CN114459907A - 一种水下井口轴向载荷模拟装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水下井口轴向载荷模拟装置及其使用方法，本体采用尾端敞口的中空圆筒状结构，在本体的中空腔体内壁上一体设置有活塞凸台，活塞凸台的上表面和本体的中空腔体顶端之间形成一活塞腔，活塞活动设置在活塞腔内，活塞的尾端与上芯轴的首端相连，上芯轴的尾端与下芯轴的首端通过连接衬套相连，在下芯轴的尾端安装用于将模拟装置与待测试的水下井口或者待测试工装连接的底盘。本发明能够连接在连接器或者套管头上，为竖直放置、水平放置或者是倾斜放置的水下井口及其服务工具提供车间测试所需的轴向载荷。

Description

一种水下井口轴向载荷模拟装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及石油天然气钻采装备技术领域，更具体地说涉及一种水下井口轴向载荷模拟装置及其使用方法。
背景技术
水下井口服务工具是水下井口的转用服务工具，由于水下井口种类繁多，结构复杂，水下井口服务工具是保证水下井口正常工作的重要保障。
水下井口服务工具在陆地测试期间，需要与水下井口、模拟测试工装进行功能测试，以实现对水下井口服务工具的功能、承载能力、密封性能进行综合的测试。
水下井口服务工具需要一定的轴向载荷才能保证与水下井口、模拟测试工装的连接、分离，使用加重块加重、吊车上提工具难以实现所需的轴向力，需要特使的工装来提供所需的轴向载荷。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，现有的轴向载荷模拟装置使用加重块加重或者是吊车上提，均难以实现模拟测试所需的轴向力，提供了一种水下井口轴向载荷模拟装置及其使用方法，本发明能够连接在连接器或者套管头上，为竖直放置、水平放置或者是倾斜放置的水下井口及其服务工具提供车间测试所需的轴向载荷。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种水下井口轴向载荷模拟装置，包括本体、活塞、上芯轴、连接衬套、下芯轴和底盘，所述本体采用尾端敞口的中空圆筒状结构，在所述本体的中空腔体内壁上一体设置有活塞凸台，所述活塞凸台的上表面和所述本体的中空腔体顶端之间形成一活塞腔，所述活塞活动设置在所述活塞腔内，所述活塞的尾端与所述上芯轴的首端相连，所述上芯轴的尾端与所述下芯轴的首端通过所述连接衬套相连，在所述下芯轴的尾端安装用于将模拟装置与待测试的水下井口或者待测试工装连接的所述底盘。
所述本体的尾端形成一法兰面，便于本体与连接器、套管头连接并密封。
在所述本体的侧壁上均匀开设有贯穿所述本体侧壁的人员操作孔，所述人员操作孔位于所述上芯轴与所述下芯轴相连处，用于对上芯轴、连接衬套、下芯轴进行测量、更换、旋转。
在位于所述活塞腔处的所述本体上分别开设有打压孔，用于向活塞腔内打压，以实现活塞的下压或者上拉。
所述上芯轴的首端与所述活塞的尾端螺纹连接，所述上芯轴和所述下芯轴与所述连接衬套螺纹连接，所述下芯轴的尾端与所述底盘螺纹连接。
一种水下井口轴向载荷模拟装置的使用方法，载荷模拟装置能够分别为待测试的水下井口或者待测试工装提供压力和拉力：
轴向载荷模拟装置提供压力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具穿入连接器，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，然后，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘穿入连接器中，并将连接器压在服务工具的芯轴上，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向下移动，实现为服务工具提供下压力的目的；
轴向载荷模拟装置提供拉力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘自底部穿入待测试的水下井口或者测试工装的服务工具内，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具、轴向载荷模拟装置的下芯轴以及底盘穿入连接器内，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向上移动，实现为服务工具提供拉力的目的。
本发明的有益效果为：本发明采用通用法兰接口，可直接与连接器、套管头连接并密封；本发明使用条件多样，可以为竖直放置、水平放置、倾斜放置的水下井口及服务工具提供车间测试所需的轴向载荷；本发明配备不同长度的芯轴，可适应不同长度的工具；本发明芯轴通过螺纹与连接衬套连接，可通过调整螺纹旋入的距离对工具长度进行微调；本发明即可提供服务工具连接所需的压力，也可提供服务工具分离所需的拉力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1为本体，101为人员操作孔，102为法兰面，2为活塞，3为上芯轴，4为连接衬套，5为下芯轴，6为底盘。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种水下井口轴向载荷模拟装置，包括本体1、活塞2、上芯轴3、连接衬套4、下芯轴5和底盘6，本体1采用尾端敞口的中空圆筒状结构，在本体1的中空腔体内壁上一体设置有活塞凸台，活塞凸台的上表面和本体1的中空腔体顶端之间形成一活塞腔，活塞2活动设置在活塞腔内，活塞2的尾端与上芯轴3的首端相连，上芯轴3的尾端与下芯轴5的首端通过连接衬套4相连，在下芯轴3的尾端安装用于将模拟装置与待测试的水下井口或者待测试工装连接的底盘6。
