CN203241204U - 一种螺纹连接气密封检测工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及油套管螺纹气密封检测工具，属于石油天然气领域。主要包括中心管、接头、胶筒总成、联接套、单向阀总成，联接套套入中心管，位于中心管轴向中心位置处，所述单向阀总成套入中心管，位于中心管与联接套间的环形空间，胶筒总成与联接套内侧通过螺纹连接，接头位于检测工具上、下两端。本实用新型结构简单，重量轻，便于现场运输、携带，成本较低，操作简便，检测结果精确度高，工作稳定可靠，有助于根据检测结果针对螺纹连接气密封性失效提出整改措施，确保石油天然气勘探开发及储气库工程的安全，为更准确判断油套管、井下工具螺纹连接气密封性能是否失效提供一种新的检测途径。

Description

一种螺纹连接气密封检测工具

技术领域

本实用新型一种螺纹连接气密封检测工具,属于石油天然气及储气库技术领域，具体涉及一种用于石油天然气勘探开发及储气库工程中油套管、井下工具螺纹连接气密封检测工具。 

背景技术

随着世界对石油天然气需要量的不断增加，油气勘探开发工作也不断地深入，完井试气逐步向着超深、高温、高压、高含腐蚀介质等越来越恶劣的工况进行，开采时井口压力较大，如果油套管或井下工具螺纹连接气密封性失效，将造成巨大的经济损失和环境污染，为了保证石油天然气的安全生产，目前各油气田对勘探开发现场使用的油套管或井下工具螺纹连接密封性提出了更高的要求。 

由于造成油套管或井下工具螺纹连接气密封性失效的诸多因素是无法避免的，比如油套管或井下工具生产过程的加工误差、运输或作业过程中的磕碰，除此之外，造成螺纹连接气密封性失效的因素还包括：微腐蚀、密封脂的选择和使用、油套管反复多次使用、扭矩值范围不合理和密封面的不清洁等。在石油天然气生产过程中，如果油套管或井下工具螺纹连接气密封性失效将易造成油管泄漏、刺断油管，后期修井费用巨大，存在重大安全隐患；若再发生套管变形，控制天然气的“老虎笼子”有问题，井内天然气无法控制，后续工程施工无法保障，将对环境和社会造成不可预测的安全隐患。特别在地下储气库领域，由于气库使用时间长，安全性要求高，对油套管或井下工具的气密封性要求更加严格。因此通过检测油套 管或井下工具螺纹连接气密封性能，从源头上杜绝井下油套管或井下工具气密封螺纹的密封失效，消除后期的安全隐患，最大限度地降低因油套管或井下工具气密封性螺纹泄漏而造成事故的潜在危险，就成为十分迫切的需求。 

油套管或井下工具下放至油气井前对螺纹连接气密性进行的检测十分必要，但目前检测手段并不科学，主要通过静水压密封性能测试实验等方法进行检测，这些方法一方面从检测原理上与实际工况有差距，另一方面依赖于操作人员的工作经验和操作灵敏度，从而加大经济和管理成本，检测效果也难以令人满意，与现在石油天然气勘探开发及储气库现场对油套管密封性的高要求不相适合。 

中国专利公开号102346089A，公开日2012年2月8日，发明名称为一种螺纹连接高压气密封检测工具，该申请案公开了一种螺纹连接高压气密封检测工具，其不足之处在于：上、下滑套直接分别与上、下胶筒接触，通过第一、二密封空间行程的增大来推动上、下滑套分别向上、下移动，以此来分别加压上、下胶筒，由于上、下滑套和上、下胶筒材质分别为金属材质和非金属材质，该挤压胶筒的方式易造成胶筒被磨损，降低上、下滑套使用寿命，增加检测成本；单向阀体总成由第一单向阀、第二单向阀和直通道组成，按其具体实施方式所述，要求第一单向阀需在上、下胶筒坐封后才打开，由于气体扩散性较好，该结构会造成在上、下胶筒还没完全坐封的情况下高压气体已经开始通过第一单向阀经第一侧孔向气密性检测工具与油套管间的环形空间泄漏检测气体，将会增加坐封时间，增加检测成本，降低检测效果；上、下芯轴采用实心结构，高压气体通道通过在上、下芯轴内钻孔获得，这样导致整套装置重量较大，将给现场运输、携带带来不便。 

发明目的： 

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本较低、检测精度高、重量轻的螺纹连接气密封检测工具，用以配合相应的检测配套装置，检验入井和使用前已上扣的油套管螺纹是否满足气密封要求，提高整个井筒的机械完整性。 

发明内容

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

一种螺纹连接气密封检测工具，包括中心管、接头、胶筒总成、联接套、单向阀总成等；联接套套入中心管，位于中心管轴向中心位置处，联接套两端设有出气孔、回气孔；单向阀总成套入中心管，位于中心管与联接套间的空间；胶筒总成与联接套内侧通过螺纹连接；接头位于检测工具上、下两端； 

