CN116148082A - 一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法，包括底座，所述底座上表面通过轴承转动连接有转动柱，所述转动柱过盈配合有转动齿轮，所述转动柱顶端固定连接有转盘，所述转盘上表面固定连接有若干液压缸，所述液压缸的输出轴与转盘贯穿滑动连接，所述液压缸的输出端固定连接有升降板，所述升降板下表面固定连接有安装环，所述安装环的下表面固定连接有上密封圈，所述升降板下表面固定连接有两个竖板，两个所述竖板之间固定连接有网板，所述底座上表面固定连接有检测筒，所述检测筒底壁与底座共同贯穿固定连接有连接管，所述连接管内设置有电磁阀。优点在于：本发明的装置成本低，检测成本低，且检测结果准确，使用方便。

Description

一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及井下工具检测技术领域，尤其涉及一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法。

背景技术

石油是重要的能源物质之一，石油一般位于地下深处，需要进行钻井操作后，方可进行抽取，石油钻井一般是指经过勘探发现储油区块,利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，井下的工具较多，由于钻井过程的特殊使用状况，石油钻采作业中，井下工具承受的载荷相当复杂，包括扭转载荷、拉压载荷、冲击载荷、液体压力等，因此在研制井下工具的过程中和井下工具下井前，必须对它的各项性能指标进行测试，一般是通过耐压检测装置对工具进行耐压检测。

现有技术中，现有的耐压检测装置往往需要打试验井进行检测，设备复杂成本高，且对一系列工具进行检测过程中，无法进行连续检测操作，为此，我们提出了一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种石油井下工具耐压性能检测装置及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种石油井下工具耐压性能检测装置，包括底座，所述底座上表面通过轴承转动连接有转动柱，所述转动柱过盈配合有转动齿轮，所述转动柱顶端固定连接有转盘，所述转盘上表面固定连接有若干液压缸，所述液压缸的输出轴与转盘贯穿滑动连接，所述液压缸的输出端固定连接有升降板，所述升降板下表面固定连接有安装环，所述安装环的下表面固定连接有上密封圈，所述升降板下表面固定连接有两个竖板，两个所述竖板之间固定连接有网板，所述底座上表面固定连接有检测筒，所述检测筒底壁与底座共同贯穿固定连接有连接管，所述连接管内设置有电磁阀。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述检测筒上表面开设有环形槽，所述环形槽内滑动连接有下压环，所述下压环上表面固定连接有下密封圈，所述环形槽内侧壁开设有若干限位槽，所述限位槽内滑动连接有限位块，所述限位块与下压环侧壁固定连接，所述限位块与对应的所述限位槽内底壁之前固定连接有压力弹簧，所述环形槽内底壁固定连接有按钮开关。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述底座上表面通过支架固定连接有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定连接有伺服电机，所述伺服电机与底座上表面滑动连接，所述伺服电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述按钮开关、电磁阀、电动推杆通过导线电连接。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述底座内开设有功能槽，所述功能槽内密封滑动连接有活塞，所述底座顶壁通过轴承贯穿转动连接有转动杆，所述转动杆一端贯穿延伸至底座外部并过盈配合有加压齿轮，另一端贯穿延伸至所述功能槽内并过盈配合有驱动锥齿轮，所述驱动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮过盈配合有螺纹筒，所述螺纹筒螺纹连接有加压螺杆，所述加压螺杆位于螺纹筒外部的一端与所述活塞侧壁固定连接，所述连接管将所述功能槽与检测筒连通。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述功能槽相对的两个内侧壁之间固定连接有若干固定板，所述螺纹筒与固定板通过轴承贯穿转动连接。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述底座上表面固定连接有保护罩，所述转动柱通过轴承与所述保护罩贯穿转动连接。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述驱动齿轮的尺寸小于所述加压齿轮的尺寸，所述加压螺杆的螺纹升角小于所述螺纹筒与加压螺杆组成螺旋副的当量摩擦角。

在上述的石油井下工具耐压性能检测装置中，所述底座贯穿滑动连接有封堵塞，所述封堵塞与底座侧壁通过螺栓可拆卸连接。

本发明还提供了一种石油井下工具耐压性能检测方法，包括以下步骤：

S1、准备阶段：将所需检测的所有工具准备，并将其置于不同的网板上；

S2、上料阶段：操作伺服电机驱动转动柱转动，使得转盘转动，使得一个待检测的工具位于检测筒上方，而后开启对应的液压缸，使得升降板下降，将待检测的工具送入检测筒内，并通过上密封圈与下密封圈对开口进行密封；

