CN206772563U - 井下工具油浸模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下工具油浸模拟试验装置。井下工具油浸模拟试验装置包括套管、衬套、悬挂接头及用于将衬套和悬挂结构固定于套管上的压帽，套管与衬套之间、衬套与悬挂接头之间为锥面配合，且配合面上设置有密封圈。通过锥面间的配合，及设置在配合面上的密封圈实现密封，并通过压帽向悬挂接头施加向下的作用力，从而使得锥面间的贴合更加紧密，试压接头与悬挂接头之间采用挤压密封垫片方式，密封安全可靠密封效果更好，且该试验装置仅通过压接悬挂接头即可实现套管与衬套、衬套与悬挂接头之间的压紧贴合，结构比较简单，装配容易。

Description

井下工具油浸模拟试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种井下工具油浸模拟试验装置，尤其是一种检测小直径工具耐温耐压性能的油浸模拟实验装置。

背景技术

为了满足油气资源开采研究的需求，包括非常规油气井完井工艺及井下工具的发展需要，对相关的钻、完井工艺的技术原理及钻、完井工具的性能进行室内检测试验变得越来越重要，为此建立井下工具油浸模拟试验装置，完成各类井下工具的机械性能测试、高温高压条件下的耐久性试验和全尺寸工具综合性能检测等，为完善工艺、改进工具提供科学依据。

目前，模拟试验井筒采用的是适用不同规格工具的高压双层结构方式，外层为耐高压的承载厚壁套管制造，内层采用的是多段式结构连接成一个内衬套管，可以低成本的更换内衬套管达到更换试验井下工具规格的目的和更换损坏的内衬套管部分。如授权公告号为CN203203785U的中国专利文件中公开了一种井下工具高压综合试验井筒，其包括侧壁上开有上下间隔设置的上打压孔和下打压孔的筒体，筒体上端设有与加载设备连接的夹持结构，筒体内部设置有用于将待测工具与筒体隔离的衬套，衬套包括上衬套、下衬套和连接在上、下衬套之间的衬套密封件，其中，上衬套上端设置有上密封件，上密封件外表面与筒体接触面间的密封连接，上密封件内装设有用于固定待测工具以伸入到衬套中的密封头，密封头构成用于悬挂井下工具的悬挂接头，密封头与上密封件之间密封连接，其中，上密封件与密封头又各自通过上密封压头和上密封压板实现轴向压紧固定，上密封压头和上密封压板构成压帽，这种仅仅依靠圆柱面间的尺寸配合精度决定密封效果的密封连接方式，其密封效果有限，在进行压力加载时很容易出现压力过载情况下的液体渗漏情况，从而导致最终的试验效果不佳。进一步的，采用上密封压板和上密封压帽分别对上密封件和密封头实现压紧，结构过于复杂，装配不便。另外，筒体与上衬套环空以及筒体与下衬套环空仅通过衬套密封件隔离，实现上下腔体的独立密封，高温高压下易出现密封失效，造成上下腔体的连通。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种井下工具油浸模拟试验装置，以解决现有技术中的圆柱面间仅依靠配合精度实现密封的密封效果有限的问题。

为实现上述目的，本实用新型井下工具油浸模拟试验装置的技术方案是：

井下工具油浸模拟试验装置，包括套管、衬套、悬挂接头及用于将衬套和悬挂接头固定于套管上的压帽，套管与衬套之间、衬套与悬挂接头之间为锥面配合，且配合面上设置有密封圈。

套管与压帽螺纹连接，压帽具有用于与悬挂接头压接配合以实现将悬挂接头压紧在衬套上的压接部。

悬挂接头为下端具有凸台的杆状结构，凸台的外周面形成所述外锥面，悬挂接头的上端为用于提拉井下工具的提拉端，所述压接部由设置在压头上的内翻沿构成，内翻沿围成供提拉端穿过的穿孔。

悬挂接头的凸台下端面上设置有沿轴线方向延伸的用于连接井下工具的连接孔，悬挂接头上还设置有与连接孔相通的用于向井下工具内注入液体的导向孔。

导向孔上设置有用于与外升压管线相连的试压接头，导向孔与试压接头之间设置有密封垫片。

套管的侧壁上设置有上打压孔和下打压孔，衬套包括上衬套部分和下衬套部分，其中上衬套部分设置有上进液口，下衬套部分设置有下进液口，套筒与上衬套部分之间具有供液体由上打压孔流向上进液口的上通道，套筒与下衬套部分之间具有供液体由下打压孔流向下进液口的下通道，上衬套部分与下衬套部分之间设置有上下布置的密封机构，上下布置的密封机构通过隔环分开。

