油套管气密封性检测装置的制作方法

    专利查询2025-03-26  24


    本发明涉及油套管检测,具体为油套管气密封性检测装置。


    背景技术:

    1、油气田天然气生产过程中,气井环空窜压一直是威胁着井筒安全的难题。使用气密封扣油、套管,理论上可消除这一风险,而现场应用的结果并不理想。统计发现,油、套管柱的螺纹连接发生泄漏是造成环空带压现象的最主要原因。自2008年,中国各油气田应用气密封检测技术后,根本性改变了井筒环空带压生产的状况。川渝地区天然气资源丰富,其天然气资源量约为66万亿立方米,具有很大的开发潜力,井筒完整性是影响开采的关键因素,对油套管气密封检测是验证井筒完整性的有效手段。

    2、油套管,亦称石油套管,是石油钻探用重要器材之一,主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑,以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。油套管需要保障密封性,因此需要对油套管进行气密性检测。常规的检测方法,主要通过双封隔器伸入至油套管内,在油套管连接丝扣处形成密封空腔,再向密封空腔内通入氦气,从丝扣外侧检测是否有氦气泄漏,来检测油套管的密封性。

    3、常规的油套管管径具有多种规格,而双封隔器适用的管径较为单一,不便于调整双封隔器的直径大小,从而难以适应多种管径的油套管密封性检测需求,从而可做进一步改进。


    技术实现思路

    1、(一)解决的技术问题

    2、针对现有技术的不足,本发明提供了油套管气密封性检测装置,具备适用于多种管径规格的油套管密封性检测等优点,解决了双封隔器适用的管径较为单一的问题。

    3、(二)技术方案

    4、为实现上述适用于多种管径规格的油套管密封性检测的目的,本发明提供如下技术方案:油套管气密封性检测装置,包括钢丝绳,所述钢丝绳底端固定安装有外壳,所述外壳中部贯穿开设有上下分布的两组滑槽,所述外壳内部设置有驱动组件,所述外壳外侧套设有两组套管组件,两组所述套管组件滑动连接在滑槽上,并螺纹连接在驱动组件上,所述驱动组件用于驱动两组套管组件相向移动或相背移动;两组所述套管组件相对一端之间固定安装有橡胶环一,两组所述套管组件相背一端均固定安装有橡胶环二,所述橡胶环二另一端固定安装在外壳外侧,所述橡胶环一与外壳合围成空腔一,所述橡胶环二与外壳合围成空腔二,所述空腔二内部设置有支撑组件;所述外壳和驱动组件内部设置有氦气流道,所述氦气流道与空腔一连通,所述套管组件两端之间贯穿开设有导气孔,空腔一和空腔二通过导气孔连通,两组所述套管组件相对一端均设置有压力阀,所述压力阀与空腔一连通。

    5、优选的,所述外壳包括套筒,所述滑槽开设在套筒上,所述套筒两端均固定安装有连接管一,所述连接管一另一端均固定安装有连接管二;位于上侧的所述连接管二顶端固定安装有连接管三,所述连接管三顶端固定安装有密封头一,所述钢丝绳固定安装在密封头一顶部;位于下侧的所述连接管二底端固定安装有密封头二;所述套筒中部固定安装有固定环;所述连接管一、连接管二和连接管三内径相等,所述套筒内径大于连接管一内径;所述套筒和连接管二外径相等,所述连接管一外径小于套筒外径。

    6、优选的,所述驱动组件包括设置在密封头一内部的驱动马达,所述驱动马达底部输出端固定安装有转轴,所述转轴转动连接在套筒、两组连接管一、两组连接管二和连接管三内;所述转轴表面固定安装有上下分布的两组密封柱,所述密封柱直径等于套筒内径,两组所述密封柱分别贴合在连接管一的顶壁和底壁上,且所述密封柱遮挡在滑槽内侧,所述转轴中部固定安装有嵌柱;所述转轴表面开设有两组螺纹槽,两组所述螺纹槽螺纹方向相反,两组螺纹槽分别位于嵌柱上下侧。

