專利名稱：一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測裝置。
背景技術：
石油和天然氣開采過程中，油管內壓力一般都很大，高壓氣藏開采過程中井口壓力高達50MPa，而且隨著油氣藏深度越來越深，油氣井的開采壓力也越來越高，尤其是超高壓氣藏的井口壓力更高。此外，在狗腿度嚴重大的井段或者造斜井段，油管接箍除受到油內壓載荷外，還要承受彎矩載荷，狗腿嚴重度或井斜角越大，所受的彎矩也越大。此時，油管受力尤為復雜，油管接箍也容易出現(xiàn)氣密封失效。石油開采過程中油管氣密封是一個很關鍵的環(huán)節(jié)。如果出現(xiàn)泄漏，可能導致高壓氣體進入油管和套管環(huán)空，產生環(huán)空帶壓，甚至導致壓力超過套管的抗內壓強度而損壞套 管，造成重大事故。因此有必要對油管的密封性進行檢測，尤其是針對井眼彎曲情況下油管接箍的氣密封檢測。為保證完井試油的安全生產，各油氣田對井下工具、油管提出了地面試壓的各種方案，但目前井下的油管密封檢測手段仍十分有限，大多依靠壓力控制進行判斷，在永久式封隔器完井的條件下，對油管接箍的工作可靠性要求更高，對油管接箍密封性能的檢測也提出了更高的要求。專利CN102346089A公開了一種螺紋連接高壓氣密封檢測工具，螺紋連接高壓氣密封檢測工具操作簡單，對于單純的油管高內壓密封測試具有較高精度，但它沒有考慮油管接箍處所受彎矩載荷，不能滿足井眼彎曲情況下的油管氣密封測試要求。對于彎曲井眼中油管接箍(如在狗腿嚴重度較大或造斜井段位置的油管接箍)的氣密封測試方法和裝置，國內文獻中鮮有描述，故提供一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測試裝置顯得尤為必要。本發(fā)明針對上述問題，提出一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測裝置，該裝置在測試時可以同時提供油管接箍處彎矩載荷和內壓載荷。更接近于油管服役真實工況，尤其是狗腿嚴重度較大或造斜井段位置的油管接箍，其測試結果更具有針對性。

發(fā)明內容
為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案
一種模擬彎曲井眼中的油管密封性能的檢測裝置，包括墊臺、滑軌、油管夾持器、彎矩施加裝置、密封結構、增壓泵、泄壓閥、檢漏裝置、撓度測量儀、油管試件、接箍、芯桿，油管夾持器對稱地安裝在墊臺上，墊臺置于滑軌上，兩根油管試件用接箍連接后，中間放入芯桿，夾持于油管夾持器中，在接箍下方設置彎矩施加裝置用以對油管施加彎矩；油管試件兩端設置密封結構，密封結構包括環(huán)形密封圈和堵頭，堵頭的外端部用螺母固定，環(huán)形密封圈分別置于堵頭內壁與油管試件外壁、芯桿外壁之間，油管試件的一端通過導管與增壓泵連接，用以施加內壓，油管試件的另一端用導管與泄壓閥相連，用以在測試后泄壓；在接箍處設置檢漏裝置及撓度測量儀，檢漏裝置通過安裝于接箍兩端的軟管和水槽連通，用以檢測接箍在受內壓和彎矩后的泄漏情況，撓度測量儀位于接箍中部，用以檢測油管試件受彎矩后產生的撓度。本發(fā)明優(yōu)點是
(1)本裝置可同時提供油管接箍處的彎矩載荷和內壓載荷，更接近于油管服役真實工況尤其是狗腿嚴重度較大或造斜井段位置的油管接箍，其模擬結果更具有針對性；
(2)本裝置結構簡單，可操作性強；


圖I是本發(fā)明結構示意圖。圖2是本發(fā)明彎矩施加裝置示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明提供的一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測裝置，包括墊臺2和2'、滑軌I、油管夾持器11和11'，彎矩施加裝置21、密封結構A和A '、增壓泵9、泄壓閥20、檢漏裝置15和15 ’、撓度測量儀16、油管試件12、接箍17、芯桿3 ;油管夾持器11,11,對稱地安裝在墊臺2、2'上，墊臺2，2'置于滑軌I上，兩根油管試件12用接箍17連接后，中間放入芯桿3，夾持于油管夾持器11和11 '中，在接箍17下方設置彎矩施加裝置21，用以對油管試件12施加彎矩；油管試件12兩端分別設置密封結構k、k丨，密封結構A、A ’分別包括堵頭5、5 ’，密封圈10、10 ’及25、25 ’，堵頭5、5 ’的外端部用螺母4、4^固定，環(huán)形密封圈10、1(Γ置于堵頭5、5,的內壁與油管試件12的外壁之間，環(huán)形密封圈25、25'置于堵頭5、5'的內壁與芯桿3的外壁之間；油管試件12—端通過導管7經堵頭5與增壓泵9相連，導管7上設有壓力表8和增壓閥6，油管試件12的另一端通過導管7'與泄壓閥20連接，用以在測試后泄壓，導管7 '通過泄壓旋鈕18和卡套19固定于堵頭5'上；在接箍17的端部設置檢漏裝置15、15 '，檢漏裝置15、15'通過軟管14、14 ’與水槽13連通，用以檢測接箍17在受內壓和彎矩后的泄漏情況；在接箍17的中間部位設置撓度測量儀16，用以檢測油管試件12受彎矩后產生的撓度。