S3、加压阶段：操作伺服电机驱动转动杆转动，通过驱动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合，驱动螺纹筒转动，通过螺纹连接使得活塞滑动，将液体压入检测筒内，并不断加压；

S4、下料阶段：加压完成后，使得活塞复位，将检测筒内的液体抽出，并操作液压缸将工具升出检测筒；

S5、后检测阶段：对加压后的工具进行密封性检测，检测其内部是否有液体。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明无需开设试验井即可对工具进行耐压性能检测，装置可以自由移动至所需位置，灵活性高，同时大大降低了检测成本；

2、将待检测的工具置于不同的网板上，通过转盘的转动，再通过液压缸将不同的工具送入检测筒内进行检测，实现了井下工具的连续检测，大大提高了检测效率；

3、将待检测的工具送入检测筒的同时，需要等待上密封圈与下密封圈之间的压力达到一定值后，才可进行加压，使得液体通过连接管进入检测筒内，施加压力进行检测，从而保证了检测时检测筒内的密封性，进而保证了检测结果的准确性；

4、本发明仅需要一个伺服电机即可完成上下料与检测加压，操作简单，且装置的结构更加简单，结构更加紧凑，大大降低了检测设备的成本；

5、通过封堵塞的设置，打开封堵塞即可自由的对功能槽内的加压液体进行更换，从而可以模拟地下不同液体下工具的工作情况，进一步的提高了检测的准确性，同时还可对工具的耐腐蚀性进行一定的检测。

附图说明

图1为本发明提出的一种石油井下工具耐压性能检测装置的结构示意图；

图2为图1中的A处放大图；

图3为图1中的B处放大图；

图4为图1中的C-C处剖面图。

图中：1底座、2转动柱、3转盘、4液压缸、5升降板、6安装环、7上密封圈、8竖板、9网板、10检测筒、11功能槽、12连接管、13伺服电机、14驱动齿轮、15转动齿轮、16转动杆、17加压齿轮、18驱动锥齿轮、19固定板、20螺纹筒、21从动锥齿轮、22加压螺杆、23活塞、24环形槽、25限位槽、26限位块、27压力弹簧、28下密封圈、29按钮开关、30电磁阀、31电动推杆、32封堵塞、33保护罩、34下压环。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-4，一种石油井下工具耐压性能检测装置，包括底座1，底座1上表面通过轴承转动连接有转动柱2，转动柱2过盈配合有转动齿轮15，转动柱2顶端固定连接有转盘3，转盘3上表面固定连接有若干液压缸4，液压缸4的输出轴与转盘3贯穿滑动连接，液压缸4的输出端固定连接有升降板5，升降板5下表面固定连接有安装环6，安装环6的下表面固定连接有上密封圈7，升降板5下表面固定连接有两个竖板8，两个竖板8之间固定连接有网板9，底座1上表面固定连接有检测筒10，检测筒10底壁与底座1共同贯穿固定连接有连接管12，连接管12内设置有电磁阀30，电磁阀30为常开电磁阀，通电关闭，检测筒10设置有排气孔，用于排气，可自由开关，为现有技术，在此不做赘述。

检测筒10上表面开设有环形槽24，环形槽24内滑动连接有下压环34，下压环34上表面固定连接有下密封圈28，环形槽24内侧壁开设有若干限位槽25，限位槽25内滑动连接有限位块26，限位块26与下压环34侧壁固定连接，限位块26与对应的限位槽25内底壁之前固定连接有压力弹簧27，环形槽24内底壁固定连接有按钮开关29，按钮开关29按下，即可使得电动推杆31与电磁阀30断电，电磁阀30断电打开，而电动推杆31断电自动缩回。

底座1上表面通过支架固定连接有电动推杆31，电动推杆31的输出端固定连接有伺服电机13，伺服电机13与底座1上表面滑动连接，伺服电机13的输出端固定连接有驱动齿轮14，按钮开关29、电磁阀30、电动推杆31通过导线电连接。

