CN103994865B - 油套管螺纹连接气密封检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油套管螺纹连接气密封检测装置，属于石油天然气工程及储气库领域。该油套管螺纹连接气密封检测装置包括液气动力***、检测气源***及检测执行***；检测气源***包括增压储能器及检测气源；检测执行***包括检测工具、集气套及检漏仪，检测工具包括检测本体、至少一个中心管及封隔器胶筒；检测本体上安装有出气阀总成；当进行检测时，检测气体进入待测油套管内；当检测完成后，封隔器胶筒解封，检测气体通过环空排出，操作方便、技术可靠，且通过检漏仪记录的泄漏数据及时对不密封螺纹做出预报，有效剔除泄露的螺纹，为现场检测油套管的密封性提供安全保障，避免因螺纹泄漏引发的巨大损失，保证了气井长期的稳定开采。

Description

油套管螺纹连接气密封检测装置

技术领域

本发明涉及石油天然气工程及储气库等领域，特别涉及一种油套管螺纹连接气密封检测装置。

背景技术

随着深井、水平井勘探开发技术不断推广，以及天然气和储气库的大规模开发，对油套管的密封性要求越来越高。为保障入井油套管的密封，特别是一些高压气井、H₂S井、CO₂井、注气井或是人口稠密的地区井、储气库井等，油套管的密封性显得尤为重要。

由于油套管的加工公差、运输过程中的磕碰、微腐蚀等因素，特别是在高压气井下油套管作业过程中如上扣扭矩不合理、以及油管多次反复使用等，极易造成密封性能失效。有资料统计，油套管柱的损坏，90％左右由螺纹环节引起。因此及时检测油套管螺纹的密封性，是杜绝安全隐患的必要手段，尤其对高压高含硫气田的开发和储气库注采生产非常重要。然而，目前国内市场还没有专门用于检测油套管螺纹的密封性的油套管螺纹连接气密封检测装置。

发明内容

为了解决上述能及时检测油套管螺纹的密封性的问题，本发明实施例提供了一种油套管螺纹连接气密封检测装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种油套管螺纹连接气密封检测装置，用于检测油套管接箍螺纹的气密性，其包括液气动力***、检测气源***及检测执行***；检测气源***包括增压储能器及可操作地接通于增压储能器并向增压储能器内输送检测气体的检测气源；液气动力***包括可操作地接通于增压储能器并向增压储能器内注入高压水的水源；检测执行***包括检测工具、集气套及检漏仪，检测工具可操作地置于待检测油套管内，并将待测的油套管的待检测段密封，集气套安装在待检测油套管的接箍的外周面，检漏仪与集气套连接；检测工具包括检测本体；固定于检测本体的至少一个中心管及固定套设在至少一个中心管外的对应的封隔器胶筒，至少一个中心管和至少一个封隔器胶筒的数量根据待检测油套管的长度需要设置； 检测本体的外壁与待检测油套管的内壁形成有封闭的环空，检测本体上安装有贯通或阻断环空和中心管的出气阀总成；增压储能器内的气体可操作地进入中心管内；当进行检测时，检测气源内的检测气体依次通过增压储能器、中心管及出气阀总成进入待测油套管内；当检测完成后，封隔器胶筒解封，检测气体通过环空排出；

出气阀总成包括滑动安装于通孔内的阀杆及套在阀杆上的复位弹簧，且阀杆上设有一个可操作地关闭或打开通孔的堵头。

进一步地，还包括控制***，控制***包括控制主机，增压储能器设有与水源连接的液体入口，液气动力***连接控制主机，且液气动力***还包括相互连接的低压离心泵和高压柱塞泵，低压离心泵连接于水源，高压柱塞泵连接于液体入口。

进一步地，水源与液体入口之间还设有连接控制主机的第一高压卸压阀。

进一步地，液体入口上还串接有一个与控制主机电连接的高压表，高压柱塞泵与液体入口之间还串接有高压单向阀。

进一步地，增压储能器还设有与中心管连接的气体入口，检测气源***还包括与控制主机连接的第一高压截止阀及第二高压截止阀，第一高压截止阀连接于气体入口，第二高压截止阀分别连接于第一高压截止阀和中心管。

