CN203231871U - 高精度螺纹连接密封性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度螺纹连接密封性检测装置，包括沿竖直方向设置的上芯轴，上芯轴的顶端与上挂头的底端采用螺纹相连，上芯轴的外侧壁上从上到下依次套装有第一上锥圈、第一橡胶弹簧、第一下锥圈、第一硬环、第一胶筒和上汽缸缸体，上汽缸缸体的底端顶在上芯轴的轴肩上，上汽缸缸体内的上部设有上气压工作腔，上芯轴的底端与阀体的顶端固定相连，阀体的底端与下芯轴的顶端固定相连，下芯轴的外侧壁上从下到上依次套装有第二下锥圈、第二橡胶弹簧、第二上锥圈、第二硬环、第二胶筒和下汽缸缸体。其目的在于提供一种操作方便，检测迅速，精度更高，且能在施工现场对连接后的油套管直接做检测的高精度螺纹连接密封性检测装置。

Description

高精度螺纹连接密封性检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种高精度螺纹连接密封性检测装置。

背景技术

在石油天然气行业中，管柱作为油气流通的空间，在高压油气井中往往要承受很高的压力，所以它们之间的密封性显得尤为重要。尤其是天然气井，高压油套管在连接形成管柱后往往需要对连接丝扣处进行密封性检测，一旦一处密封不严出现刺漏，将形成重大的事故，后果不堪设想。

现有技术中保证油管柱或套管柱及辅助工具密封性的办法是：在实验室内把每根油管或套管的公扣和母扣，分别和标准的母扣和公扣连接，建立密闭空间，然后往油管或套管密闭空间内注入一定量的高压检测气体，再用水浸没油管或套管或者辅助工具丝扣密封。检测合格后，再把油管或套管或辅助工具从接头卸下，分别运输到施工现场使用。在油田施工现场，油管或套管或辅助工具是逐根连接在一起形成管柱的，因此上述设备在现场无法适用，只能证明油管或套管出厂时的丝扣连接处在承受规定压力下的密封性。即使经过检测合格的油套管，也不能保证在现场连接后的密封性，因为油套管从出厂到施工现场的连接过程可能在搬运，运输过程中造成丝扣的损伤、变形，下入油气井过程中丝扣的磕碰而出现密封不合格的情况。

而在现场施工中为了避免以上因素对管柱密封性的影响，通常采取的办法是在油气井中下完油套管后采用两头封堵加高压水蹩压的设备进行检测，如果稳压一段时间有压降则密封性不合格，反之则合格。这种设备有两个问题：第一、试压介质与后期适用介质不一样，水密封不能代表气密封，水试压检漏的精度远没有气试压检漏的精度高；第二、下完管柱后试压，如果有渗漏，很难确定部位，即使确定部位也无法采取补救措施，只能从井内起出管柱重新下入，并且不能杜绝再次下入后发生渗漏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种操作方便，检测迅速，精度更高，且能在施工现场对连接后的油套管直接做检测的高精度螺纹连接密封性检测装置。

本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置，包括沿竖直方向设置的上芯轴，上芯轴的顶端与上挂头的底端采用螺纹相连，上芯轴的外侧壁上从上到下依次套装有第一上锥圈、第一橡胶弹簧、第一下锥圈、第一硬环、第一胶筒和上汽缸缸体，上汽缸缸体的底端顶在上芯轴的轴肩上，上汽缸缸体内的上部设有上气压工作腔，第一上锥圈的顶端与上锁母的底端相贴，上锁母旋装在所述上芯轴上，上芯轴的底端与阀体的顶端固定相连，阀体的底端与下芯轴的顶端固定相连，下芯轴的外侧壁上从下到上依次套装有第二下锥圈、第二橡胶弹簧、第二上锥圈、第二硬环、第二胶筒和下汽缸缸体，下汽缸缸体的顶端顶在下芯轴的轴肩上，下汽缸缸体内的下部设有下气压工作腔，第二下锥圈的底端与下锁母的顶端相贴，下锁母旋装在所述下芯轴上；

