CN218297565U - 一种井下工具外压测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下工具外压测试工装，其包括具有测压空腔的测压内筒，其两端均可拆卸的设置有封堵部件，封堵部件上开设有与测压空腔连通的外压打压孔，以及内压打压部件，在测压内筒外部还设置有外压补偿部件。该测压工装通过设置互相配合的测压内筒和外压补偿外筒的装配结构，并通过外压补偿外筒对测压内筒外壁进行压力补偿，提高测压内筒的内压承受能力，进而可以在保持足够的承压状态下，减小测压内筒的承压壁厚，并可采用标准成品套管改制成来替代测压内筒和外压补偿外筒，极大的降低制作的成本及使用成本。而根据选用不同厚度的测压内筒和外压补偿外筒可快速装配成适用于不同测压工具的测压需要，提高测压工装的适用性。

Description

一种井下工具外压测试工装

技术领域

本实用新型涉及井下工具模拟测压技术领域，尤其涉及一种井下工具外压测试工装。

背景技术

井下工具是石油钻井工具的一类，通常还包括有井口工具，井下工具主要是指伸入至钻井孔中并至石油层之间的井内作业工具，其主要包括有封隔器类、测试类工具，封隔器类工具主要将井下相应高度空间进行封堵，测试工具主要测量相应深度的井下各项数据，包括如井下压力、温度、酸碱度等。由于目前石油钻井井深较大，有超过7000米的深井，而井内压力随井深的增加而相应的增大，因此，井下工具要能承受井下最大压力，才能在作业过程中保持其完整性而不被损坏，实现准确的测量记录或封堵等作业。

为了避免在井下工具下入至井内而受较大压力存在破坏的问题，通常在井外需要进行承压的模拟测试，而一般的测试方法是制作适配于工具长度的测压腔工装，将工具放入至该测压腔内并通入压力进行测试。根据井下工具承压能力的相关要求，目前多为105MPa(15000psi)工具，因此通常该工具需要制作较大的壁厚以承受该压力值，并且由于部分井下工具具有较大的本体长度，例如DST(随钻测试)作业中使用的5″选择测试阀长度为7384mm，5″OMINI阀长度为6555mm。目前要承受较大压力的测压工装在制备时存在较大的制备难度，导致其具有较大质量，在作业现场难于便捷的使用，而对于受压过大的工具进行测量时，则又不能满足承压条件，需要再次制作，因此，对于种类繁多的井下工具的模拟测压在存在较大的操作难度。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种井下工具外压测试工装，其通过设置互相配合的测压内筒和外压补偿外筒及辅助的装配结构，并通过外压补偿外筒对测压内筒外壁进行压力补偿，提高测压内筒的内压承受能力，进而可以在保持足够的承压状态下，减小测压内筒的承压壁厚，并可采用标准成品套管改制后来替代测压内筒和外压补偿外筒，极大的降低制作的成本及使用成本。而选用不同厚度的测压内筒和外压补偿外筒则可配合出不同试压工具的测压模拟工作。极大的提高了该项工作的便捷性较低的成本。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种井下工具外压测试工装，其特征在于：所述外压测试工装包括具有测压空腔的测压内筒，所述测压内筒两端均可拆卸的设置有封堵部件，所述封堵部件上开设有与所述测压空腔连通的外压打压孔，并在所述封堵部件上还设置有与所述测压空腔连通的内压打压部件，在所述测压内筒外部还设置有外压补偿部件。

优选的，所述封堵部件包括依次螺纹连接的试压接头和转换接头，所述测压内筒的端部套入至所述转换接头内且相互之间为台阶限位配合结构，所述外压打压孔开设在所述试压接头的侧壁上。

