CN204085913U - 防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，包括试验钻杆、旋转防喷器、试验法兰、模拟井筒和密封胶芯装置，其中：旋转防喷器的下端面与模拟井筒的上端面通过试验法兰密封连接；模拟井筒中心为一直径大于试验钻杆直径的通孔；试验钻杆插入至旋转防喷器、试验法兰、模拟井筒和密封胶芯装置中；模拟井筒的左上端开有井压加压口，下端面与密封胶芯装置上端面采用螺栓连接。本实用新型结构简单、设计合理、安全可靠，并能防止因钻杆起下钻运动造成井筒内压力变化。

Description

防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒

技术领域

本实用新型涉及一种防喷器试验装置强行起下钻的恒压模拟井筒，属于石油机械技术领域。 

背景技术

防喷器是石油机械设备中最重要的装置之一，主要用于试油、修井、完井等作业，是防止井喷事故发生的专用设备，其性能的优劣直接关系到钻井人员、设备的安全能否都得到保障。因此国家将防喷器纳入国家生产许可证管理范畴，为保障现场油气钻井过程中的防喷器正常、安全工作，需对防喷器进行寿命试验。按照API、国标的要求，防喷器试验装置应能分别给防喷器施加7MPa、14 MPa和21 MPa的三种井压，其钻杆通过防喷器进入模拟井筒中，按600 mm/s的速度作往复运动，并进行5000次循环，在该过程中井压的变化不应超过±10 %。 

公开号为103823250A，公开日为2014年5月28日的中国专利文献公开了一种模拟立井井筒开挖的试验装置，包括支撑架、回缩护筒、开挖伸缩筒和驱动机构，回缩护筒的下端为开口端、上端为封闭端，支撑架的上端自回缩护筒的开口端伸入到回缩护筒内，并且支撑架的上端与回缩护筒固定连接；驱动机构与开挖伸缩筒驱动连接，开挖伸缩筒的上端套装在回缩护筒内并可在回缩护筒内做上下往复运动，开挖伸缩筒的外壁与回缩护筒的内壁密封配合。本发明的技术方案能够对立井井筒开挖过程进行物理相似模拟，并获得立井井筒开挖时的井帮的位移变化情况，为立井井筒实际开挖施工提供可靠的依据。 

现有防喷器试验装置在强行起下钻试验时，将钻杆插入模拟井筒中，并进行上下往复运动，钻杆下行使井筒内液体体积增加和钻杆上行液体体积减少，因液体体积发生变化，导致井筒内井压到幅度的升高或降低，因此不能满足标准不超过±10 %的波动范围。为解决井压的大幅波动，现装置在模拟井筒外连接了7 MPa的储能器组，勉强能解决在7MPa下的强行起下钻试验。由于没有14 MPa和21 MPa相应级别的储能器，现有装置根本无法按照标准要求在井压变化不超过±10 %的情况下进行该试验。因此，迫切的需要进行装置的改造解决上述问题。 

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，它结构简单、设计合理、安全可靠，并能防止因钻杆起下钻运动造成井筒内压力变化。 

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的： 

一种防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，其特征在于：包括试验钻杆、旋转防喷器、试验法兰、模拟井筒和密封胶芯装置，其中：旋转防喷器的下端面与模拟井筒的上端面通过试验法兰密封连接；模拟井筒中心为一直径大于试验钻杆直径的通孔；试验钻杆插入至旋转防喷器、试验法兰、模拟井筒和密封胶芯装置中；模拟井筒的左上端开有井压加压口，下端面与密封胶芯装置上端面采用螺栓连接。

密封胶芯装置由加压外壳和塑性胶筒组成，加压外壳左侧开有加压口，塑性胶筒的下端面用螺栓紧固在加压外壳上，塑性胶筒上端面在模拟井筒紧压和螺栓的紧固下，塑性胶筒发生弹性变形。 

所述井压加压口通入模拟井筒的井压是7MPa，通入旋转防喷器中的井压是14 MPa。 

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下： 

1、试验钻杆在井筒的运动过程中，塑性胶筒紧紧地抱住试验钻杆，避免了因试验钻杆下行增加体积和试验钻杆上行减少体积造成容积增减，使井压升高或降低。试验钻杆完全通过模拟井筒，试验钻杆的上下运动不会造成井筒内容积的改变，因此也就没有压力的变化，达到了标准的要求规定。该装置既能保证井筒内的压力不变，在实际操作过程中，还能缩短模拟井筒的长度，节约了材料，降低了成本。