所述上芯轴上沿竖直方向设有贯通整个上芯轴的上中心充气管路，上中心充气管路的进气口处旋装有双公接头，上中心充气管路的中部与上气压工作腔相通，所述下芯轴沿竖直方向设有下中心充气管路，下中心充气管路的中部与下气压工作腔相通，所述阀体上沿竖直方向设有阀芯座安装孔，阀芯座安装孔内设有阀芯座，阀芯座上沿竖直方向设有阀芯安装孔，阀芯安装孔的下部为锥角朝上的圆台形，阀芯安装孔内采用间隙配合插装有阀芯，阀芯的底端设有锥形的密封帽，密封帽的侧壁与阀芯安装孔下部的圆台形孔相配合，所述阀芯的底端与压力弹簧的顶端相贴，压力弹簧的底端顶在所述阀芯安装孔内的台阶上，所述阀芯的顶端与调整压盖的底端相配合，调整压盖采用螺纹连接旋装在阀芯座安装孔内的上部，调整压盖上沿竖直方向设有与阀芯顶端连通的通孔，所述阀芯座安装孔内的中部沿径向设有穿透所述阀体的中心孔，所述阀体上竖直方向设有一个以上的压力气体通道，所述阀体的上部设有上气室，上气室与上中心充气管路、调整压盖上的通孔和全部压力气体通道的顶端相通；

所述阀芯座安装孔的下部设有释放塞座，释放塞座上沿竖直方向设有通孔，释放塞座上的通孔内的下部设有释放塞，释放塞上下可动地设置在所述阀体内下部的空腔内，释放塞的下部与所述阀体的内壁相配合，释放塞的下端与释放弹簧的顶端相贴，释放弹簧的底端顶在所述阀体上或所述下芯轴的顶端；所述阀体下部设有下气室，释放塞下部设有旁斜通孔，所述下气室与所述压力气体通道的底端、旁斜通孔的顶端相通，旁斜通孔与下中心充气管路气路相通。

本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置，所述上芯轴在所述上气压工作腔的位置设有径向的上汽缸缸体充气孔，上汽缸缸体充气孔与上中心充气管路连通；所述下芯轴在所述下气压工作腔的位置设有径向的下汽缸缸体充气孔，下汽缸缸体充气孔与下中心充气管路连通。

本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置，所述阀体的底端通过阀接头和过渡接头与所述下芯轴的顶端相连，所述阀接头和过渡接头内均设有轴向的中心充气管路且与上中心充气管路、下中心充气管路气路相通。

所述双公接头、阀芯座、释放塞座外均设有密封圈，所述上气压工作腔上部和下部均设有密封圈，所述下气压工作腔上部和下部也均设有密封圈。

本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置，所述下芯轴的下部螺纹连接有尾套，所述尾套的底端是封闭的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置只需要与提供高压气体的设备相连即可使用，方便在施工现场使用。

2)本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置能够对油套管中单个螺纹连接部位进行单独检测，且通过第一胶筒6与第二胶筒21受压坐封后使得本实用新型检测装置与油套管内壁之间形成密闭空间，继续增压后高压气体从中心孔25进入密闭空间，稳压一段时间后即可检测出螺纹连接部位密封性是否良好，操作简单，检测迅速，精度更高，避免由于连入油套管中的某个管件的螺纹密封失效而导致整个油套管密封失效的问题，杜绝了安全隐患。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的高精度螺纹连接密封性检测装置的实施方式的结构示意图，图1中的上半部分视图的右端与下半部分视图的左端是相连为一体的；

图2是本实用新型的高精度螺纹连接密封性检测装置中阀体部分的放大图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置，包括沿竖直方向设置的上芯轴8，上芯轴8的顶端与上挂头1的底端采用螺纹相连，上芯轴8的外侧壁上从上到下依次套装有第一上锥圈4、第一橡胶弹簧40、第一下锥圈41、第一硬环5、第一胶筒6和上汽缸缸体7，上汽缸缸体7的底端顶在上芯轴8的轴肩上，上汽缸缸体7内的上部设有上气压工作腔，第一上锥圈4的顶端与上锁母3的底端相贴，上锁母3旋装在上芯轴8上，上芯轴8的底端与阀体9的顶端固定相连，阀体9的底端与下芯轴19的顶端固定相连，下芯轴19的外侧壁上从下到上依次套装有第二下锥圈42、第二橡胶弹簧24、第二上锥圈23、第二硬环43、第二胶筒21和下汽缸缸体20，下汽缸缸体20的顶端顶在下芯轴19的轴肩上，下汽缸缸体20内的下部设有下气压工作腔，第二下锥圈42的底端与下锁母44的顶端相贴，下锁母44旋装在下芯轴19上；