进一步地，中心管的第一端设有气管接头，中心管的第二端设有便于放入待测油套管内的导向块；第二高压截止阀分别连接于第一高压截止阀和气管接头。

进一步地，第二高压截止阀与气管接头之间还串接有一个连接控制主机的高压表。

进一步地，气管接头通过一个上接头固定于中心管，且气管接头和上接头及上接头和中心管之间均设有密封圈。

进一步地，检测气源连接于气体入口，且检测气源与气体入口之间还依次串接有气体截止阀和高压单向阀。

进一步地，控制***还包括与控制主机连接的绞车，检测工具设有一个可操作地与绞车吊装的操作环。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的油套管螺纹连接气密封检测装置通过储能器将检测气体增加后输送给检测工具，并通过检测将检测气体排放至待测油套管内；再利用收集套收集待测油套管的接箍处泄漏的检测气体，并通过检漏仪对现场或入井过程中油套管的进行检测，操作方便、技术可靠，且实施成本低。通过检漏仪的显示屏中记录的泄漏数据及时对不密封螺纹做出预报，有效剔除泄露的螺纹，为现场检测油管及套管整体密封性提供安全保障，避免因螺纹泄漏引发的巨大损失，保证了气井长期的稳定开采。本 发明的油套管螺纹连接气密封检测装置利用控制台自动操作，现场可操作性强，且作业迅速，不影响现场其他作业过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的油套管螺纹连接气密封检测装置的结构示意图；

图2是图1中的检测工具的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种油套管螺纹连接气密封检测装置用于对现场油套管螺纹副及地面输送管线、采气树等设备，在入井和使用前进行验封检测，以保证油套管及地面输送管线、采气树的气密性。该油套管螺纹连接气密封检测装置包括控制***1、与控制***1连接的液气动力***3、与控制***1连接的检测气源***5及与控制***1连接的检测执行***9。

控制***1包括控制主机10、集成在控制主机10上便于监测和选择操作的控制台11及与控制主机10连接的绞车13。通过选择控制台11上的操作项目来触发控制主机10，再由控制主机10发出控制信号来控制液气动力***3、检测气源***5及检测执行***9的运作。优选地，在本实施方式中，控制台11上设有操作屏，通过选择操作屏上的选择按钮，来控制液气动力***3、检测气源***5及检测执行***9的运动。

检测气源***5包括增压储能器7、检测气源51、第一高压截止阀53及第二高压截止阀55。增压储能器7上设有液体入口71及气体入口73。检测气源51与增压储能器7的气体入口73贯通连接，以向增压储能器7中注入检测气体，且在检测气源51与气体入口73之间还依次串接有气体截止阀511和高压单向阀513。气体截止阀51和检测气源5之间还串接有气体卸压阀57。优选地，在本实施方式中，检测气源51为氦氮混气装置、氦气瓶和氮气瓶或氦氮混合气瓶。

第一高压截止阀53及第二高压截止阀55均连控制主机10，由控制主机10来控制该第 一高压截止阀53及第二高压截止阀55的开启和关闭。第一高压截止阀53与高压单向阀513的出口连接后，一并连接于增压储能器7的气体入口73。第二高压截止阀55与第一高压截止阀53串接。

液气动力***3包括向增压储能器7提供高压水的水源31、低压离心泵33及高压柱塞泵35。在本实施方式中，水源31为不锈钢水箱，且水源31的入口与增压储能器7的液体入口71连接贯通，这样，增压储能器7利用来自液气动力***3的高压水源对进入增压储能器7内的氦氮混合气体进行增压。水源31和液体入口71之间设有第一高压卸压阀37。第一高压卸压阀37连接控制主机10，通过控制主机10来控制第一高压卸压阀37的通断，从而控制液体在增压储能器7与水源31之间的流通或关断。优选地，在本实施方式中，第一高压卸压阀37与液体入口71之间还设有一个起监测作用的高压表39，且该高压表39连接控制主机10，以便于及时地将监测到的增压储能器7中的压强信号发送至控制主机10。低压离心泵33与高压柱塞泵35相互串接，且均连接控制主机10；低压离心泵33与水源31的入口连接；高压柱塞泵35与液体入口71连接贯通。优选地，在本实施方式中，低压离心泵33与水源31的入口之间串接有过滤器32；高压柱塞泵35与液体入口71之间串接有高压单向阀34。

检测执行***9包括检测工具91、集气套93及检漏仪95。检测工具91通过一个第二高压泄压阀97连接于控制主机10，从而由控制主机10控制检测工具91的运动。检测工具91连接于增压储能器7的气体入口73，用于将增压储能器7内的检测气体注入到待检测的油套管内，并将待测的油套管的待检测段密封。集气套93用于罩在待检测的油套管接箍的外面，用于收集从待检测的油套管接箍内沿螺纹副泄漏出来的检测气体。集气套93为密闭的套子，且只设有一个微小的开口。检漏仪95用于检测检测的油套管泄漏气体的含量，其通过一条管线(图未示)与集气套93连接。管线穿过集气套93的微小开口，且管线的管线探头(图未示)位于集气套93内。检漏仪95还包括一个显示泄漏值的显示屏(图未示)。