2、在恒压模拟井筒中，安装密封胶芯装置，能保证试验钻杆上下往复运动的极限。 

3、井压加压口通入模拟井筒的井压是7MPa，通入旋转防喷器中的井压是14 MPa，因而只需在21MPa下工作，如需试验防喷器的工作压力，在现有的井口上安装一个盲板即可，不在需要模拟井筒。 

4、密封胶芯装置的塑性胶筒在加压口施加一定的压力，发生弹性变形，并紧紧地抱住试验钻杆，形成一恒容的密封腔，保证了钻杆强行起下钻的腔内压力的恒定。 

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中： 

图1为防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒的意图。

图2为本发明密封胶芯装置结构的剖面图。 

图中：1.试验钻杆；2.防喷器；3.试验法兰；4.模拟井筒；5.螺栓；6.密封胶芯装置；7.加压外壳；8.加压口；9.塑性胶筒；10.井压加压口；11.井压腔室。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开了一种防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒包括试验钻杆1、旋转防喷器2、试验法兰3、模拟井筒4和密封胶芯装置6，其中：旋转防喷器2的下端面与模拟井筒4的上端面通过试验法兰3密封连接；模拟井筒4中心为一直径大于试验钻杆1直径的通孔；试验钻杆1插入至旋转防喷器2、试验法兰3、模拟井筒4和密封胶芯装置6中；模拟井筒4的左上端开有井压加压口，下端面与密封胶芯装置6上端面采用螺栓5连接。密封胶芯装置6由加压外壳7和塑性胶筒9组成，加压外壳7左侧开有加压口，塑性胶筒9的下端面用螺栓5紧固在加压外壳7上，塑性胶筒9上端面在模拟井筒4紧压和螺栓5的紧固下，塑性胶筒9发生弹性变形。 

具体的，从加压口加压，使加压外壳7与塑性胶筒9的环空充满压力，从而压缩密封胶芯的胶筒，使密封胶芯抱住钻杆。 

关闭旋转防喷器2，从井压加压口向模拟井筒4和防喷器施加21MPa(7MPa、14 MPa)的井压。 

开启防喷器试验装置，活动横梁带动试验钻杆1以上下600mm/s的速度在1500mm范围内进行往复运动，完成防喷器承压起下钻寿命试验。 

本发明可满足不同井压下的防喷器胶芯寿命试验，也可满足不同规格的钻杆进行试验，5in和3 ¹/₂in的钻杆均可以在不更换密封胶芯的情况下进行。能满足各种类型的防喷器进行试验，包括旋转防喷器2、闸板防喷器和环形防喷器。 

Claims (3)

1.一种防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，其特征在于：包括试验钻杆(1)、旋转防喷器(2)、试验法兰(3)、模拟井筒(4)和密封胶芯装置(6)，其中：旋转防喷器(2)的下端面与模拟井筒(4)的上端面通过试验法兰(3)密封连接；模拟井筒(4)中心为一直径大于试验钻杆(1)直径的通孔；试验钻杆(1)插入至旋转防喷器(2)、试验法兰(3)、模拟井筒(4)和密封胶芯装置(6)中；模拟井筒(4)的左上端开有井压加压口，下端面与密封胶芯装置(6)上端面采用螺栓(5)连接。

2.根据权利要求1所述的防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，其特征在于：密封胶芯装置(6)由加压外壳(7)和塑性胶筒(9)组成，加压外壳(7)左侧开有加压口，塑性胶筒(9)的下端面用螺栓(5)紧固在加压外壳(7)上，塑性胶筒(9)上端面在模拟井筒(4)紧压和螺栓(5)的紧固下，塑性胶筒(9)发生弹性变形。

3.根据权利要求1或2所述的防喷器试验装置强行起下钻恒压模拟井筒，其特征在于：所述井压加压口通入模拟井筒(4)的井压是7MPa，通入旋转防喷器(2)中的井压是14 MPa。