上芯轴8上沿竖直方向设有贯通整个上芯轴的上中心充气管路45，上中心充气管路45的进气口处旋装有双公接头2，上中心充气管路45的中部与上气压工作腔相通，下芯轴19沿竖直方向设有下中心充气管路33，下中心充气管路33的中部与下气压工作腔相通，阀体9上沿竖直方向设有阀芯座安装孔47，阀芯座安装孔47内设有阀芯座11，阀芯座11上沿竖直方向设有阀芯安装孔，阀芯安装孔的下部为锥角朝上的圆台形，阀芯安装孔内采用间隙配合插装有阀芯12，阀芯12的底端设有锥形的密封帽，密封帽的侧壁与阀芯安装孔下部的圆台形孔相配合，阀芯12的底端与压力弹簧13的顶端相贴，压力弹簧13的底端顶在阀芯安装孔内的台阶上，阀芯12的顶端与调整压盖10的底端相配合，调整压盖10采用螺纹连接旋装在阀芯座安装孔内的上部，调整压盖10上沿竖直方向设有与阀芯12的顶端连通的通孔，阀芯座安装孔47内的中部沿径向设有穿透阀体9的中心孔25，阀体9上竖直方向设有一个以上的压力气体通道34，阀体9的上部设有上气室38，上气室38与上中心充气管路45、调整压盖10上的通孔和全部压力气体通道34的顶端相通；

阀芯座安装孔47的下部设有释放塞座14，释放塞座14上沿竖直方向设有通孔，释放塞座14上的通孔内的下部设有释放塞15，释放塞15上下可动地设置在阀体9内下部的空腔内，释放塞15的下部与阀体9的内壁相配合，释放塞15的下端与释放弹簧16的顶端相贴，释放弹簧16的底端顶在阀体9上或下芯轴19的顶端；阀体9下部设有下气室39，释放塞15下部设有旁斜通孔35，下气室39与压力气体通道34的底端、旁斜通孔35的顶端相通，旁斜通孔35与下中心充气管路33气路相通。

上芯轴8在上气压工作腔的位置设有径向的上汽缸缸体充气孔36，上汽缸缸体充气孔36与上中心充气管路45连通；下芯轴19在下气压工作腔的位置设有径向的下汽缸缸体充气孔48，下汽缸缸体充气孔48与下中心充气管路33连通。

阀体9的底端通过阀接头17和过渡接头18与下芯轴19的顶端相连，阀接头17和过渡接头18内均设有轴向的中心充气管路且与上中心充气管路45、下中心充气管路33气路相通。

下芯轴19的下部螺纹连接有尾套22，尾套22的底端是封闭的。

所述双公接头2、阀芯座11、释放塞座14外均设有密封圈26、30、31，所述上气压工作腔上部和下部均设有密封圈27、28，所述下气压工作腔上部和下部也均设有密封圈。

本实用新型高精度螺纹连接密封性检测装置的工作过程：

1)在待检测连接部位外安装气体检漏仪；

2)将本实用新型的高精度螺纹连接密封性检测装置下入到管柱内，并且使得待检测的油套管螺纹连接处正好处于第一胶筒6与第二胶筒21之间；

3)通过双公接头2向上中心充气孔45中注入检测气体，检测气体依次流经上气压工作腔、上气室38、压力气体通道34、下气室39、旁斜通孔35、下中心充气孔33和下气压工作腔，此时进入的检测气体压力较小，不足以打开坐封塞12，坐封塞处于坐封状态，检测气体通过上汽缸缸体充气孔36和下汽缸缸体充气孔48分别进入上气压工作腔和下气压工作腔，不断增加的压力推动上汽缸缸体7和下汽缸缸体20分别向上下两端移动，同时挤压第一胶筒6和第二胶筒21，使其在轴向压力下发生径向膨胀，卡紧油套管内壁形成密闭空间，为螺纹连接的密封性检测提供高压空间；

4)检测气体的压力继续增大，当作用在坐封塞12上的力大于压力弹簧13作用于其上的力时，坐封塞12打开，检测气体由中心孔25进入密闭空间，当检测气体的压力达到检测所需的压力值时稳压一段时间利用螺纹连接处外面的气体检漏仪来检测有无气体泄漏。