请结合参照图2，检测工具91包括中空的检测本体911、固定在检测本体911上的中心管912及固定套在中心管912的外周面的封隔器胶筒914。其中，中心管912与检测本体911对齐并排套接，且中心管912的中心孔与检测本体911的中空对齐连通。当进行检测时，检测工具91置于待检测的油套管内，且检测本体911的外壁和待检测的油套管的内避之间形成有环空(图未示)。

中心管912的第一端的外周固定有上接头916，且上接头916内固定有与第二高压泄压阀97连接的气管接头917。气管接头917还与检测气源***5的第二高压截止阀55连接，优选地，在本实施方式中，气管接头917与第二高压截止阀55之间串接有高压表22，且该 高压表22连接控制主机10，以便于高压表22及时地将监测到的检测工具91内的压强信号发送至控制主机10。中心管912的第二端固定有一个导向块918。优选地，在本实施方式中，该导向块918外露于中心管912的部位的呈锥形，以便于在检测工具91放入待检测的油套管的过程中，引导检测工具91快速地进入待检测的油套管内。优选地，在本实施方式中，为了提高密封效果，上述气管接头917和上接头916及上接头916和中心管912之间均设有密封圈(未标号)。

检测本体911上设有与外界贯通的通孔20，且该通孔20内安装有出气阀总成21。检测本体911通过该出气阀总成21的打开或关闭，使中心管912的中心孔内部与环空连通或阻断。出气阀总成21包括滑动安装于通孔20内的阀杆24及套在阀杆24上的复位弹簧23，且阀杆24上设有一个可操作地关闭或打开通孔20的堵头25。当中心管912的中心孔内进入了检测气体时，检测气体进入检测本体911内，从而通过气体压强迫使阀杆24向外运动，而打开通孔20，使检测工具91内的检测气体通过通孔20进入到待检测的油套管内；当检测本体911内的气体压力达到坐封压力时，出气阀总成21随即关闭，此时，阀杆24的堵头25堵塞通孔20，出气阀总成21随即关闭。

优选地，为了便于操作，检测工具91上设有一个可操作地与控制***1的绞车13固定的操作环6，具体地，在本实施方式中，操作环6设置在上接头916上。

在其它实施方式中，根据待检测油套管的长度需要，上述检测工具91可以设一个或多个中心管和对应的封隔器胶筒。

当使用本发明的油套管螺纹连接气密封检测装置时，控制主机10控制第二高压泄压阀97为开启状态；并同时开启检测气源***5中的气体截止阀511，使检测气源51内的检测气体注入至增压储能器7中；当高压表39测试的增压储能器7中的气体压强达到第一压强P1时，关闭气体截止阀511停止向增压储能器7中注入气体。此时，控制主机10启动高压柱塞泵35，使水源31内的高压水源进入增压储能器7中，以对增压储能器7中的检测气体增压至压强第二压强P2。这时，控制主机10控制绞车13钩住检测工具91的操作环6，吊起检测工具91并将检测工具91下放至待检油套管内，并调整检测工具91正对待检油套管的接箍。将集气套93安装在待测油套管接箍的外面，并将检漏仪95连接于集气套93。

当检测工具91、集气套93及检漏仪95安装完毕后，控制主机10关闭第二高压泄压阀97，并同时开启第一高压截止阀53和第二高压截止阀55。此时，增压储能器7的检测气体通过检测工具91的气管接头917进入该检测工具91后再进入待检测的油套管内。接着，控制主机10启动低压离心泵33，使水源31内的高压水源进入增压储能器7中，以对增压储能 器7中的检测气体增压至需要的检测压力P3，并保持该检测压力P3一段时间后，观察检漏仪95的显示屏中记录的泄漏数据。当检漏仪95检测的泄露值高于预先设定的泄漏值时，则说明待检测油套管漏气，需要对待检测油套管螺纹进行整改；当检漏仪95检测的泄露值低于预先设定的泄漏值时，则说明待检测油套管合格，满足密封要求，可以入井使用。

检测完毕后，控制主机10控制开启第一高压卸压阀37和第二高压卸压阀97。这时，第一高压卸压阀37卸掉增压储能器7中的压力，便于检测气源51中的检测气体在下一个检测周期内进入增压储能器7；与此同时，增压储能器7的增加水源回流至水源31。第二高压卸压阀97一打开，检测工具91的出气阀总成21打开，检测工具91的封隔器胶筒914解封，检测工具中91的高压检测气体通过检测工具91的外壁与待测油套管的内壁之间的环空排出的。