所述组合密封机构为上下对称布置。

下衬套部分包括下衬套和套设在下衬套下端的筛管，所述筛管的下端设置有丝堵，所述下进液口由筛管侧壁上开设的孔形成。

本实用新型的有益效果是：相比于现有技术，本实用新型所涉及的井下工具油浸模拟试验装置，包括套管、衬套、悬挂接头及用于将衬套和悬挂结构固定于套管上的压帽，套管与衬套之间和/或衬套与悬挂接头之间为锥面配合，且配合面上设置有密封圈。通过锥面间的配合，及设置在配合面上的密封圈实现密封，并通过压帽向悬挂接头施加向下的作用力，从而使得锥面间的贴合更加紧密，密封效果更好，且该试验装置仅通过压接悬挂接头即可实现套管与衬套、衬套与悬挂接头之间的压紧贴合，结构比较简单，装配容易；进一步的，试压接头与悬挂接头之间采用挤压密封垫片（软）方式，密封安全可靠；上衬套部分与下衬套部分之间设置有上下对称布置的组合密封机构，配合上下端面限位，在进行打上压和打下压得测试过程中，能够保证良好的双向密封承压性能；套管可任意更换，能满足不同规格工具（或锚定）试验需求；结构设计简单，工艺原理安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型井下工具油浸模拟试验装置的装配结构示意图；

图2为图1中的A向视图；

图3为图1中隔环7与周向密封圈6的结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的井下工具油浸模拟试验装置的具体实施例，如图1至图3所示，该试验装置包括固定在操作台上的轴线上下延伸的五寸半套管即套管12，以及上衬套5、下衬套9、压帽4、悬挂接头1、连接套8和试压接头3，其中，下衬套与连接套为下衬套部分的一部分，上衬套5的下端套设在连接套8上端的螺纹段上，下衬套9的上端套设在连接套8下端的螺纹段上，上衬套5、下衬套9和连接套8设置在套管12内部，且上衬套5、下衬套9和连接套8的内径相同，连接套8的外周面上设置有凸缘，在凸缘的上端面、上衬套5的下端面以及套管12之间形成用于安装密封结构的环形空间，上衬套5和下衬套9的外径均小于套管12的内径，其中上衬套5与套管12之间构成上环形腔即上通道，下衬套9与套管12之间构成下环形腔即下通道，上、下环形腔通过连接套8上的密封结构分隔开，密封结构包括套设在连接套8上的隔环7和设置在隔环7上下两侧的周向密封圈6，将衬套装入套管12内部后，隔环7和周向密封圈6的设置能够较好的达到双向高温密封承压的目的，保证密封结构上、下侧的压力不会相互渗透。下衬套9的下端螺纹连接有筛管10，筛管侧壁上的孔构成下进液口，筛管10下端螺纹连接有丝堵11，同时，上衬套5的侧壁上开设有径向通孔51即上进液口，在将衬套装入套管12内后，套管12的侧壁上位于连接套8的上侧设置有与径向通孔51通过上环形腔连通的上打压孔121，套管12的侧壁上位于连接套8的下侧设置有与筛管10通过下环形腔连通的下打压孔122。

上衬套5的上端设置有沿径向外翻的环形圆锥部，同时在套管12的上端内部设置有与环形圆锥部的外表面锥面配合的内锥面，在装配时，衬套装入在套管12内，衬套、筛管10、丝堵11通过锥面配合的限位悬置在套管12内部，在环形圆锥部的外表面和内锥面之间还设置有环形密封圈，用于保证套管12与衬套的上端的密封性。

悬挂接头1的下端为用于安装待测井下工具的凸台，中部为杆状结构，上部为用于提拉待测井下工具的提拉部，凸台的外表面为可与环形圆锥部的内表面锥面配合的外锥面，且在环形圆锥面的内表面与外锥面之间设置有环形密封圈，用于保证衬套与悬挂接头1之间的密封性。在凸台的下端面向上延伸设置导流孔，导流孔的下端设置有用于连接待测井下工具的内螺纹结构，内螺纹为锥形扣结构。在悬挂接头1的中部径向延伸设置有与导流孔连通的试压螺纹孔，试压接头3连接在试压螺纹孔中，且试压接头3与试压螺纹孔之间设置有密封圈垫片，试压接头3的一端连通至导流孔，另一端连接外升压管线，用于向导流孔如注入液体。提拉部为径向两侧设置有耳部的柱状结构，提拉部上沿径向设置有提拉孔，上述耳部分设在垂直于提拉孔延伸方向的两侧。