    7、优选的,所述套管组件包括套设在套筒外侧的两组套管本体,两组所述套管本体相对一端外壁固定安装有固定盘,两组所述套管本体相对一端内壁固定安装有两个滑块一,所述滑块一滑动连接在滑槽内,两个所述滑块一之间固定安装有螺纹套环,所述螺纹套环螺纹连接在螺纹槽上,所述螺纹套环外径与套筒内径相等;两组所述套管本体相背一端内壁均固定安装有两个滑块二,所述滑块二滑动连接在滑槽内,并贴合在密封柱表面;所述导气孔贯穿套管本体的两端,所述压力阀安装在固定盘侧面,所述橡胶环一固定安装在两组固定盘之间,上侧的所述橡胶环二固定安装在套管本体顶端和连接管三底端之间,下侧的所述橡胶环二固定安装在套管本体底端和密封头二顶端之间。

    8、优选的,所述压力阀包括固定安装在固定盘侧面的排气管,所述排气管另一端固定安装有筒形壳,所述筒形壳内壁固定安装有两组支撑架,两组所述支撑架分别位于筒形壳中部和筒形壳自由端内;位于筒形壳中部的所述支撑架中心处贯穿滑动连接有滑杆,所述滑杆一端固定安装有密封锥台,所述密封锥台用于密封排气管和筒形壳连接处,所述滑杆另一端固定安装有限位板;两组所述支撑架之间设置有弹簧,所述弹簧两端均固定安装有垫片,所述垫片表面阵列贯穿开设有通孔一。

    9、优选的,位于筒形壳自由端的所述支撑架中心处固定安装有螺母,所述螺母螺纹连接有螺纹杆,所述螺纹杆和限位板贴合在两组垫片相背一侧。

    10、优选的,所述支撑组件包括套设在连接管一外侧的镂空盘一和镂空盘二,所述镂空盘一朝向镂空盘二一侧固定安装有两组齿条板一,两组所述镂空盘二贴合在连接管一两侧,所述镂空盘二表面贯穿固定有两组齿条板二,所述齿条板一和齿条板二之间设置有齿轮,所述齿轮转动连接在连接管一上;所述齿条板二固定安装在套管本体端部,套筒和连接管二之间固定安装有两个导向杆,所述导向杆贯穿镂空盘一、镂空盘二和齿条板一,所述齿条板一滑动连接在导向杆上;所述镂空盘一和镂空盘二之间阵列设置有支撑钢片。

    11、优选的,所述氦气流道包括开设在嵌柱内的储气腔一,转轴上半部内开设有导流腔,所述导流腔与储气腔一连通,转轴顶端侧面开设有通孔二,密封头一内开设有储气腔二,所述导流腔和储气腔二通过通孔二连通,密封头一顶端固定安装有进气管,所述进气管与储气腔二连通,嵌柱表面开设有通孔三,所述通孔三与储气腔一连通,固定环内壁开设有环形槽,所述储气腔一通过通孔三与环形槽连通,固定环圆周面阵列开设有通孔四,所述通孔四与环形槽连通,固定环圆周面阵列开设有弧形槽,所述通孔四开口位于弧形槽中部。

    12、(三)有益效果

    13、与现有技术相比,本发明提供了油套管气密封性检测装置,具备以下有益效果:

    14、该油套管气密封性检测装置,通过驱动马达驱动转轴转动,配合螺纹套环与螺纹槽的螺纹连接作用,带动两组套管组件沿着滑槽相背移动,套管组件带动橡胶环二两端之间的间距减小,使橡胶环二发生膨胀;在两组套管组件相背移动时,在齿条板二的连接作用下,使镂空盘二向镂空盘一移动,配合齿条板一、齿条板二和齿轮的传动作用,带动镂空盘一向镂空盘二靠近,即镂空盘一和镂空盘二相向移动,使得支撑钢片拱起对橡胶环二进行支撑;气源通过进气管向储气腔二内通入氦气,氦气通过通孔二进入导流腔、储气腔一内部,之后,氦气进入环形槽内部,再通过通孔四进入空腔一内部。最后,通过导气孔将空腔一和空腔二连通,使氦气从空腔一进入空腔二内部。使得橡胶环二进一步膨胀,从而达到便于调整橡胶环二膨胀后的直径,以适应不同管径油套管的目的。


    技术特征:

    1.油套管气密封性检测装置,包括钢丝绳(100),其特征在于:所述钢丝绳(100)底端固定安装有外壳(200),所述外壳(200)中部贯穿开设有上下分布的两组滑槽(300),所述外壳(200)内部设置有驱动组件(400),所述外壳(200)外侧套设有两组套管组件(500),两组所述套管组件(500)滑动连接在滑槽(300)上,并螺纹连接在驱动组件(400)上,所述驱动组件(400)用于驱动两组套管组件(500)相向移动或相背移动;