由上述叙述可知：本发明的油套管螺纹连接气密封检测装置通过增压储能器7将检测气体增加后输送给检测工具91，并通过检测91将检测气体排放至待测油套管内；再利用收集套93收集待测油套管的接箍处泄漏的检测气体，并通过检漏仪95对现场或入井过程中油套管的进行检测，操作方便、技术可靠，且实施成本低。通过检漏仪95的显示屏中记录的泄漏数据及时对不密封螺纹做出预报，有效剔除泄露的螺纹，为现场检测油管及套管整体密封性提供安全保障，避免因螺纹泄漏引发的巨大损失，保证了气井长期的稳定开采。本发明的油套管螺纹连接气密封检测装置利用控制主机10自动操作，现场可操作性强，且作业迅速，不影响现场其他作业过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油套管螺纹连接气密封检测装置，用于检测油套管接箍螺纹的气密性，其特征在于，所述油套管螺纹连接气密封检测装置包括液气动力***(3)、检测气源***(5)及检测执行***(9)；

所述检测气源***(5)包括增压储能器(7)及可操作地接通于所述增压储能器(7)并向所述增压储能器(7)内输送检测气体的检测气源(51)；

所述液气动力***(3)包括可操作地接通于所述增压储能器(7)并向所述增压储能器(7)内注入高压水的水源(31)；

所述检测执行***(9)包括检测工具(91)、集气套(93)及检漏仪(95)，所述检测工具(91)可操作地置于待检测油套管内，并将所述待测的油套管的待检测段密封，所述集气套(93)安装在所述待检测油套管的接箍的外周面，所述检漏仪(95)与所述集气套(93)连接；

所述检测工具(91)包括检测本体(911)；固定于所述检测本体(911)的至少一个中心管(912)及固定套设在所述至少一个中心管外的对应的封隔器胶筒(914)，所述至少一个中心管(912)和所述至少一个封隔器胶筒(914)的数量根据所述待检测油套管的长度需要设置；所述检测本体(911)的外壁与所述待检测油套管的内壁形成有封闭的环空，所述检测本体(911)上安装有贯通或阻断所述环空和所述中心管(912)的出气阀总成(21)；

所述增压储能器(7)内的气体可操作地进入所述中心管(912)内；

当进行检测时，所述检测气源(51)内的检测气体依次通过所述增压储能器(7)、中心管(912)及所述出气阀总成(21)进入所述待测油套管内；当检测完成后，所述封隔器胶筒(914)解封，所述检测气体通过所述环空排出；

所述出气阀总成(21)包括滑动安装于通孔(20)内的阀杆(24)及套在所述阀杆(24)上的复位弹簧(23)，且所述阀杆(24)上设有一个可操作地关闭或打开所述通孔(20)的堵头(25)。

2.根据权利要求1所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，还包括控制***(1)，所述控制***(1)包括控制主机（10），所述增压储能器(7)设有与所述水源(31)连接的液体入口(71)，所述液气动力***(3)连接所述控制主机(10)，且所述液气动力***(3)还包括相互连接的低压离心泵(33)和高压柱塞泵(35)，所述低压离心泵(33)连接于所述水源(31)，所述高压柱塞泵(35)连接于所述液体入口(71)。

3.根据权利要求2所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述水源(31)与所述液体入口(71)之间还设有连接所述控制主机(10)的第一高压卸压阀(37)。

4.根据权利要求2所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述液体入口(71)上还串接有一个与所述控制主机(10)电连接的高压表(39)，所述高压柱塞泵(35)与所述液体入口(71)之间还串接有高压单向阀(34)。

5.根据权利要求2所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述增压储能器(7)还设有与所述中心管(912)连接的气体入口(73)，所述检测气源***(5)还包括与所述控制主机(10)连接的第一高压截止阀(53)及第二高压截止阀(55)，所述第一高压截止阀(53)连接于所述气体入口(73)，所述第二高压截止阀(55)分别连接于所述第一高压截止阀(53)和所述中心管(912)。

6.根据权利要求5所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述中心管(912)的第一端设有气管接头(917)，所述中心管(912)的第二端设有便于放入所述待测油套管内的导向块(918)；所述第二高压截止阀(55)分别连接于所述第一高压截止阀(53)和所述气管接头(917)。

7.根据权利要求6所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述第二高压截止阀(55)与所述气管接头(917)之间还串接有一个连接所述控制主机(10)的高压表(22)。

8.根据权利要求6所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述气管接头(917)通过一个上接头(916)固定于所述中心管(912)，且所述气管接头(917)和所述上接头(916)及所述上接头(916)和所述中心管(912)之间均设有密封圈。

9.根据权利要求5所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述检测气源(51)连接于所述气体入口(73)，且所述检测气源(51)与所述气体入口(73)之间还依次串接有气体截止阀(511)和高压单向阀(513)。

10.根据权利要求5所述的油套管螺纹连接气密封检测装置，其特征在于，所述控制***(1)还包括与所述控制主机(10)连接的绞车(13)，所述检测工具(91)设有一个可操作地与所述绞车(13)吊装的操作环(6)。