底座1内开设有功能槽11，功能槽11内密封滑动连接有活塞23，底座1顶壁通过轴承贯穿转动连接有转动杆16，转动杆16一端贯穿延伸至底座1外部并过盈配合有加压齿轮17，另一端贯穿延伸至功能槽11内并过盈配合有驱动锥齿轮18，驱动锥齿轮18啮合有从动锥齿轮21，从动锥齿轮21过盈配合有螺纹筒20，螺纹筒20螺纹连接有加压螺杆22，加压螺杆22位于螺纹筒20外部的一端与活塞23侧壁固定连接，连接管12将功能槽11与检测筒10连通。

功能槽11相对的两个内侧壁之间固定连接有若干固定板19，螺纹筒20与固定板19通过轴承贯穿转动连接。

底座1上表面固定连接有保护罩33，转动柱2通过轴承与保护罩33贯穿转动连接，通过保护罩将驱动齿轮18、转动齿轮15、加压齿轮17的啮合进行保护，避免外部物体影响其之间的传动。

驱动齿轮14的尺寸小于加压齿轮17的尺寸，通过小尺寸的驱动齿轮14驱动大尺寸的加压齿轮17转动，可以通过更小的扭力产生更大的压力，从而减轻伺服电机13负载，提高其寿命，加压螺杆22的螺纹升角小于螺纹筒20与加压螺杆22组成螺旋副的当量摩擦角，使得螺纹筒20与加压螺杆22之间的螺纹连接实现自锁，避免螺纹连接处出现晃动，影响检测的准确性。

底座1贯穿滑动连接有封堵塞32，封堵塞32与底座1侧壁通过螺栓可拆卸连接，通过封堵活塞32的设置，打开封堵塞32即可自由的对功能槽11内的加压液体进行更换，从而可以模拟地下不同液体下工具的工作情况，进一步的提高了检测的准确性，同时还可对工具的耐腐蚀性进行一定的检测。

本发明还提供了一种石油井下工具耐压性能检测方法，包括以下步骤：

S1、准备阶段：将所需检测的所有工具准备，并将其置于不同的网板9上；

S2、上料阶段：操作伺服电机13驱动转动柱2转动，使得转盘3转动，使得一个待检测的工具位于检测筒10上方，而后开启对应的液压缸4，使得升降板5下降，将待检测的工具送入检测筒10内，并通过上密封圈7与下密封圈28对开口进行密封；

S3、加压阶段：操作伺服电机13驱动转动杆16转动，通过驱动锥齿轮18与从动锥齿轮21的啮合，驱动螺纹筒20转动，通过螺纹连接使得活塞21滑动，将液体压入检测筒10内，并不断加压；

S4、下料阶段：加压完成后，使得活塞21复位，将检测筒10内的液体抽出，并操作液压缸4将工具升出检测筒；

S5、后检测阶段：对加压后的工具进行密封性检测，检测其内部是否有液体。

本发明中，将待检测的工具置于不同的网板9上，此时驱动齿轮14位于与转动齿轮15啮合的位置，并开启伺服电机13，伺服电机13带动驱动齿轮14转动，使得与其啮合的转动齿轮15转动，从而使得转盘3转动，将工具送至检测筒10上，并开启液压缸4，使得升降板5下降，带动网板9下降，将待检测的工具送入检测筒10内，并使得上密封圈7与下密封圈28接触并压紧，压紧的同时，使得下压环34下滑，并压缩压力弹簧27，当上密封圈7与下密封圈28之间的压力达到一定值时，此时下压环34滑动至与按钮开关29接触，并将其按下，此时电磁阀30断电打开，电动推杆31断电复位，从而使得伺服电机13与驱动齿轮14移动，移动至驱动齿轮14与加压齿轮17啮合的状态。

此时，再次操作伺服电机13，使得驱动齿轮14带动加压齿轮17转动，从而使得加压齿轮17通过转动杆16带动驱动锥齿轮18转动，驱动锥齿轮18通过与从动锥齿轮21的啮合，带动螺纹筒20转动，并通过螺纹连接，使得加压螺杆22带动活塞23滑动，将加压液体通过连接管12泵入检测筒10内，直至充满检测筒10后，并继续施加压力，通过施加的压力对工具进行检测。