撓度測量儀16的測量范圍為0 20臟。堵頭5、5 '的內徑包括88. 9mm, 101. 6mm,114. 3mm三種規(guī)格。如圖2所示，彎矩施加裝置21，包括支撐滾輪22和22 1、托杯23、千斤頂24。接箍17由支撐滾輪22和22 ’支撐，支撐滾輪22和22 ’置于托杯23上，托杯23置于千斤頂24之上。下摁千斤頂24手柄，帶動托杯23上升，使支撐滾輪22和22 '上升，將作用力傳遞給油管試件12，達到為接箍17提供彎矩的目的。本發(fā)明使用時，首先松開油管夾持器11，調節(jié)墊臺2在滑軌I上的距離，放入油管試件12，調節(jié)油管夾持器11，使油管試件12兩端固定；調節(jié)撓度測量儀16到達預定位置；打開增壓閥6，然后開啟增壓泵9，關閉泄壓閥19，向油管試件12施加一定內壓，通過壓力表8觀測壓力值；下摁千斤頂24手柄，帶動托杯23上升，使支撐滾輪22和22 '上升，為接箍17提供彎矩。對于一定內壓值，當彎矩增至某值時，會出現(xiàn)接箍17處氣密封失效，通過檢漏裝置15導出泄漏氣體，由軟管14進入水槽，出現(xiàn)氣泡，同時壓力表8處壓力值會出現(xiàn)下降反應。這時，不再增加彎矩值，讀出撓度測量儀16所示數(shù)據；最后打開泄壓閥19泄壓。實驗結束后，采用與上述過程相反地步驟取下油管試件12，按相關評定計算方法及相應標準對油管接箍氣密封性能進行分析。
實施實例,針對88. 9 mm外徑,P-105油管試件12,實驗時當撓度測量儀16顯示示數(shù)為4. 5mm，此時可以觀察到水槽13出現(xiàn)氣泡，證明油管密封已失效。
權利要求
1.一種模擬彎曲井眼中的油管密封性能的檢測裝置，其特征在于該裝置包括墊臺(2)和(2')、滑軌(I)、油管夾持器(11)和(11 ^ )、彎矩施加裝置(21)、密封結構(A)和(A')、增壓泵(9)、泄壓閥(20)、檢漏裝置(15)和(15 ')、撓度測量儀(16)、油管試件(12)、接箍(17)、芯桿(3);油管夾持器(ll)、(iy )對稱地安裝在墊臺(2)、(2 ^ )上，墊臺(2),(2 ’ )置于滑軌(I)上，兩根油管試件(12)用接箍(17)連接后，中間放入芯桿(3)，夾持于油管夾持器(11)、(11 ’ )中，在接箍(17)下方設置彎矩施加裝置(21);油管試件(12)兩端分別設置密封結構(A)、(A ')，密封結構(A)、(A ')包括環(huán)形密封圈(10)、(10 ')，(25),(25 7 )和堵頭(5)、(5^ )，堵頭(5)、(5^ )的外端部用螺母(4)、(4 ^ )固定，環(huán)形密封圈(10)、(10')置于堵頭(5)、(5')內壁與油管試件(12)外壁之間，環(huán)形密封圈(25)、(25 ;)置于堵頭(5)、(5')內壁與芯桿(3)外壁之間；油管試件(12)的一端通過導管(7)與增壓泵(9)連接，油管試件(12)的另一端用導管(7 ')與泄壓閥(20)相連；在接箍(17)端部設置檢漏裝置(15)、(15 ')及撓度測量儀(16)，檢漏裝置(15)、(15 ')通過安裝于接箍(17)兩端的軟管(14)、(14丨)和水槽(13)連通，撓度測量儀(16)位于接箍(17)中部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模擬彎曲井眼中油管密封性能的檢測裝置，其特征在于，兩根油管試件用接箍連接后，中間放入芯桿，利用油管夾持器夾持油管試件，再利用密封結構對油管試件兩端進行密封；在油管試件兩端分別設置增壓泵與泄壓閥，用以對油管施加內壓，并在測試后泄壓；在油管接箍處通過彎矩施加裝置對油管施加彎矩，在油管接箍兩端設置檢漏裝置檢測接箍處氣體泄漏情況，使測試結果更接近于油管服役時既受內壓載荷又受彎矩載荷的真實工況；本裝置結構簡單，可操作性強。
文檔編號G01M3/08GK102944368SQ20121046051
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者林元華, 曾德智, 馮光, 鄧寬海, 黃韻, 朱紅鈞, 王其軍, 武元鵬, 周瑩, 施太和 申請人:西南石油大學