中心管采用中空结构，内部填充非金属填充物；在中心管轴向中间位置处对应联接套凸起台阶，限制单向阀总成的运动范围；在中心管环形侧开有第一侧孔、第二侧孔、第三侧孔、第四侧孔，在中心管内设有直通道，作为检测气体流通通道； 

单向阀总成包括第一单向阀、第二单向阀；第一单向阀、第二单向阀套入联接套与中心管的环形空间，分别位于联接套凸起台阶上、下两侧，并在第一单向阀上端设有上胶筒座固定套，限制第一单向阀向上运动的极限位置；上胶筒座固定套上、下两侧分别设有上胶筒座固定套上钢圈、上胶筒座固定套下钢圈，对上胶筒座固定套起定位、固定的作用，上胶筒座固定套内侧设有上胶筒座固定套中O型密封圈，外设有上胶筒座固定套上O型密封圈、上胶筒座固定套下O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第一单向阀内侧设有一组第一单向阀中O型密封圈和第 一单向阀钢圈，外侧设有第一单向阀上O型密封圈、第一单向阀下O型密封圈两组密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第二单向阀外侧设有一组第二单向阀中O型密封圈，内侧设有第二单向阀上O型密封圈、第二单向阀下O型密封圈两组密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏； 

胶筒总成包括上胶筒总成、下胶筒总成；上胶筒总成包括上胶筒、上胶筒座等，下胶筒总成包括下胶筒、下胶筒座等，上胶筒、下胶筒采用硫化工艺分别硫化固定在上胶筒座、下胶筒座内；上、下胶筒总成分别位于联接套上、下两侧，通过螺纹连接于联接套进行连接固定；上胶筒与中心管之间设有上胶筒座上O型密封圈、上胶筒座下O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；下胶筒与中心管之间设有下胶筒座O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏； 

接头包括上接头、下接头等；上接头通过螺纹连接与上胶筒座进行连接固定，在上接头与中心管间设有上接头O型密封圈，防止检测气体泄漏；下接头通过螺纹连接与下胶筒座进行连接固定，在下接头与中心管间设有下接头O型密封圈，防止检测气体泄漏；提升环连接上接头。 

本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具的检测方法如下： 

a、将所述螺纹连接气密封检测工具放入被检测油套管或井下工具内，让侧孔处与油套管、井下工具接箍对齐； 

b、检测气体经直通道注入检测工具内，流经第一侧孔、第二侧孔、第三侧孔、第四侧孔，检测气体进入检测工具内各密闭空间； 

c、随着检测气体流经第一侧孔、第四侧孔，检测气体不断进入上胶筒与上胶筒座的密闭空间、下胶筒与下胶筒座的密闭空间，上、下胶筒受到检测气体不断挤压而膨胀变形，最终完成坐封，在检测工具与油套管或 井下工具之间形成环形密闭空间； 

d、上、下胶筒完成坐封后，增大进入检测工具检测气体的压强，高压检测气体流经第一侧孔、第四侧孔，不断加压上、下胶筒，使上、下胶筒坐封更可靠，高压检测气体流经第二侧孔，进入上胶筒座固定套与第一单向阀之间的环形密闭空间，随着高压检测气体的注入量不断增加，该环形密闭空间压力不断增大，推动第一单向阀向下运动，使得该环形密闭空间进一步增大，当第一单向阀上O型密封圈跟随第一单向阀运动至出气孔位置时，高压检测气体将通过缝隙流入检测工具与油套管或井下工具之间形成的环形密闭空间； 

e、通过油套管、井下工具接箍处的氦气检漏仪对油套管、井下工具外的气体进行检测，通过测量检测气体泄漏值来判断油套管、井下工具螺纹连接气密封性； 

f、检测结束，释放进入直通道的高压检测气体，第一单向阀回压复位，检测工具与油套管或井下工具之间形成环形密闭空间内的检测气体从回气孔流入推动第二单向阀向上运动，当第二单向阀下O型密封圈跟随第二单向阀运动至第三侧孔位置时，检测气体通过直流通道排出检测工具外进行回收； 

g、检测工具内外压差降至上、下胶筒解封压力时，上、下胶筒回压复位，检测气体分别从直通道，检测工具与油套管、井下工具之间的环形空间排出，第二单向阀回压复位，最终整套检测工具恢复到初始状态； 

h、将所述螺纹连接气密封检测工具从被检测油套管、井下工具内取出，经检测合格的油套管或井下工具下入油气井内，如不合格则进行整改。 

运用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：所述装置结构简单，重量轻，便于现场运输、携带，成本较低，操作 简便，检测结果精确度高，工作稳定可靠，有助于根据检测结果针对螺纹连接气密封性失效提出整改措施，确保施工及后续作业安全，为更准确判断井筒完整性提供一种新的检测途径。 

