CN214118121U - 水力锚锚定试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水力锚锚定试验装置，包括：试验套管；堵头，其用于封堵试验套管的第一端，其包括向试验套管内注入加压流体的注入孔；活塞，其套装于试验套管内位于水力锚与堵头之间的位置并与试验套管内壁滑动配合；封堵件，其用于封堵水力锚朝向活塞那端的开口；连接管，其一端伸入试验套管内，其另一端用于与井口装置固定连接；伸缩管，其一端与连接管伸入试验套管内的那端固定连通；伸缩轴，其套装于试验套管内并至少能沿试验套管轴向远离活塞方向移动，其一端的流体通道的开口和水力锚与活塞相背那端的开口连通，其另一端套装于伸缩管的另一端内并能沿伸缩管的轴向向连接管方向滑动。它能实现水力锚的锚定力和密封能力试验。

Description

水力锚锚定试验装置

技术领域

本实用新型涉及油井设备试验领域，尤其涉及水力锚锚定试验装置。

背景技术

水力锚主要有本体、锚爪、压条、高弹力弹簧、“O”型密封圈等组成。将水力锚随油管下到设计位置，在油管内压力的作用下，随压力逐步增加促使锚爪伸出本体外，从而卡在套管内壁上，防止管串在工作时发生位移而失效，从而起到锚定管柱的作用。解封时，卸掉油管内压力，锚爪在高弹力弹簧的弹力作用下收回，即可实现水力锚的解封。锚定管柱，避免井下工具产生轴向位移。用于油（气）井水力压裂、水井增注改造、水力喷砂、切割（或喷砂射孔）等井下作业管柱的锚定。

在高温205℃、高压差105Mpa情况下，水力锚锚爪伸出时，与套管壁咬合，锚爪咬入到套管壁内。然而，现在由于没有相关试验装置，对水力锚检测的难点在于：其一，在高温205℃高压差105Mpa情况下，水力锚锚爪卡在套管壁的同时，水力锚承受一个由下向上的上顶力，此时，锚爪在承受大载荷（99T）情况下，锚爪承载能力任何试验；其二，在高温205℃、高压差105Mpa情况下，水力锚锚爪在高温高压下的密封性能如何试验。

为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种能实现水力锚的锚定力和密封能力试验的水力锚锚定试验装置。

本实用新型用于实现上述目的的技术方案如下：

一种水力锚锚定试验装置，包括：

试验套管，其包括第一端和第一端相对的第二端，其内能容纳水力锚；

堵头，其用于封堵试验套管的第一端，其包括向试验套管内注入加压流体的注入孔；

活塞，其套装于试验套管内位于水力锚与堵头之间的位置并与试验套管内壁滑动配合；

封堵件，其用于封堵水力锚朝向活塞那端的开口；

连接管，其一端伸入试验套管内，其另一端用于与井口装置固定连接；

伸缩管，其一端与连接管伸入试验套管内的那端固定连通；

伸缩轴，其包括贯穿相对两端端面的流体通道，其套装于试验套管内并至少能沿试验套管轴向远离活塞方向移动，其一端的流体通道的开口和水力锚与活塞相背那端的开口连通，其另一端套装于伸缩管的另一端内并能沿伸缩管的轴向向连接管方向滑动。

所述堵头旋合于试验套管的第一端内，其与试验套管的内壁密封连接。

所述堵头与试验套管的内壁之间设有第一密封环。

所述活塞具有与试验套管的内壁相贴合的本体以及设置于所述本体朝向水力锚的顶抵杆；所述顶抵杆与本体同轴设置。

所述本体的周侧壁和试验套管的内壁之间设有第二密封圈。

所述封堵件包括丝堵。

所述封堵件与水力锚朝向活塞那端的开口内壁之间设置有第三密封圈。

所述伸缩轴和水力锚与活塞相背那端旋合连接。

所述伸缩轴与伸缩管密封滑动连接。

还包括：

扶正环，其固定套装于试验套管的第二端外和连接管的另一端外。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型通过设置堵头、活塞、封堵件和伸缩轴、伸缩管、连接管，分别通过外部的井口装置、压力设备向连接管和堵头对应进行加压及通过外部的加温设备进行加温操作即可实现水力锚的锚定力和密封能力试验，容易实施，操作简便。本实用新型对开展耐高温、高压封隔器水力锚的研究起到了积极作用，有助于形成具有自主知识产权的国产化耐高温、高压封隔器水力锚，形成自主化的配套工具技术，从而摆脱国外公司对国内水力锚高温高压试验的垄断，促进水力锚技术的更有效实施，具有广阔的发展空间和应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

具体实施方式

下面给出的实例是对本实用新型的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本实用新型作进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型中涉及“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1示例性示出本实用新型众多实施例中的一种水力锚锚定试验装置的实施例。该水力锚锚定试验装置包括试验套管1、堵头2、活塞3、封堵件4、伸缩轴5、伸缩管6、连接管7。

试验套管1为筒状结构，其包括第一端11和第一端11相对的第二端12，其内能容纳水力锚8。

堵头2旋合于试验套管1的第一端11内，其与试验套管1的内壁密封连接。堵头2用于封堵试验套管1的第一端11，其包括向试验套管1内注入加压流体的注入孔21。堵头2与试验套管1的内壁之间设有第一密封环9，以实现堵头2与试验套管1的内壁之间的密封连接。

活塞3套装于试验套管1内位于水力锚8与堵头2之间的位置，活塞3与试验套管1内壁滑动配合。活塞3具有与试验套管1的内壁相贴合的本体31以及设置于本体31朝向水力锚8的顶抵杆32；顶抵杆32与本体31同轴设置。本体31的周侧壁和试验套管1的内壁之间设有第二密封圈a，以实现本体31的周侧壁和试验套管1的内壁之间的密封连接。