实施例二
在实施例一的基础上，本体1的尾端形成一法兰面102，便于本体1与连接器、套管头连接并密封。
在本体1的侧壁上均匀开设有贯穿本体1侧壁的人员操作孔101，人员操作孔101位于上芯轴3与下芯轴5相连处，用于对上芯轴3、连接衬套4、下芯轴5进行测量、更换、旋转。
实施例三
在实施例二的基础上，在位于活塞腔处的本体1上分别开设有打压孔，用于向活塞腔内打压，以实现活塞2的下压或者上拉。
上芯轴3的首端与活塞2的尾端螺纹连接，上芯轴3和下芯轴5与连接衬套4螺纹连接，下芯轴5的尾端与底盘6螺纹连接。
实施例四
一种水下井口轴向载荷模拟装置的使用方法，载荷模拟装置能够分别为待测试的水下井口或者待测试工装提供压力和拉力：
轴向载荷模拟装置提供压力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具穿入连接器，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，然后，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘穿入连接器中，并将连接器压在服务工具的芯轴上，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向下移动，实现为服务工具提供下压力的目的；
轴向载荷模拟装置提供拉力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘自底部穿入待测试的水下井口或者测试工装的服务工具内，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具、轴向载荷模拟装置的下芯轴以及底盘穿入连接器内，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向上移动，实现为服务工具提供拉力的目的。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种水下井口轴向载荷模拟装置，其特征在于：包括本体、活塞、上芯轴、连接衬套、下芯轴和底盘，所述本体采用尾端敞口的中空圆筒状结构，在所述本体的中空腔体内壁上一体设置有活塞凸台，所述活塞凸台的上表面和所述本体的中空腔体顶端之间形成一活塞腔，所述活塞活动设置在所述活塞腔内，所述活塞的尾端与所述上芯轴的首端相连，所述上芯轴的尾端与所述下芯轴的首端通过所述连接衬套相连，在所述下芯轴的尾端安装用于将模拟装置与待测试的水下井口或者待测试工装连接的所述底盘。
2.根据权利要求1所述的一种水下井口轴向载荷模拟装置，其特征在于：所述本体的尾端形成一法兰面，便于本体与连接器、套管头连接并密封。
3.根据权利要求2所述的一种水下井口轴向载荷模拟装置，其特征在于：在所述本体的侧壁上均匀开设有贯穿所述本体侧壁的人员操作孔，所述人员操作孔位于所述上芯轴与所述下芯轴相连处，用于对上芯轴、连接衬套、下芯轴进行测量、更换、旋转。
4.根据权利要求1所述的一种水下井口轴向载荷模拟装置，其特征在于：在位于所述活塞腔处的所述本体上分别开设有打压孔，用于向活塞腔内打压，以实现活塞的下压或者上拉。
5.根据权利要求1所述的一种水下井口轴向载荷模拟装置，其特征在于：所述上芯轴的首端与所述活塞的尾端螺纹连接，所述上芯轴和所述下芯轴与所述连接衬套螺纹连接，所述下芯轴的尾端与所述底盘螺纹连接。
6.一种水下井口轴向载荷模拟装置的使用方法，其特征在于：载荷模拟装置能够分别为待测试的水下井口或者待测试工装提供压力和拉力：
轴向载荷模拟装置提供压力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具穿入连接器，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，然后，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘穿入连接器中，并将连接器压在服务工具的芯轴上，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向下移动，实现为服务工具提供下压力的目的；
轴向载荷模拟装置提供拉力时：
固定待测试的水下井口或者测试工装，将井口连接器或者套管头与待测试的水下井口或者测试工装相连，将轴向载荷模拟装置的下芯轴与底盘自底部穿入待测试的水下井口或者测试工装的服务工具内，再将待测试的水下井口或者测试工装的服务工具、轴向载荷模拟装置的下芯轴以及底盘穿入连接器内，以实现服务工具坐入待测试的水下井口或者测试工装内的目的，将轴向载荷模拟装置的连接衬套与上芯轴连接，再将轴向载荷模拟装置与井口连接器或者套管头相连，通过向活塞腔中打压使轴向载荷模拟装置的活塞向上移动，实现为服务工具提供拉力的目的。
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