附图说明

图1本实用新型一种螺纹连接气密封检测工具非工作状态示意图; 

图2本实用新型一种螺纹连接气密封检测工具加压工作状态示意图; 

图3本实用新型一种螺纹连接气密封检测工具泄压状态示意图; 

图中：1、提升环，2、中心管，3、上胶筒座，4、上胶筒，5、上胶筒座下O型密封圈，6、上胶筒座固定套上钢圈，7、上胶筒座固定套中O型密封圈，8、上胶筒座固定套下O型密封圈，9、第二侧孔，10、第一单向阀上O型密封圈，11、出气孔，12、第一单向阀，13、接箍，14、第三侧孔，15、第二单向阀中O型密封圈，16、下胶筒座O型密封圈，17、油套管或井下工具，18、下胶筒，19、下接头O型密封圈，20、下接头，21、直通道，22、非金属填充物，23、第四侧孔，24、下胶筒座，25、回气孔，26、第二单向阀下O型密封圈，27、第二单向阀上O型密封圈，28、第二单向阀，29、联接套凸起台阶，30、第一单向阀下O型密封圈，31、第一单向阀中O型密封圈，32、第一单向阀钢圈，33、上胶筒座固定套下钢圈，34、上胶筒座固定套上O型密封圈，35、上胶筒座固定套，36、联接套，37、第一侧孔，38、上胶筒座上O型密封圈，39、上接头O型密封圈，40、上接头。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步描述。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具包括中心管、接头、胶筒总成、联接套、单向阀总成；所述联接套36套入 中心管2，位于中心管2轴向中心位置处，联接套36两端设有出气孔11、回气孔25；所述单向阀总成套入中心管2，位于中心管2与联接套36间的空间；所述胶筒总成与联接套36内侧通过螺纹连接；所述接头位于检测工具上、下两端。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具，所述的中心管2采用中空结构，内部填充非金属填充物22；在中心管2轴向中间位置处对应联接套凸起台阶29，限制单向阀总成的运动范围；在中心管2环形侧开有第一侧孔37、第二侧孔9、第三侧孔14、第四侧孔23，在中心管内设有直通道21，作为检测气体流通通道。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具，所述的单向阀总成包括第一单向阀12、第二单向阀28；第一单向阀12、第二单向阀28套入联接套36与中心管2的环形空间，分别位于联接套凸起台阶29上、下两侧，并在第一单向阀12上端设有上胶筒座固定套35，限制第一单向阀12向上运动的极限位置；上胶筒座固定套35上、下两侧分别设有上胶筒座固定套上钢圈6、上胶筒座固定套下钢圈33，对上胶筒座固定套35起定位、固定的作用，上胶筒座固定套35内侧设有上胶筒座固定套中O型密封圈7，外设有上胶筒座固定套上O型密封圈34、上胶筒座固定套下O型密封圈8，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第一单向阀12内侧设有一组第一单向阀中O型密封圈31和第一单向阀钢圈32，外侧设有第一单向阀上O型密封圈10、第一单向阀下O型密封圈30两组密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第二单向阀外28侧设有一组第二单向阀中O型密封圈15，内侧设有第二单向阀上O型密封圈27、第二单向阀下O型密封圈两组密封圈26，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具，所述的胶筒总成包括上胶筒总成、下胶筒总成；上胶筒总成包括上胶筒4、上胶筒座3，下胶筒总成包括下胶筒18、下胶筒座24，上胶筒4、下胶筒18采用硫化工艺分别硫化固定在上胶筒座3、下胶筒座24内；上、下胶筒总成分别位于联接套36上、下两侧，通过螺纹连接于联接套36进行连接固定；上胶筒4与中心管2之间设有上胶筒座上O型密封圈38、上胶筒座下O型密封圈5，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；下胶筒18与中心管2之间设有下胶筒座O型密封圈16，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的螺纹连接气密封检测工具，所述的接头包括上接头40、下接头20；上接头40通过螺纹连接与上胶筒座3进行连接固定，在上接头40与中心管2间设有上接头O型密封圈39，防止检测气体泄漏；下接头20通过螺纹连接与下胶筒座24进行连接固定，在下接头20与中心管2间设有下接头O型密封圈19，防止检测气体泄漏；提升环1连接上接头40。 