在装配时，悬挂接头1的凸台的上端面要突出于上衬套5的环形圆锥面的上端面，上述的压帽4压紧凸台，通过锥面间的传力，使得悬挂接头1的凸台能够与上衬套5压紧密封贴合，同时，上衬套5又能通过锥面传力压紧套管12，同时挤压密封圈实现密封，使得各个锥面配合间的密封性能较好。其中，压帽4与套管12通过螺纹配合连接，在将压帽4旋设在套管12上时，压帽4的内翻沿能够与凸台顶压配合实现将凸台向下挤压实现各个部分的密封和固定。同时，压帽4的内翻沿围成供悬挂接头1的提拉部和杆状结构穿过的穿孔，由于杆状结构的径向尺寸小于提拉部的径向尺寸，因此，穿孔的尺寸大于提拉部的尺寸，以方便提拉部的插入和移出。

在装配时，先将衬套通过锥面配合悬在套管12内部，然后将待测井下工具安装在悬挂接头1上，并通过悬挂接头1下入至下衬套9内的预定位置，再将压帽4穿在悬挂接头1上，并旋紧在套管12上，限制上衬套5与悬挂接头1的轴向位移，然后将试压接头3连接外升压管线，装置即连接完毕。

工作时，1）在待测井下工具承受内压试验时，液体经施压接头、密封垫片、悬挂接头1内的导流孔，传递至待测井下工具内部，工具开始工作，然后按照标准进行升压测试；2）在待测井下工具承受上压差试验时，液体经套管12的上打压孔，进入上环形腔，组合密封圈6将上环形腔内的液体限流密封，液体经上衬套5上的径向通孔达到待测井下工具的上部，按照标准进行升压测试；3）在待测井下工具承受下压差试验时，液体经套管12的下打压孔，进入下环形腔，组合密封圈6将下环形腔内的液体限流密封，液体经筛管10到达待测井下工具的下部，按照标准进行升压测试。

上述的下衬套9可任意更换尺寸，除满足一般的井下工具之外，还能够满足不同规格的侧钻井小直径工具和带锚定小直径工具的试验需求，结构设计简单，工艺原理安全可靠。

在其他实施例中，可知在套管与上衬套之间设置锥面配合，或只在悬挂接头与上衬套之间设置锥面配合，通过挤压密封圈实现有效密封，此时另一对配合面间可采用普通的柱面间密封的密封结构；压帽上的内翻沿可由压帽内部环设的凸缘代替，也可只设置与悬挂接头的凸台的上端轴向方向挡止的一个或多个内凸块；筛管可通过在下衬套的侧壁上开径向通孔代替，能够起到同样的作用；压帽的固定方式可由旋设在安装座上代替，此时套管与安装座固连。

Claims (8)

1.井下工具油浸模拟试验装置，包括套管、衬套、悬挂接头及用于将衬套和悬挂接头固定于套管上的压帽，其特征在于：套管与衬套之间、衬套与悬挂接头之间为锥面配合，且配合面上设置有密封圈。

2.根据权利要求1所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：套管与压帽螺纹连接，压帽具有用于与悬挂接头压接配合以实现将悬挂接头压紧在衬套上的压接部。

3.根据权利要求2所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：所述悬挂接头为下端具有凸台的杆状结构，凸台的外周面形成外锥面，悬挂接头的上端为用于提拉井下工具的提拉端，所述压接部由设置在压头上的内翻沿构成，内翻沿围成供提拉端穿过的穿孔。

4.根据权利要求3所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：悬挂接头的凸台下端面上设置有沿轴线方向延伸的用于连接井下工具的连接孔，悬挂接头上还设置有与连接孔相通的用于向井下工具内注入液体的导向孔。

5.根据权利要求4所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：导向孔上设置有用于与外升压管线相连的试压接头，导向孔与试压接头之间设置有密封垫片。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：套管的侧壁上设置有上打压孔和下打压孔，衬套包括上衬套部分和下衬套部分，其中上衬套部分设置有上进液口，下衬套部分设置有下进液口，套筒与上衬套部分之间具有供液体由上打压孔流向上进液口的上通道，套筒与下衬套部分之间具有供液体由下打压孔流向下进液口的下通道，上衬套部分与下衬套部分之间设置有上下布置的组合密封机构，上下布置的密封机构通过隔环分开。

7.根据权利要求6所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：所述组合密封机构为上下对称布置。

8.根据权利要求6所述的井下工具油浸模拟试验装置，其特征在于：下衬套部分包括下衬套和套设在下衬套下端的筛管，所述筛管的下端设置有丝堵，所述下进液口由筛管侧壁上开设的孔形成。