优选的，所述内压打压部件为穿设在所述试压接头端部且伸入至所述测压空腔内的传压杆，所述传压杆的内端口设置有柔性液压管线接口。

优选的，在所述测压内筒外端侧壁与所述转换接头之间螺纹套设有限位螺母，其外端面与所述转换接头为台阶限位配合结构，所述外压补偿部件为环套在所述测压内筒外部的外压补偿外筒，其与所述转换接头内壁螺纹连接，所述外压补偿外筒内壁与所述测压内筒外壁之间构成背压腔，并在所述转换接头外壁开设有与所述背压腔贯通的外压补偿口。

优选的，所述测压内筒外壁沿轴向间距套设固定有与所述外压补偿外筒内壁接触支撑的扶正套筒，其内具有压力通道。

本实用新型的有益效果是：该测压工装通过设置互相配合的测压内筒和外压补偿外筒的装配结构，并通过外压补偿外筒对测压内筒外壁进行压力补偿，提高测压内筒的内压承受能力，进而可以在保持足够的承压状态下，减小测压内筒的承压壁厚，并可采用标准成品套管改制后来替代测压内筒和外压补偿外筒，降低制作的成本及使用成本。

而在减小测压内筒的承压厚度的作用下，根据选用不同厚度的测压内筒和外压补偿外筒可快速装配成适用于不同测压工具的测压需要，极大地简化了该测压工装的加工难度。

附图说明

图1为本实用新型外压测试工装整体结构剖视图。

图2为本实用新型图1中A处放大图。

图3为本实用新型图1中B处放大图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～3所示的一种井下工具外压测试工装，所述外压测试工装包括具有测压空腔501的测压内筒5，所述测压内筒5两端均可拆卸的设置有封堵部件，所述封堵部件上开设有与所述测压空腔501连通的外压打压孔101。在对井下工具(图中10所示)进行外部测压时，将其放入至测压内筒5的测压空腔501中，通过所述封堵部件将测压空腔501两端进行封堵，使得井下工具处于封闭的测压环境中，接着通过外压打压孔101向测压空腔501内打入压力(优选为液压油)，通过控制该液压油的打入压力，测量井下工具外部受压能力，模拟井下工具在井下环境中的承压状态。

由于在井下环境中，工具在工作状态下，其内部同样承受一定的压力作用，因此为了真实模拟工具在井下作业时内部内外部均受压的状态，如图1-2所示，在所述封堵部件上还设置有与所述测压空腔501连通的内压打压部件，通过该内压打压部件与工具端部连接并通入适当压力，以模拟出工具在井下真实的作业状态，对工具设计及承压能力得到准确的测量值，以减小实际的作业成本。

由于井下工具通常具有较大的长度(如6-9m的本体长度，也具有大于9m的工具长度)，而实际在制作上述所述测压内筒5时，为了承受较大的测压压力，通常其具有较大的壁厚尺寸及长度，使得目前在加工时存在较大的难度，并且该测压内筒5加工成型后在后期使用、转运时也因质量大、长度较长而不便使用，因此为了解决该问题，如图1所示，在所述测压内筒5外部还设置有外压补偿部件。通过该外压补偿部件对测压内筒5外壁进行压力补偿，提高测压内筒5的内压承受能力，进而可以在保持足够的承压状态下，减小测压内筒5的承压壁厚，并可优选的采用标准成品套管来替代测压内筒5，降低制作的成本及使用成本。

具体的，如图2所示，所述封堵部件包括依次螺纹连接的试压接头1和转换接头2，两者通过螺纹封闭连接，所述测压内筒5的端部套入至所述转换接头2内且相互之间为台阶限位配合结构(图中a处所示)，所述外压打压孔101开设在所述试压接头1的侧壁上。装配时，将封闭连接的试压接头1和转换接头2套设在所述测压内筒5两端，并通过测压内筒5与转换接头2内壁之间的台阶限位配合结构实现定位，并优选的在转换接头2内壁嵌入有换套接触在测压内筒5外壁上的环形密封圈9实现密封。而从外压打压孔101向测压空腔501内打入压力，并被工具外壁承受及测试。

