CN210742016U - 一种固井用胶塞耐压性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固井用胶塞耐压性能检测装置。固井用胶塞耐压性能检测装置包括用于模拟与待测胶塞适配的石油套管的承压本体，承压本体包括筒体和与筒体固定的用于模拟石油套管内的碰压座的承压座，筒体内具有容纳待测胶塞的容纳空间；还包括与承压本体密封连接的承压端盖，承压端盖或筒体上设有用于与打压装置连接以向筒体内打入承压介质的打压孔，承压座上设有用于排放承压介质的排放孔，承压座上具有在待测胶塞与承压座压触时与待测胶塞密封配合的配合面，该待测胶塞与配合面密封配合后将筒体内的容纳空间与排放孔隔开。通过在胶塞入井前对其进行耐压性能检测，保证入井的均为合格的胶塞，从而保证固井的质量。

Description

一种固井用胶塞耐压性能检测装置

技术领域

本实用新型涉及石油固井技术领域，具体涉及一种固井用胶塞耐压性能检测装置。

背景技术

固井是向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间内注入水泥的施工作业，是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节。胶塞是固井施工中替浆环节用于分隔水泥浆与后置替浆浆体(如钻井液)以防止水泥浆中混入后置替浆浆体而影响固井质量的一种固井附件。在替浆环节中，当胶塞下行至碰压座处时，压力突然升高，这一时刻称为“碰压”，碰压是固井的最后一道工序，意味着水泥浆已经顶替到位。由于碰压时，压力突然升高，这就需要胶塞具有一定的柔韧性及承压能力。

然而，目前的固井施工中存在使用承压能力较差的单胶塞，在碰压瞬间产生的高压力下有可能破损而导致无法碰压，不能有效为替浆环节提供计量参考，导致替量过多以至于替空，影响固井质量。因此，在胶塞装入套管之前，有必要对胶塞进行耐压性能检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能对固井用胶塞的耐压性能进行检测的固井用胶塞耐压性能检测装置，以保证固井质量。

为实现上述目的，本实用新型提供的固井用胶塞耐压性能检测装置的技术方案是：

一种固井用胶塞耐压性能检测装置，包括：

承压本体，用于模拟与待测胶塞适配的石油套管，包括筒体和与筒体固定的用于模拟石油套管内的碰压座的承压座，筒体内具有容纳待测胶塞的容纳空间；

承压端盖，与筒体可拆密封连接；

承压端盖或筒体上设有用于与打压装置连接以向筒体内打入承压介质的打压孔；

承压座上设有用于排放承压介质的排放孔，承压座上具有在待测胶塞与承压座压触时与待测胶塞密封配合的配合面，该待测胶塞与配合面密封配合后将筒体内的容纳空间与排放孔隔开。

有益效果：固井用胶塞耐压性能检测装置通过承压本体来模拟与待测胶塞适配的石油套管，通过承压座来模拟石油套管内的碰压座，待测胶塞与承压座压触时即可模拟碰压过程，由于承压端盖与筒体密封连接，承压座在待测胶塞与承压座压触时与待测胶塞密封配合，通过打压孔向筒体内注入承压介质即可对固井用胶塞进行耐压性能检测，保证每次装入石油套管内的胶塞都具有良好的耐压能力，从而保证固井的质量。