封堵件4包括但不限于丝堵，封堵件4可以与水力锚8朝向活塞3那端的开口旋合，其用于封堵水力锚8朝向活塞3那端的开口。封堵件4与水力锚8朝向活塞3那端的开口内壁之间设置有第三密封圈b，以实现封堵件4与水力锚8朝向活塞3那端的开口内壁之间的密封连接。

连接管7为管状结构，其一端伸入试验套管1内，其另一端用于与井口装置固定连接。

伸缩管6为管状结构，其一端与连接管7伸入试验套管1内的那端固定连通。

伸缩轴5为管状结构，其包括贯穿相对两端端面的流体通道51，其套装于试验套管1内并至少能沿试验套管1轴向远离活塞3方向移动。伸缩轴5的一端的流体通道51的开口和水力锚8与活塞3相背那端的开口连通。伸缩轴5和水力锚8与活塞3相背那端旋合连接。伸缩轴5和水力锚8与活塞3相背那端之间设有第四密封环c，以实现伸缩轴5和水力锚8与活塞3相背那端之间的密封连接。伸缩轴5的另一端套装于伸缩管6的另一端内并能沿伸缩管6的轴向向连接管7方向滑动。伸缩轴5与伸缩管6之间设有第五密封环d，以实现伸缩轴5与伸缩管6之间的密封滑动连接。

本实用新型还包括扶正环e，其固定套装于试验套管1的第二端外和连接管7的另一端外。

试验时，通过加温设备加温至205℃，连接管7的另一端通过井口装置加压至105MPa，水力锚8的锚爪伸出，锚爪在试验套管1内壁锚定，此时，水力锚8在锚爪锚定的情况下，在试验套管1内固定。如有泄漏，环空压力升高，此时，水力锚8密封失效，试验终止。水力锚8密封未失效的情况下，此时，通过压力设备将加压流体注入注入孔21，此时，压力由活塞3转化为轴向力，活塞3向水力锚8方向移动，直至接触到水力锚8上的封堵件4，注入孔21内加压流体的压力上升至105MPa，水力锚8锚爪承受向伸缩轴5方向的力为99T。因连接管7和水力锚8之间通过伸缩轴5、伸缩管6连接，水力锚8能沿试验套管1轴向向连接管7方向位移较小时不需限制。一旦水力锚8的锚爪承受不住压力而损伤或锚定力不足，而使水力锚8整体向连接管7方向移动，从而推动伸缩轴5在伸缩管6内沿伸缩管6轴向向连接管7方向滑动。当水力锚8沿试验套管1轴向向连接管7方向移动距离过大，使连接管7、伸缩轴5彼此相向的端面互相接触时，因连接管7与井口装置固定，从而限制水力锚8继续沿试验套管1轴向向连接管7方向移动，起到限位作用。伸缩管6内有止回装置，伸缩轴5只能向一端轴向移动，当伸缩轴5轴向移动距离小时，可以将轴向移动的距离测量出来。可见，伸缩轴5、伸缩管6的前述设置方式能够防止水力锚8锚定失效时损坏本实用新型。通过上述操作试验，本实用新型能够试验验证水力锚8的锚定力和密封能力是否符合相关标准要求。

本实用新型可以在高温205℃、高压差105Mpa情况下进行试验，水力锚8锚爪伸出时，与试验套管1的内壁咬合，锚爪咬入到试验套管1的内壁内。此时，水力锚8锚爪卡在试验套管1的内壁的同时，水力锚8承受一个向水力锚8方向的力，此时，锚爪在承受大载荷（99T），水力锚8锚爪在高温205℃、高压差105Mpa情况下无泄漏及锚爪无损伤，认为该水力锚8符合要求。

能够理解的是，前述试验时所采用的温度值、压力值均不是特定值，不构成对本实用新型的限制，根据实际试验需要，还可以是其他值。

需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再进行描述。

上面参照实施例对本实用新型进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水力锚锚定试验装置，其特征在于，包括：

试验套管，其包括第一端和第一端相对的第二端，其内能容纳水力锚；

堵头，其用于封堵试验套管的第一端，其包括向试验套管内注入加压流体的注入孔；

活塞，其套装于试验套管内位于水力锚与堵头之间的位置并与试验套管内壁滑动配合；

封堵件，其用于封堵水力锚朝向活塞那端的开口；

连接管，其一端伸入试验套管内，其另一端用于与井口装置固定连接；

伸缩管，其一端与连接管伸入试验套管内的那端固定连通；

伸缩轴，其包括贯穿相对两端端面的流体通道，其套装于试验套管内并至少能沿试验套管轴向远离活塞方向移动，其一端的流体通道的开口和水力锚与活塞相背那端的开口连通，其另一端套装于伸缩管的另一端内并能沿伸缩管的轴向向连接管方向滑动。

2.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述堵头旋合于试验套管的第一端内，其与试验套管的内壁密封连接。

3.根据权利要求2所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述堵头与试验套管的内壁之间设有第一密封环。

4.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述活塞具有与试验套管的内壁相贴合的本体以及设置于所述本体朝向水力锚的顶抵杆；所述顶抵杆与本体同轴设置。

5.根据权利要求4所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述本体的周侧壁和试验套管的内壁之间设有第二密封圈。

6.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述封堵件包括丝堵。

7.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述封堵件与水力锚朝向活塞那端的开口内壁之间设置有第三密封圈。

8.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述伸缩轴和水力锚与活塞相背那端旋合连接。

9.根据权利要求1所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，所述伸缩轴与伸缩管密封滑动连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述水力锚锚定试验装置，其特征在于，还包括：

扶正环，其固定套装于试验套管的第二端外和连接管的另一端外。

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