5)检测完成后卸掉整条通道中的检测气体，上汽缸缸体7和下汽缸缸体20回位，第一胶筒6和第二胶筒21回位，检测装置与被测油套管壁脱离，可以取出，等待下一次检测。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.高精度螺纹连接密封性检测装置，其特征在于：包括沿竖直方向设置的上芯轴(8)，上芯轴(8)的顶端与上挂头(1)的底端采用螺纹相连，上芯轴(8)的外侧壁上从上到下依次套装有第一上锥圈(4)、第一橡胶弹簧(40)、第一下锥圈(41)、第一硬环(5)、第一胶筒(6)和上汽缸缸体(7)，上汽缸缸体(7)的底端顶在上芯轴(8)的轴肩上，上汽缸缸体(7)内的上部设有上气压工作腔，第一上锥圈(4)的顶端与上锁母(3)的底端相贴，上锁母(3)旋装在所述上芯轴(8)上，上芯轴(8)的底端与阀体(9)的顶端固定相连，阀体(9)的底端与下芯轴(19)的顶端固定相连，下芯轴(19)的外侧壁上从下到上依次套装有第二下锥圈(42)、第二橡胶弹簧(24)、第二上锥圈(23)、第二硬环(43)、第二胶筒(21)和下汽缸缸体(20)，下汽缸缸体(20)的顶端顶在下芯轴(19)的轴肩上，下汽缸缸体(20)内的下部设有下气压工作腔，第二下锥圈(42)的底端与下锁母(44)的顶端相贴，下锁母(44)旋装在所述下芯轴(19)上；

所述上芯轴(8)上沿竖直方向设有贯通整个上芯轴的上中心充气管路(45)，上中心充气管路(45)的进气口处旋装有双公接头(2)，上中心充气管路(45)的中部与上气压工作腔相通，所述下芯轴(19)沿竖直方向设有下中心充气管路(33)，下中心充气管路(33)的中部与下气压工作腔相通，所述阀体(9)上沿竖直方向设有阀芯座安装孔(47)，阀芯座安装孔(47)内设有阀芯座(11)，阀芯座(11)上沿竖直方向设有阀芯安装孔，阀芯安装孔的下部为锥角朝上的圆台形，阀芯安装孔内采用间隙配合插装有阀芯(12)，阀芯(12)的底端设有锥形的密封帽，密封帽的侧壁与阀芯安装孔下部的圆台形孔相配合，所述阀芯(12)的底端与压力弹簧(13)的顶端相贴，压力弹簧(13)的底端顶在所述阀芯安装孔内的台阶上，所述阀芯(12)的顶端与调整压盖(10)的底端相配合，调整压盖(10)采用螺纹连接旋装在阀芯座安装孔内的上部，调整压盖(10)上沿竖直方向设有与阀芯(12)的顶端连通的通孔，所述阀芯座安装孔(47)内的中部沿径向设有穿透所述阀体(9)的中心孔(25)，所述阀体(9)上竖直方向设有一个以上的压力气体通道(34)，所述阀体(9)的上部设有上气室(38)，上气室(38)与上中心充气管路(45)、调整压盖(10)上的通孔和全部压力气体通道(34)的顶端相通；

所述阀芯座安装孔(47)的下部设有释放塞座(14)，释放塞座(14)上沿竖直方向设有通孔，释放塞座(14)上的通孔内的下部设有释放塞(15)，释放塞(15)上下可动地设置在所述阀体(9)内下部的空腔内，释放塞(15)的下部与所述阀体(9)的内壁相配合，释放塞(15)的下端与释放弹簧(16)的顶端相贴，释放弹簧(16)的底端顶在所述阀体(9)内的台阶上或所述下芯轴(19)的顶端；所述阀体(9)下部设有下气室(39)，释放塞(15)下部设有旁斜通孔(35)，所述下气室(39)与所述压力气体通道(34)的底端、旁斜通孔(35)的顶端相通，旁斜通孔(35)与下中心充气管路(33)气路相通。

2.按照权利要求1所述的高精度螺纹连接密封性检测装置，其特征在于：所述上芯轴(8)在所述上气压工作腔的位置设有径向的上汽缸缸体充气孔(36)，上汽缸缸体充气孔(36)与上中心充气管路(45)连通；所述下芯轴(19)在所述下气压工作腔的位置设有径向的下汽缸缸体充气孔(48)，下汽缸缸体充气孔(48)与下中心充气管路(33)连通。

3.按照权利要求2所述的高精度螺纹连接密封性检测装置，其特征在于：所述阀体(9)的底端通过阀接头(17)和过渡接头(18)与所述下芯轴(19)的顶端相连，所述阀接头(17)和过渡接头(18)内均设有轴向的中心充气管路且与上中心充气管路(45)、下中心充气管路(33)气路相通。

4.按照权利要求3所述的高精度螺纹连接密封性检测装置，其特征在于：所述下芯轴(19)的下部螺纹连接有尾套(22)，所述尾套(22)的底端是封闭的。

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