进一步地，所述承压端盖或筒体上设有与筒体内部容纳空间连通的泄压口，泄压口连接有在筒体内压力异常时打开而泄压的安全阀门。

有益效果：能够避免在筒体内压力异常时有效释放压力，从而避免胶塞在检测过程中受到损坏。

进一步地，所述打压孔设置在承压端盖上，打压孔的轴线与筒体的中心轴线重合。

有益效果：打压孔设置在承压端盖上且与筒体同轴设置，这样在打压时，待测胶塞受压更均匀。

进一步地，所述承压座的配合面上设有环形密封凹槽，环形密封凹槽内设有环形密封圈，配合面通过所述环形密封圈与待测胶塞在待测胶塞与承压座压触时密封配合。

有益效果：在承压座上设置环形密封凹槽，便于加工，通过在环形密封凹槽中设置环形密封圈，保证与待测胶塞之间密封，以更好的模拟待测胶塞在碰压时的情况。

进一步地，所述环形密封凹槽设置有多个，各环形密封凹槽同心设置且各环形密封凹槽内均设有环形密封圈。

有益效果：通过设置多个环形密封凹槽并在每个环形密封凹槽内装入环形密封圈，能够更好地实现承压座与待测胶塞之间的密封。

进一步地，各环形密封凹槽与所述筒体同轴设置。

有益效果：结构更加紧凑，对待测胶塞的密封更均匀。

附图说明

图1为本实用新型提供的固井用胶塞耐压性能检测装置的结构示意图；

图2为图1中去掉承压端盖的俯视图。

附图标记说明：1-筒体，2-承压座，3-承压端盖，4-打压孔，5-排放孔，6-泄压口，7-环形密封圈。

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。

本实用新型的固井用胶塞耐压性能检测装置的具体实施例：

如图1至图2所示，固井用胶塞耐压性能检测装置包括承压本体，承压本体用于模拟固井过程中与待测胶塞适配的石油套管，承压本体采用钢材质，耐压级别大于实际情况下对应石油套管的最高抗内压值，能够满足对待测胶塞的耐压测试要求。承压本体包括呈圆柱状的筒体1和设置在筒体1底部的承压座2，承压座2用于模拟石油套管内的碰压座，承压座2与筒体1之间通过螺纹密封连接。当然，在其他实施例中，筒体和承压座可以一体设置，或者在其他实施例中，筒体和承压座仍然分体设置，但承压座不设置在筒体的底部，而是设置在筒体内部。筒体1内具有用于容纳待测胶塞的容纳空间，待测胶塞装入筒体1内时，与筒体1的内壁过盈配合。

承压本体的顶部设有与其通过螺纹密封连接的承压端盖3，承压端盖3对应筒体1的中心轴线位置处设置有打压孔4，打压孔4用于连接打压装置以向筒体1内打入承压介质。打压孔4与筒体1同轴设置，这样在打压过程中，待测胶塞所受压力更为均匀，不影响最终的检测结果。具体使用过程中，打压装置可采用高压水泵，高压水泵处设有压力表，承压介质可选用清水。承压端盖3上还设有与筒体内部的容纳空间连通的泄压口6，泄压口6处连接有安全阀门，若打压过程筒体内部压力异常，安全阀门打开泄压，防止待测胶塞受高压而损坏或造成人员伤亡。

承压座2对应筒体的中心轴线位置处设有能够排放清水的排放孔5，在待测胶塞压入筒体1内而未与承压座2压触时，向筒体1内打入具有一定压力的清水，在压力作用下，待测胶塞会沿筒体1的轴向朝向承压座2移动，排放孔5则能够在待测胶塞承压期间排出间隙多余的清水。之所以承压介质采用清水，是因为清水排放后不会对环境造成污染。

承压座2具有在待测胶塞与承压座压触时与待测胶塞密封配合的配合面，具体地，承压座2朝向承压端盖3的端面上设有与筒体1同轴的环形密封凹槽，环形密封凹槽内设有环形密封圈7，承压座2通过环形密封圈7与待测胶塞密封配合。本实施例中，环形密封凹槽设有多个，每个环形密封凹槽均同心并沿承压座2的径向等间隔布置，每个环形密封凹槽内均设有环形密封圈7，实际上，环形密封圈为O形密封圈。待测胶塞在压力作用下移至与承压座2压触时，在各环形密封圈的作用下，待测胶塞与承压座2密封配合，在待测胶塞与承压座2密封配合后，将排放孔5和筒体1内的容纳空间隔开，使待测胶塞的下部为封堵状态，此时，可用于模拟待测胶塞的碰压过程。

本实施例中，待测胶塞采用单胶塞，其承受的压力值在实际使用中应大于两个值，这两个值分别为注水泥浆前后石油套管内外压力差值、碰压后最高压力值与碰压前的压力值的差值。另外，待测胶塞承受的压力值在实际使用中还应小于石油套管的最高抗内压值。