加压完成后，通过伺服电机13使得活塞23复位，并将加压液体再次抽入功能槽11内，此时操作液压缸4，将工具升出检测筒10，再操作伺服电机13，使得下一个待检测工具转动至检测筒10上，继续按上述步骤进行连续检测即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石油井下工具耐压性能检测装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上表面通过轴承转动连接有转动柱（2），所述转动柱（2）过盈配合有转动齿轮（15），所述转动柱（2）顶端固定连接有转盘（3），所述转盘（3）上表面固定连接有若干液压缸（4），所述液压缸（4）的输出轴与转盘（3）贯穿滑动连接，所述液压缸（4）的输出端固定连接有升降板（5），所述升降板（5）下表面固定连接有安装环（6），所述安装环（6）的下表面固定连接有上密封圈（7），所述升降板（5）下表面固定连接有两个竖板（8），两个所述竖板（8）之间固定连接有网板（9），所述底座（1）上表面固定连接有检测筒（10），所述检测筒（10）底壁与底座（1）共同贯穿固定连接有连接管（12），所述连接管（12）内设置有电磁阀（30）。

2.根据权利要求1所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述检测筒（10）上表面开设有环形槽（24），所述环形槽（24）内滑动连接有下压环（34），所述下压环（34）上表面固定连接有下密封圈（28），所述环形槽（24）内侧壁开设有若干限位槽（25），所述限位槽（25）内滑动连接有限位块（26），所述限位块（26）与下压环（34）侧壁固定连接，所述限位块（26）与对应的所述限位槽（25）内底壁之前固定连接有压力弹簧（27），所述环形槽（24）内底壁固定连接有按钮开关（29）。

3.根据权利要求2所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述底座（1）上表面通过支架固定连接有电动推杆（31），所述电动推杆（31）的输出端固定连接有伺服电机（13），所述伺服电机（13）与底座（1）上表面滑动连接，所述伺服电机（13）的输出端固定连接有驱动齿轮（14），所述按钮开关（29）、电磁阀（30）、电动推杆（31）通过导线电连接。

4.根据权利要求3所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述底座（1）内开设有功能槽（11），所述功能槽（11）内密封滑动连接有活塞（23），所述底座（1）顶壁通过轴承贯穿转动连接有转动杆（16），所述转动杆（16）一端贯穿延伸至底座（1）外部并过盈配合有加压齿轮（17），另一端贯穿延伸至所述功能槽（11）内并过盈配合有驱动锥齿轮（18），所述驱动锥齿轮（18）啮合有从动锥齿轮（21），所述从动锥齿轮（21）过盈配合有螺纹筒（20），所述螺纹筒（20）螺纹连接有加压螺杆（22），所述加压螺杆（22）位于螺纹筒（20）外部的一端与所述活塞（23）侧壁固定连接，所述连接管（12）将所述功能槽（11）与检测筒（10）连通。

5.根据权利要求4所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述功能槽（11）相对的两个内侧壁之间固定连接有若干固定板（19），所述螺纹筒（20）与固定板（19）通过轴承贯穿转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述底座（1）上表面固定连接有保护罩（33），所述转动柱（2）通过轴承与所述保护罩（33）贯穿转动连接。

7.根据权利要求4所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述驱动齿轮（14）的尺寸小于所述加压齿轮（17）的尺寸，所述加压螺杆（22）的螺纹升角小于所述螺纹筒（20）与加压螺杆（22）组成螺旋副的当量摩擦角。

8.根据权利要求1所述的一种石油井下工具耐压性能检测装置，其特征在于，所述底座（1）贯穿滑动连接有封堵塞（32），所述封堵塞（32）与底座（1）侧壁通过螺栓可拆卸连接。

9.一种使用如权利要求4所述一种石油井下工具耐压性能检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、准备阶段：将所需检测的所有工具准备，并将其置于不同的网板（9）上；

S2、上料阶段：操作伺服电机（13）驱动转动柱（2）转动，使得转盘（3）转动，使得一个待检测的工具位于检测筒（10）上方，而后开启对应的液压缸（4），使得升降板（5）下降，将待检测的工具送入检测筒（10）内，并通过上密封圈（7）与下密封圈（28）对开口进行密封；

S3、加压阶段：操作伺服电机（13）驱动转动杆（16）转动，通过驱动锥齿轮（18）与从动锥齿轮（21）的啮合，驱动螺纹筒（20）转动，通过螺纹连接使得活塞（23）滑动，将液体压入检测筒（10）内，并不断加压；

S4、下料阶段：加压完成后，使得活塞（23）复位，将检测筒（10）内的液体抽出，并操作液压缸（4）将工具升出检测筒；

S5、后检测阶段：对加压后的工具进行密封性检测，检测其内部是否有液体。

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