    2.根据权利要求1所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述外壳(200)包括套筒(201),所述滑槽(300)开设在套筒(201)上,所述套筒(201)两端均固定安装有连接管一(202),所述连接管一(202)另一端均固定安装有连接管二(203);

    3.根据权利要求1所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述驱动组件(400)包括设置在密封头一(205)内部的驱动马达(401),所述驱动马达(401)底部输出端固定安装有转轴(402),所述转轴(402)转动连接在套筒(201)、两组连接管一(202)、两组连接管二(203)和连接管三(204)内;

    4.根据权利要求1所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述套管组件(500)包括套设在套筒(201)外侧的两组套管本体(501),两组所述套管本体(501)相对一端外壁固定安装有固定盘(502),两组所述套管本体(501)相对一端内壁固定安装有两个滑块一(503),所述滑块一(503)滑动连接在滑槽(300)内,两个所述滑块一(503)之间固定安装有螺纹套环(504),所述螺纹套环(504)螺纹连接在螺纹槽(404)上,所述螺纹套环(504)外径与套筒(201)内径相等;

    5.根据权利要求4所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述压力阀包括固定安装在固定盘(502)侧面的排气管(507),所述排气管(507)另一端固定安装有筒形壳(508),所述筒形壳(508)内壁固定安装有两组支撑架(509),两组所述支撑架(509)分别位于筒形壳(508)中部和筒形壳(508)自由端内;

    6.根据权利要求5所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:位于筒形壳(508)自由端的所述支撑架(509)中心处固定安装有螺母(513),所述螺母(513)螺纹连接有螺纹杆(514),所述螺纹杆(514)和限位板(512)贴合在两组垫片(516)相背一侧。

    7.根据权利要求1所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述支撑组件(800)包括套设在连接管一(202)外侧的镂空盘一(801)和镂空盘二(802),所述镂空盘一(801)朝向镂空盘二(802)一侧固定安装有两组齿条板一(803),两组所述镂空盘二(802)贴合在连接管一(202)两侧,所述镂空盘二(802)表面贯穿固定有两组齿条板二(804),所述齿条板一(803)和齿条板二(804)之间设置有齿轮(805),所述齿轮(805)转动连接在连接管一(202)上;

    8.根据权利要求1所述的油套管气密封性检测装置,其特征在于:所述氦气流道(900)包括开设在嵌柱(405)内的储气腔一(901),转轴(402)上半部内开设有导流腔(902),所述导流腔(902)与储气腔一(901)连通,转轴(402)顶端侧面开设有通孔二(903),密封头一(205)内开设有储气腔二(904),所述导流腔(902)和储气腔二(904)通过通孔二(903)连通,密封头一(205)顶端固定安装有进气管(905),所述进气管(905)与储气腔二(904)连通,嵌柱(405)表面开设有通孔三(906),所述通孔三(906)与储气腔一(901)连通,固定环(207)内壁开设有环形槽(907),所述储气腔一(901)通过通孔三(906)与环形槽(907)连通,固定环(207)圆周面阵列开设有通孔四(908),所述通孔四(908)与环形槽(907)连通,固定环(207)圆周面阵列开设有弧形槽(909),所述通孔四(908)开口位于弧形槽(909)中部。


    技术总结
    本发明涉及油套管检测技术领域,且公开了油套管气密封性检测装置,包括钢丝绳,所述钢丝绳底端固定安装有外壳,所述外壳中部贯穿开设有上下分布的两组滑槽,所述外壳内部设置有驱动组件,所述外壳外侧套设有两组套管组件,两组所述套管组件滑动连接在滑槽上,并螺纹连接在驱动组件上,两组所述套管组件相对一端之间固定安装有橡胶环一,两组所述套管组件相背一端均固定安装有橡胶环二,所述橡胶环二另一端固定安装在外壳外侧。两组套管组件沿着滑槽相背移动,使橡胶环二发生膨胀;气源通过进气管向储气腔二内通入氦气,使得橡胶环二进一步膨胀,从而达到便于调整橡胶环二膨胀后的直径,以适应不同管径油套管的目的。

    技术研发人员:张宇豪,斯敏贵,孙谦,林潇,唐仕龙,洪文州
    受保护的技术使用者:四川菲尔检测技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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