待测胶塞耐压性能的具体检测过程：首先将待测胶塞压入筒体1内，旋拧承压端盖3使其与筒体1密封连接，检测安全阀门是否正常使用，检测完毕后，在打压孔4处接入高压水泵，通过打压孔4对筒体1内进行注水打压，压力值设定根据待测胶塞耐压测试的压力确定；打压过程中，在水压的作用下待测胶塞沿筒体1轴向朝承压座2的方向移动，直至与承压座2压触；压触后，稳压5min，观察高压水泵处压力表的读数，若较之前读数压降小于0.2MPa，则待测胶塞耐压性能良好，为合格产品，若较之前压力表读数压降大于0.2MPa，若无法稳压排除检测设备问题，则考虑待测胶塞存在质量问题；检测完成后，打开安全阀门，释放压力，并打开承压端盖3，取出待测胶塞。

具体的，在工程实际中，利用上述固井用胶塞耐压性能检测装置对五口井的单胶塞进行耐压测试，数据如下表所示：

从上表可以看出，五口井的单胶塞在入井碰压时的承压能力均符合要求。

通过在胶塞入井前对其进行耐压性能检测，在一定程度上杜绝了存在质量问题的胶塞入井，保证了固井的质量。

上述实施例中，打压孔设置在承压端盖上的对应筒体中心轴线的位置处，在其他实施例中，打压孔也可以设置在承压端盖的其他位置，比如靠近筒体筒壁的位置，只要能顺利实现打压即可，此时打压孔的中心轴线与筒体的中心轴线不重合。当然，在其他实施例中，打压孔也可以设置在筒体上。

上述实施例中，承压端盖上设置有泄压口，在其他实施例中，若筒体内压力保持在正常范围内，也可以不设置泄压口。当然，在其他实施例中，泄压口也可以设置在筒体上。

上述实施例中，环形密封凹槽设置有多个，且各个环形密封凹槽同心设置，以更好的实现与待测胶塞之间的密封，在其他实施例中，也可以仅在承压座上设置一个环形密封凹槽，相应的，环形密封凹槽的尺寸可以做大一些，即环形密封圈的尺寸可以做大一些。或者在其他实施例中，各环形密封凹槽不同心设置。只要能实现在待测胶塞在待测胶塞与承压座压触时，两者之间密封配合即可。

上述实施例中，待测胶塞在待测胶塞与承压座压触时通过环形密封圈实现密封配合，在其他实施例中，也可以在承压座朝向待测胶塞的表面涂覆密封涂料，通过密封涂料实现两者在压触时的密封配合。

上述实施例中，各环形密封凹槽与筒体同轴设置，当然在其他实施例中，各环形密封凹槽也可以不与筒体同轴设置。

Claims (6)

1.一种固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于，包括：

承压本体，用于模拟与待测胶塞适配的石油套管，包括筒体和与筒体固定的用于模拟石油套管内的碰压座的承压座，筒体内具有容纳待测胶塞的容纳空间；

承压端盖，与筒体可拆密封连接；

承压端盖或筒体上设有用于与打压装置连接以向筒体内打入承压介质的打压孔；

承压座上设有用于排放承压介质的排放孔，承压座上具有在待测胶塞与承压座压触时与待测胶塞密封配合的配合面，该待测胶塞与配合面密封配合后将筒体内的容纳空间与排放孔隔开。

2.根据权利要求1所述的固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于：所述承压端盖或筒体上设有与筒体内部容纳空间连通的泄压口，泄压口连接有在筒体内压力异常时打开而泄压的安全阀门。

3.根据权利要求1所述的固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于：所述打压孔设置在承压端盖上，打压孔的轴线与筒体的中心轴线重合。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于：所述承压座的配合面上设有环形密封凹槽，环形密封凹槽内设有环形密封圈，配合面通过所述环形密封圈与待测胶塞在待测胶塞与承压座压触时密封配合。

5.根据权利要求4所述的固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于：所述环形密封凹槽设置有多个，各环形密封凹槽同心设置且各环形密封凹槽内均设有环形密封圈。

6.根据权利要求5所述的固井用胶塞耐压性能检测装置，其特征在于：各环形密封凹槽与所述筒体同轴设置。

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