具体的，如图2所示，所述内压打压部件为穿设在所述试压接头1端部且伸入至所述测压空腔501内的传压杆7，所述传压杆7的内端口设置有柔性液压管线接口8。具体的，通过该柔性液压管线接口8与工具的端口进行适配性连接，柔性液压管线接口8则允许不同外径尺寸的工具内压通道的建立(因为工具放入测压内筒5后中心不一定和测压内筒5中心等高)，传压杆7和试压接头1处优选为动密封设计，目的是旋转装配试压接头1时不会影响工具内压试验管线，向工具内腔打入压力，实现工具内外均受压的真实井下受压状态。

为了提高测压内筒5与转换接头2的定位限位作用，如图2-3所示，在所述测压内筒5外端侧壁与所述转换接头2之间螺纹套设有限位螺母3，其外端面与所述转换接头2为台阶限位配合结构(图中b处所示)。限位螺母3螺纹紧固套设在测压内筒5的外壁上，其端部与转换接头2以台阶配合结构接触限位，进一步提高测压内筒5与转换接头2的定位限位作用。

如图1-2所示，所述外压补偿部件为环套在所述测压内筒5外部的外压补偿外筒4，其与所述转换接头2内壁螺纹连接。装配时，首先在测压内筒5一侧(如左侧)外壁套设限位螺母3，接着将转换接头2套设在测压内筒5左侧端部，并与限位螺母3端部接触，同时a处所示台阶结构相互配合接触，在此基础上，将外压补偿外筒4套设在测压内筒5外部，并使外压补偿外筒4端部外壁与转换接头2内壁螺纹连接紧固，接着在测压内筒5右侧外壁套设限位螺母3后，再次套入转换接头2并与外压补偿外筒4右侧外壁螺纹连接紧固，同时紧贴该侧的限位螺母3。两侧的转换接头2与外压补偿外筒4螺纹连接实现整体结构，并在两侧的转换接头2与相应侧的限位螺母3接触后实现外压补偿外筒4相对于测压内筒5的定位封闭及紧固。接着在测压内筒5装入测压工具，将两侧的柔性液压管线接口8与工具的端部连接，最后再将试压接头1螺纹连接在两侧的转换接头2上实现完整的装配。该测试工装在第一次装配成型后，在后期的使用中(测压允许范围内)，只需要拆除一侧的试压接头1，剩余部分可以不用拆卸，即可进行工具的装卸和柔性液压管线接口8的连接，其避免了反复装配的问题，也方便整体吊装转运。

如图1-2所示，所述外压补偿外筒4内壁与所述测压内筒5外壁之间构成背压腔401，并在所述转换接头2外壁开设有与所述背压腔401贯通的外压补偿口201。通过该外压补偿口201打入压力并贯通至背压腔401中，通过外压补偿外筒4提供给测压内筒5外壁外力，并抵消测压空腔501内打入的内压，为工具外壁提供检测外压。

例如：测压内筒5可承受内压为85.6MPa，外挤压力(可承受外压)57.2MPa；外压补偿外筒4可承受内压58MPa，外挤压力19.8MPa。若工具的试压压力为105MPa，也就是测压空腔501的压力，理论上只需要在背压腔401内加背压105-85.6＝19.4MPa，也就是说大于19.4MPa小于57.2MPa的背压都是允许的，测压空腔501的压力低于85.6MPa都是允许的。但是考虑到安全系数，背压腔401加适当的背压，目的是使测压内筒5的压差小于85.6MPa。

而当背压腔401加入压力为45MPa，测压内筒5的内外压差为105-45＝60MPa，安全系数为85.6/60＝1.42，外压补偿外筒4的安全系数为57.2/45＝1.27，也就是在保证测压空腔501和背压腔401打入的压力总和能达到工具测试外压的状态下，同时保证测压内筒5和外压补偿外筒4的安全性。

