之间留有气腔；所述下中心管(10)下端的细管上套有下弹簧(25)，下弹簧(25)的上端与下活塞(24)连接，下弹簧(25)的下端与下固定套(27)连接；所述下固定套(27)从上到下依次套有第二上隔环(12)、下胶筒(26)、第二下隔环(13)，下固定套(27)的下端连接下保护套(14)；所述下保护套(14)下端与导锥(28)连接，下中心管(10)的下端外表面制有螺纹，可与导锥(28)相连接；

所述上中心管(6)的轴向中心开有通气的通孔，下中心管(10)的粗管部位开有两个通气的偏心孔，下中心管(10)的下部轴向中心位置开有盲孔；上横向通道(19)与上中心管(6)的通气孔连通，且外部与气腔连通，中间横向通道(20)与上中心管(6)的通气孔连通，下横向通道(11)与下中心管(10)的偏心通气孔连通；

所述上中心管(6)和下中心管(10)之间留有储气仓(22)，储气仓(22)分别与上中心管(6)的通气孔和下中心管(10)的偏心通气孔连通；

所述的第一单向进气阀(7)、第一单向回气阀(21)、第二单向进气阀(9)、第二单向回气阀(23)分别与上中心管(6)和下中心管(10)通过螺纹连接在一起；所述第一单向进气阀(7)、第一单向回气阀(21)、第二单向进气阀(9)、第二单向回气阀(23)的底部均开有可以通气的小孔。

2.根据权利要求1所述的油套管丝扣连接气密性检测封隔器，其特征在于：所述上活塞(5)、下活塞(24)为二级活塞。

3.根据权利要求1所述的油套管丝扣连接气密性检测封隔器，其特征在于：所述第二单向进气阀(9)和第一单向回气阀(21)具有相同结构，但是功能不同。

4.根据权利要求1所述的油套管丝扣连接气密性检测封隔器，其特征在于：所述第一单向进气阀(7)和第二单向回气阀(23)具有相同结构，但是功能不同。

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