CN210464969U - 一种井下工具高温高压试验井筒结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种井下工具高温高压试验井筒结构，涉及石油钻采模拟试验设备技术领域，包括机械密封、井筒和钻柱，其中机械密封的静环与井筒的一端连接，钻柱的一端穿过机械密封的动环并与其密封连接，另一端伸入井筒内，井筒壁上设置有冲洗液出液孔、热循环液进液孔、热循环液出液孔，钻柱上连接有井下工具。本实用新型利用机械密封本身具有的冲洗降温的功能直接对动态密封降温，能够实现有效、可靠密封，延长密封寿命，同时，在井筒上设置有冲洗液出液孔及时将冲洗液排出，避免其对钻柱，尤其是与钻柱连接的井下工具的温度的影响，通过热循环液进、出液孔可以实现对井下工具温度的控制，模拟地层下的高温、高压状况。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻采模拟试验设备技术领域，具体涉及一种井下工具高温高压试验井筒结构。
背景技术
为了满足油、气井完井工艺及井下工具的发展需要，对井下工具提出了全尺寸试验环境的需求。这要求在地面模拟地层的高温、高压状况下井下工具旋转等状态，通常是将井下工具连接于钻柱上送入井筒中，通过钻柱转动带动井下工具旋转试验，这需要在钻柱与井筒之间需要设置可旋转的动态密封，其动态密封的可靠性和使用寿命对于实验来讲十分关键，而且温度越高，对动态密封的要求越高，目前高温用动态密封价格昂贵且采购周期长，因此研究更高性能的动态密封结构或者是改变井筒结构对动态密封部位降温降成为大家不断改进本装置提高其经济适用性能的方向，如中国申请专利CN206522964U公开了一种井下工具高温高压试验井筒结构，其在井筒上靠近动态密封的部位设置冷却套进行降温，可以一定程度上降低动态密封件所处的工作环境温度，实现有效、可靠密封，延长密封寿命，但该结构井筒外表面积较小，冷却套管段与井筒的传热面积有限；动态密封在旋转过程中会不断地摩擦生热，这部分热量缺乏必要转移措施会导致其温度升高，所以实际降温幅度不大，效果还有待提高。
实用新型内容
鉴于以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种井下工具高温高压试验井筒结构。
本实用新型采用以下技术方案为：
一种井下工具高温高压试验井筒结构，包括机械密封、井筒和钻柱，其中机械密封为市售的常规机械密封成品，其包括静环、动环和冲洗液注入孔，静环与井筒的一端连接，钻柱的一端穿过动环并与其密封连接，另一端伸入井筒内，井筒从连接有机械密封的一端到另一端依次设置有冲洗液出液孔、热循环液进液孔、热循环液出液孔，当然，热循环液进液孔、热循环液出液孔的位置可以对调，钻柱上连接有井下工具，井下工具位于热循环液进液孔、热循环液出液孔之间，使得注入的热流体可以对井下工具充分加热。
优选的，井筒靠近机械密封的一端的内壁上设置有隔离环，隔离环的内孔尺寸大于钻柱尺寸，钻柱穿过隔离环的内孔，以隔离环为界将井筒分为冷却段和加热段，其中隔离环与机械密封之间为冷却段，其余为加热段，冲洗液出液孔位于冷却段上，热循环液进液孔和热循环液出液孔位于加热段上。
使用时，通过热循环液进液孔和热循环液出液孔向井筒中循环注入热流体加热钻柱，同时控制热流体压力，即可模拟地层的高温、高压状况；向冲洗液注入孔中注入温度较低的冲洗液对机械密封进行冲洗降温，该冲洗液最后通过井筒上的冲洗液出液孔排出，此过程中热流体和冲洗液未完全隔离，必然会有部分混合，通过设置隔离环减小热流体与冲洗液的接触面积可以有效降低其混合量。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：
本实用新型将钻柱通过机械密封与井筒连接，利用机械密封本身具有冲洗降温的功能直接对动态密封降温，能够实现有效、可靠密封，延长密封寿命，通过在井筒上设置有冲洗液出液孔及时将低温的冲洗液排出，避免其影响钻柱，尤其是与钻柱连接的井下工具的温度，通过热循环液进、出液孔可以实现对井下工具温度的控制，模拟地层下的高温、高压状况。
附图说明
图1为本实用新型整体示意图；
图中，1、机械密封；2、井筒；3、钻柱；4、隔离环；5、冲洗液出液孔；6、热循环液进液孔；7、热循环液出液孔；8、井下工具；
11、冲洗液注入孔；21、冷却段；22、加热段。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例：
一种井下工具高温高压试验井筒结构，包括机械密封1、井筒2和钻柱3，其中机械密封位市售的成品，其包括静环、动环和冲洗液注入孔11，其静环与井筒2的一端连接，井筒2靠近机械密封1一端的内壁上设置有隔离环4，隔离环3的内孔尺寸大于钻柱3尺寸，钻柱3的一端穿过机械密封1的动环并与其密封连接，另一端伸入井筒2内并穿过隔离环3，井筒2分为冷却段21和加热段22，其中隔离环3与机械密封1之间为冷却段21，其余为加热段22，冷却段21上设置有冲洗液出液孔5，加热段22上设置有热循环液进液孔6和热循环液出液孔7，钻柱3上还连接有井下工具8，井下工具8位于热循环液进液孔6、热循环液出液孔7之间。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种井下工具高温高压试验井筒结构，其特征在于，包括机械密封、井筒和钻柱，机械密封包括静环、动环和冲洗液注入孔，所述静环与井筒的一端连接，所述钻柱的一端穿过动环并与其密封连接，另一端伸入井筒内，所述井筒上从连接机械密封的一端到井筒另一端依次设置有冲洗液出液孔、热循环液进液孔、热循环液出液孔，所述钻柱上连接有井下工具，所述井下工具位于热循环液进液孔、热循环液出液孔之间。
2.根据权利要求1所述的一种井下工具高温高压试验井筒结构，其特征在于，所述井筒上从连接机械密封的一端到井筒另一端依次设置有冲洗液出液孔、热循环液出液孔、热循环液进液孔。
3.根据权利要求1所述的一种井下工具高温高压试验井筒结构，其特征在于，所述井筒靠近所述机械密封的一端的内壁上设置有隔离环，隔离环的内孔尺寸大于所述钻柱的尺寸，钻柱穿过隔离环的内孔，所述井筒包括冷却段和加热段，其中隔离环与机械密封之间为冷却段，其余为加热段，所述冲洗液出液孔位于冷却段上，所述热循环液进液孔和热循环液出液孔位于加热段上。
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