CN104060981A - 一种用于多规格封隔器的试验井筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多规格封隔器的试验井筒，包括筒体及封隔器，筒体包括密封头和第一螺纹压环，所述密封头下端连接一转换接头，转换接头与封隔器相连接，第一螺纹压环外还设置有旋合在筒体上的第二螺纹压环，第二螺纹压环下端的筒体内部连接有一连接接箍，第二螺纹压环压紧所述连接接箍，连接接箍的中部的外圈设置有凹槽，凹槽上开设有一穿过连接接箍中心的通孔，凹槽的上部设置有上密封槽，凹槽的下部设置有下密封槽，接箍下端连接一套管连接头，套管连接头上连接有套管，封隔器置于套管内。本发明公开了一种通过内置接箍连接不同规格的套管连接头和套管来实现对不同规格的封隔器进行模拟试验的用于多规格封隔器的试验井筒。

Description

一种用于多规格封隔器的试验井筒

技术领域

本发明涉及机电设备领域，特别涉及为一定规格的石油钻采用封隔器提供模拟试验空间的试验井筒，尤其涉及一种用于多规格封隔器的试验井筒。

背景技术

试验井筒主要是为一定规格的石油钻采用封隔器提供模拟的试验空间，工作时辅以配套的加温加压***，实现对石油开采过程中井下高温超高压试验环境的模拟，对封隔器进行相关的性能试验。目前国内常用的设计方法是针对每种规格的封隔器设计一套筒体，每套筒体只能对一种规格的封隔器进行模拟试验，传统的试验容器如图1所示，封隔器2直接置于筒体1内，通过转换接头3连接在密封头4上，封隔器的密封面直接与筒体内壁接触、挤压，在筒体内部形成上腔和下腔，在这种情况下，要完成对上腔或下腔的加压（液体流向如图中箭头所示）时必须在筒体的上部和下部各开一个孔，且由于密封面位于筒体内壁和封隔器的密封组件外壁上，故当封隔器的规格不同时，其多对应的筒体内径也不同，不同规格的封隔器则必须配不同规格的筒体。由于试验筒体的原材料要求高，材料价格较高，试验井筒生产成本较大，且每种规格试验井筒均需设计图纸，所需配件也不同，导致设计周期长，总体的生产周期长。

因此，发明只用一种规格的试验井筒，通过内置接箍连接不同规格的转换接头和套管，实现对不同规格的封隔器进行模拟试验的试验井筒装置，具有重大的市场价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种通过内置接箍连接不同规格的套管连接头和套管来实现对不同规格的封隔器进行模拟试验的用于多规格封隔器的试验井筒。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于多规格封隔器的试验井筒，包括筒体及封隔器，所述筒体包括密封头和设置在密封头外的第一螺纹压环，所述密封头下端连接一转换接头，所述转换接头与所述封隔器相连接，所述第一螺纹压环外还设置有旋合在筒体上的第二螺纹压环，所述第二螺纹压环下端的筒体内部连接有一连接接箍，所述第二螺纹压环压紧所述连接接箍，所述连接接箍的中部的外圈设置有凹槽，所述凹槽上开设有一穿过连接接箍中心的通孔，所述凹槽的上部设置有上密封槽，所述凹槽的下部设置有下密封槽，所述接箍下端连接一套管连接头，所述套管连接头上连接有套管，所述封隔器置于所述套管内；所述筒体上开设有第一加压孔和第二加压孔，所述第一加压孔与所述连接接箍上的通孔相对接，所述第二加压孔设置在所述连接接箍的下方通向所述筒体与所述套管连接头之间的缝隙中。

所述连接接箍上的上密封槽、下密封槽均与筒体内壁之间设置密封圈，将筒体内部上腔和下腔的油路分开。

所述封隔器上设置有上密封面和下密封面，所述上密封面和所述下密封面均紧贴所述套管设置。

所述连接接箍上端为多边形结构，该多边形结构与所述筒体内部的多边形相配合。

所述套管连接头与所述连接接箍的连接处设置有两密封圈。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：在筒体内部设置连接接箍，连接接箍中部有一凹槽，凹槽内有通向内孔的通孔，凹槽上下各有两道密封槽，在工作时可将进入上腔和下腔的油路分开；在试验过程中，封隔器置于套管内，通过转换接头连接在密封头上，套管则通过套管连接头连接在连接接箍上，当上腔进压时，流体通过筒体上的第一加压孔进入连接接箍的凹槽内，再通过凹槽上的通孔进入上腔；当下腔进压时，流体通过筒体上的连接接箍进入筒体底部，再流经套管底部的通孔进入下腔，其液体流如图2上的箭头所示。在该结构中，封隔器不与筒体内壁直接接触、挤压，而是与筒体内部的套管或加后管的内壁接触、挤压形成密封面，故当封隔器的规格不同时可以通过更换连接在连接接箍上的套管连接头而更换不同规格的套管，以满足不同规格的封隔器试验要求。