因而通过上述计算，可以减小测压内筒5的承压厚度，根据选用不同厚度的测压内筒5和外压补偿外筒4可快速装配成适用于不同测压工具的测压需要，极大地简化了该测压工装的加工难度。

为了在测压过程中保持测压内筒5和外压补偿外筒4相对稳定性，如图1、3所示，所述测压内筒5外壁沿轴向间距套设固定有与所述外压补偿外筒4内壁接触支撑的扶正套筒6，其内具有压力通道601。从外压补偿口201通入至背压腔401中的压力，通过压力通道601贯穿至整个背压腔401中，并在扶正套筒6的作用下，保持测压内筒5和外压补偿外筒4的相对稳定性。

本实用新型的原理是：该测压工装装配时，首先在测压内筒5一侧(如左侧)外壁套设限位螺母3，接着将转换接头2套设在测压内筒5左侧端部，并与限位螺母3端部接触，同时a处所示台阶结构相互配合接触，在此基础上，将外压补偿外筒4套设在测压内筒5外部，并使外压补偿外筒4端部外壁与转换接头2内壁螺纹连接紧固，接着在测压内筒5右侧外壁套设限位螺母3后，再次套入转换接头2并与外压补偿外筒4右侧外壁螺纹连接紧固，同时紧贴该侧的限位螺母3。两侧的转换接头2与外压补偿外筒4螺纹连接实现整体结构，并在两侧的转换接头2与相应侧的限位螺母3接触后实现外压补偿外筒4相对于测压内筒5的定位封闭及紧固。接着在测压内筒5装入测压工具，将两侧的柔性液压管线接口8与工具的端部连接，最后再将试压接头1螺纹连接在两侧的转换接头2上实现完整的装配。

工具试压时，通过外压打压孔101向测压空腔501内打入压力，并同时通过外压补偿口201打入压力并贯通至背压腔401中，通过外压补偿外筒4提供给测压内筒5外壁外力，并抵消测压空腔501内打入的内压，为工具外壁提供检测外压。而通过传压杆7向工具内壁打入压力，实现工具内外均受压的真实井下受压状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种井下工具外压测试工装，其特征在于：所述外压测试工装包括具有测压空腔(501)的测压内筒(5)，所述测压内筒(5)两端均可拆卸的设置有封堵部件，所述封堵部件上开设有与所述测压空腔(501)连通的外压打压孔(101)，并在所述封堵部件上还设置有与所述测压空腔(501)连通的内压打压部件，在所述测压内筒(5)外部还设置有外压补偿部件。

2.根据权利要求1所述的一种井下工具外压测试工装，其特征在于：所述封堵部件包括依次螺纹连接的试压接头(1)和转换接头(2)，所述测压内筒(5)的端部套入至所述转换接头(2)内且相互之间为台阶限位配合结构，所述外压打压孔(101)开设在所述试压接头(1)的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种井下工具外压测试工装，其特征在于：所述内压打压部件为穿设在所述试压接头(1)端部且伸入至所述测压空腔(501)内的传压杆(7)，所述传压杆(7)的内端口设置有柔性液压管线接口(8)。

4.根据权利要求3所述的一种井下工具外压测试工装，其特征在于：在所述测压内筒(5)外端侧壁与所述转换接头(2)之间螺纹套设有限位螺母(3)，其外端面与所述转换接头(2)为台阶限位配合结构，所述外压补偿部件为环套在所述测压内筒(5)外部的外压补偿外筒(4)，其与所述转换接头(2)内壁螺纹连接，所述外压补偿外筒(4)内壁与所述测压内筒(5)外壁之间构成背压腔(401)，并在所述转换接头(2)外壁开设有与所述背压腔(401)贯通的外压补偿口(201)。

5.根据权利要求4所述的一种井下工具外压测试工装，其特征在于：所述测压内筒(5)外壁沿轴向间距套设固定有与所述外压补偿外筒(4)内壁接触支撑的扶正套筒(6)，其内具有压力通道(601)。

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