如图1、2、3所示，本实用新型所涉及的油套管气密封性检测工具，其检测方法如下： 

a、将所述螺纹连接气密封检测工具放入被检测油套管或井下工具17内，让联接套凸起台阶29与油套管或井下工具接箍13对齐； 

b、检测气体沿直通道注入检测工具内，流经第一侧孔37、第二侧孔9、第三侧孔14、第四侧孔23，检测气体进入检测工具内各密闭空间； 

c、随着检测气体流经第一侧孔37、第四侧孔23，检测气体不断进入上胶筒4与上胶筒座3的密闭空间、下胶筒18与下胶筒座24的密闭空间，上胶筒4、下胶筒18受到检测气体不断挤压而膨胀变形，最终完成坐封， 在检测工具与油套管或井下工具17之间形成环形密闭空间； 

d、上胶筒4、下胶筒18完成坐封后，增大进入检测工具检测气体的压强，高压检测气体流经第一侧孔37、第四侧孔23，不断挤压上胶筒4、下胶筒18，使上胶筒4、下胶筒18坐封更可靠，高压检测气体流经第二侧孔9，进入上胶筒座固定套35与第一单向阀12之间的环形密闭空间，随着高压检测气体的注入量不断增加，该环形密闭空间压力不断增大，推动第一单向阀12向下运动，使得该环形密闭空间进一步增大，当第一单向阀上O型密封圈10跟随第一单向阀12运动至出气孔位置时，高压检测气体将通过缝隙流入检测工具与油套管或井下工具17之间形成的环形密闭空间； 

e、通过油套管或井下工具接箍13处的气体检测仪对油套管或井下工具17外的气体进行检测，通过检测高压检测气体泄漏值来判断油套管、井下工具螺纹连接气密封性； 

f、检测结束，释放进入直通道的高压检测气体，第一单向阀12回压复位，检测工具与油套管或井下工具17之间形成环形密闭空间内的检测气体从回气孔流入推动第二单向阀28向上运动，当第二单向阀下O型密封圈26跟随第二单向阀28运动至第三侧孔14位置时，检测气体通过直通道21排出检测工具外进行回收； 

g、检测工具内外压差降至上胶筒4、下胶筒18解封压力时，上胶筒4、下胶筒18回压复位，检测气体分别从直通道21，检测工具与油套管或井下工具17之间的环形空间排出，第二单向阀28回压复位，最终整套检测工具恢复到初始状态； 

h、将所述螺纹连接气密封检测工具从被检测油套管或井下工具17内取出，经检测合格的油套管或井下工具下入油气井内，如不合格则进行整 改。 

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种螺纹连接气密封检测工具，其特征在于包括中心管、接头、胶筒总成、联接套、单向阀总成等；联接套套入中心管，位于中心管轴向中心位置处，联接套两端设有出气孔、回气孔；单向阀总成套入中心管，位于中心管与联接套间的空间；胶筒总成与联接套内侧通过螺纹连接；接头位于检测工具上、下两端； 

中心管采用中空结构，内部填充非金属填充物；在中心管轴向中间位置处对应联接套凸起台阶，限制单向阀总成的运动范围；在中心管环形侧开有第一侧孔、第二侧孔、第三侧孔、第四侧孔，在中心管内设有直通道，作为检测气体流通通道； 

单向阀总成包括第一单向阀、第二单向阀；第一单向阀、第二单向阀套入联接套与中心管的环形空间，分别位于联接套凸起台阶上、下两侧，并在第一单向阀上端设有上胶筒座固定套，限制第一单向阀向上运动的极限位置；上胶筒座固定套上、下两侧分别设有上胶筒座固定套上钢圈、上胶筒座固定套下钢圈，对上胶筒座固定套起定位、固定的作用，上胶筒座固定套内侧设有上胶筒座固定套中O型密封圈，外设有上胶筒座固定套上O型密封圈、上胶筒座固定套下O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第一单向阀内侧设有一组第一单向阀中O型密封圈和第一单向阀钢圈，外侧设有第一单向阀上O型密封圈、第一单向阀下O型密封圈两组密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；第二单向阀外侧设有一组第二单向阀中O型密封圈，内侧设有第二单向阀上O型密封圈、第二单向阀下O型密封圈两组密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏； 

胶筒总成包括上胶筒总成、下胶筒总成；上胶筒总成包括上胶筒、上胶筒座等，下胶筒总成包括下胶筒、下胶筒座等，上胶筒、下胶筒采用硫化工艺分别硫化固定在上胶筒座、下胶筒座内；上、下胶筒总成分别位于联接套上、下两侧，通过螺纹连接于联接套进行连接固定；上胶筒与中心管之间设有上胶筒座上O型密封圈、上胶筒座下O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏；下胶筒与中心管之间设有下胶筒座O型密封圈，防止检测工具处于工作状态时检测气体泄漏； 

接头包括上接头、下接头等；上接头通过螺纹连接与上胶筒座进行连接固定，在上接头与中心管间设有上接头O型密封圈，防止检测气体泄漏；下接头通过螺纹连接与下胶筒座进行连接固定，在下接头与中心管间设有下接头O型密封圈，防止检测气体泄漏；提升环连接上接头。 

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