本发明的试验井筒与传统的试验井筒相比最大的区别在于在筒体内部放置的接箍结构，该结构的主要功能有三点，一是将进入上腔和下腔的油路分开；二是在试验时封隔器的密封组件不再和筒体内壁不在接触，而是与通过套管连接头连接在连接接箍上的套管内壁接触，这就使得试验过程中仅通过更换套管连接头和套管来实现对多种规格封隔器进行试验的目的；三是连接接箍上部的多边形结构与筒体内部的多边形相配合，这使得当封隔器在筒体内部绕轴向转动时，防止了连接接箍跟着旋转的可能，从而实现封隔器的拉、压、扭的密封试验。

附图说明

图1为传统单规格试验井筒的结构示意图。

图2为本发明用于多规格封隔器的试验井筒的结构示意图。

图3为本发明中连接接箍的主视结构示意图。

图4为本发明中连接接箍的俯视结构示意图。

图5为本发明中连接接箍与筒体对接后的俯视结构示意图。

图中标注为：1、筒体；2、封隔器；3、转换接头；4、密封头；5、连接接箍；501、凹槽；502、通孔；503、上密封槽；504、下密封槽；6、第一螺纹压环；7、第二螺纹压环；8、套管连接头；9、套管；10、密封圈；11、第一进压孔；12、第二进压孔；13、小孔；14、上密封面；15、下密封面。

具体实施方式

一种用于多规格封隔器的试验井筒，如图1、2、3、4、5所示，包括筒体1及封隔器2，所述筒体包括密封头4和设置在密封头外的第一螺纹压环6，所述密封头下端连接一转换接头3，所述转换接头与所述封隔器相连接，所述第一螺纹压环外还设置有旋合在筒体上的第二螺纹压环7，所述第一螺纹压环旋合在第二螺纹压环上压紧密封头，所述第二螺纹压环下端的筒体内部连接有一连接接箍5，所述第二螺纹压环压紧所述连接接箍，所述连接接箍的中部的外圈设置有凹槽501，所述凹槽上开设有一穿过连接接箍中心的通孔502，所述凹槽的上部设置有上密封槽503，所述凹槽的下部设置有下密封槽504，所述接箍下端连接一套管连接头8，所述套管连接头上连接有套管9，所述封隔器置于所述套管内；所述筒体上开设有第一加压孔和第二加压孔，所述第一加压孔与所述连接接箍上的通孔相对接，所述第二加压孔设置在所述连接接箍的下方通向所述筒体与所述套管连接头之间的缝隙中。

所述连接接箍上的上密封槽、下密封槽均与筒体内壁之间设置密封圈10，将筒体内部上腔和下腔的油路分开。所述封隔器上设置有上密封面14和下密封面15，所述上密封面和所述下密封面均紧贴所述套管设置。所述连接接箍上端为多边形结构，该多边形结构与所述筒体内部的多边形相配合。所述套管连接头与所述连接接箍的连接处设置有两密封圈。

在筒体内部放置连接接箍，连接接箍结构如图3所示，上部为多边形（可完成封隔器的扭动旋转试验），中部有一凹槽，凹槽内有通向内孔的通孔，凹槽上下各有上密封槽和下密封槽，在工作时可将进入上腔和下腔的油路分开。在试验过程中，封隔器置于套管内，通过转换接头连接在密封头上，套管则通过套管连接头连接在连接接箍上，当上腔进压时，流体通过筒体上的第一进压孔进入连接接箍的凹槽内，再通过凹槽上的通孔进入上腔。当下腔进压时，流体通过筒体上的第二进压孔进入筒体底部，再流经套管或加厚管底部的通孔进入下腔。其液体流向图如图2上的箭头所示。在该结构中，封隔器不与筒体内壁直接接触、挤压，而是与筒体内部的套管或加后管的内壁接触、挤压形成密封面，故当封隔器的规格不同时可以通过更换连接在接箍上的套管连接头而更换不同规格的套管或加厚管，以满足不同规格的封隔器试验要求。

本发明用于多规格封隔器的试验井筒的试验模拟的工艺如下：

步骤1、将套管连接在套管连接头上；

步骤2、套管连接头连接在连接接箍上；

步骤3、将套管、套管连接头及连接接箍放置于筒体内部；

步骤4、将封隔器连接在转换接头上；

步骤5、将转换接头连接在密封头上；

步骤6、将封隔器、专函结构及密封头等组件置于套管和连接接箍内部；

步骤7、将第二螺纹压环旋合在筒体上，压紧连接接箍；

步骤8、将第一螺纹压环旋合在第二螺纹压环上压紧密封头；

步骤9、液体通过密封头、转换接头和封隔器的中心孔进入封隔器内部，是的封隔器的密封组件膨胀，与套管内壁接触，并在其内部形成上腔和下腔；

步骤10、通过第一加压孔进压，液体进入连接接箍的凹槽后，通过凹槽内的通孔依次进入密封头下部、连接接箍、套管连接头及套管内部，并在此形成上腔压力，用来测试封隔器上部密封组件的密封性能，液体流向如图2中箭头所示；

步骤11、通过第二加压孔进压，液体通过连接接箍下密封槽的下面，进入筒体底部，再通过套管底部的小孔13进入套管的底部，并在此形成下腔，用来测试封隔器下部密封组件的密封性能，液体流向如图2中箭头所示；

步骤12、重复以上步骤，更换不同规格的转换接头、套管连接头及套管对不同规格封隔器的密封性能进行试验。

所述套管为现有标准件，所述套管连接头是与套管相配合的套件。

取两种不同规格的封隔器为例说明套管与套管连接头的规格：

当测试封隔器的规格为5"时，套管的内径为φ107（套管的壁厚为10mm左右），套管连接头与套管之间连接的螺纹规格为114-5-Stub Acme-LH；当测试封隔器的规格为7-1/2"，套管的内径φ159.4（套管的壁厚为10mm左右），套管连接头与套管之间连接的螺纹规格为176-5-Stub Acme-LH，176-5-Stub Acme-LH，为美制矮牙螺纹，螺纹大径为176mm，每英寸5牙，左旋；无论是5"规格的封隔器还是7-1/2"封隔器，相同之处在于套管连接头与连接接箍相连的螺纹规格均为243-5-Stub Acme-LH，这样做的优点在于不管测试哪种规格的封隔器，仅通过更换套管连接头即可实现，而不必更换连接接箍，因为任何一种套管连接头都可以与连接接箍连接，从加工难度和加工成本来说，连接接箍的成本远大于套管连接头的成本，这样的设置也是为了更好的降低加工和使用成本。

以上说明仅仅就5"和7-1/2"举例说明，实际上用户可根据被测工件的实际外径尺寸设计或制造多种不同规格的套管连接头，仅仅改变套管的内径和套管连接头与套管之间连接螺纹的规格便可轻易实现，连接螺纹的规格或连接方式用户可自行设计或委托设计单位根据实际情况分别设计，以上实例仅为一种实施方式，而不限于此一种方式。

此外，本实施例中的套管还可通过加厚管代替，均可实现本发明的积极效果。

Claims (5)

1.一种用于多规格封隔器的试验井筒，包括筒体及封隔器，所述筒体包括密封头和设置在密封头外的第一螺纹压环，所述密封头下端连接一转换接头，所述转换接头与所述封隔器相连接，其特征在于：所述第一螺纹压环外还设置有旋合在筒体上的第二螺纹压环，所述第二螺纹压环下端的筒体内部连接有一连接接箍，所述第二螺纹压环压紧所述连接接箍，所述连接接箍的中部的外圈设置有凹槽，所述凹槽上开设有一穿过连接接箍中心的通孔，所述凹槽的上部设置有上密封槽，所述凹槽的下部设置有下密封槽，所述接箍下端连接一套管连接头，所述套管连接头上连接有套管，所述封隔器置于所述套管内；所述筒体上开设有第一加压孔和第二加压孔，所述第一加压孔与所述连接接箍上的通孔相对接，所述第二加压孔设置在所述连接接箍的下方通向所述筒体与所述套管连接头之间的缝隙中。

2.如权利要求1所述的一种用于多规格封隔器的试验井筒，其特征在于：所述连接接箍上的上密封槽、下密封槽均与筒体内壁之间设置密封圈，将筒体内部上腔和下腔的油路分开。

3.如权利要求1所述的一种用于多规格封隔器的试验井筒，其特征在于：所述封隔器上设置有上密封面和下密封面，所述上密封面和所述下密封面均紧贴所述套管设置。

4.如权利要求1所述的一种用于多规格封隔器的试验井筒，其特征在于：所述连接接箍上端为多边形结构，该多边形结构与所述筒体内部的多边形相配合。

5.如权利要求1所述的一种用于多规格封隔器的试验井筒，其特征在于：所述套管连接头与所述连接接箍的连接处设置有两密封圈。