本發(fā)明涉及油氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于尾管頂部封隔器的試驗裝置。

背景技術(shù)：

在油氣施工技術(shù)領(lǐng)域，尾管頂部封隔器主要用于封隔尾管與上層套管之間的環(huán)空，配合尾管懸掛器使用。在固井以及尾管完井施工過程中，尾管頂部封隔器起到防止環(huán)空油氣上竄，平衡井內(nèi)壓力等作用。從而，尾管頂部封隔器的封壓性能的好壞直接影響固井及完井施工的安全。由此，對尾管頂部封隔器進行封壓性能測試是設(shè)計和生產(chǎn)尾管頂部封隔器中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)中，常采用帶密封的試驗井筒進行試驗，但是這種試驗方法所使用的裝置復(fù)雜，而且安裝和操作困難，試驗成本很高。

因此，需要發(fā)明一種試驗裝置，使之能對尾管頂部封隔器的封壓性能進行測試。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于尾管頂部封隔器的試驗裝置。該試驗裝置可測試尾管頂部封隔器的坐封載荷，測試尾管頂部封隔器的封壓性能是否達到設(shè)計需要，以對尾管頂部封隔器的設(shè)計和生產(chǎn)出具指導(dǎo)性意見。另外，該試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于加工生產(chǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于尾管頂部封隔器的試驗裝置，包括：

套在尾管頂部封隔器的外壁上的套筒，套筒與尾管頂部封隔器形成環(huán)空，

設(shè)置在尾管頂部封隔器的第一端的定位堵頭，

設(shè)置在尾管頂部封隔器的第二端的支撐堵頭，

設(shè)置在套筒的第二端的試壓封頭，并在試壓封頭上設(shè)置有能與環(huán)空連通的試壓進液口，

能使尾管頂部封隔器坐封的坐封組件和能用于限定尾管頂部封隔器的位置 的定位組件，坐封組件和定位組件能選擇性地設(shè)置在套筒的第一端，

能與試壓進液口連通的液壓源。

在一個實施例中，坐封組件包括間隙式套接在定位堵頭的外壁上的坐封筒，坐封筒的第二端與尾管頂部封隔器的滑套抵接。

在一個實施例中，坐封組件還包括：

能拆卸式設(shè)置在套筒的第一端的坐封封頭，坐封封頭能與定位堵頭和套筒形成第一腔，并在坐封封頭的第一端設(shè)置有能與第一腔連通的坐封進液口，坐封進液口能與液壓源相連，

設(shè)置在第一腔內(nèi)并與第一腔的腔壁密封式接觸的活塞，活塞與坐封筒的第一端連接。

在一個實施例中，在活塞的第一端設(shè)置標(biāo)尺，標(biāo)尺穿過坐封封頭的第一端面延伸到第一腔的外部。

在一個實施例中，標(biāo)尺與坐封封頭之間設(shè)置動密封。

在一個實施例中，定位組件包括能拆卸式設(shè)置在套筒第一端的定位封頭，以及第一端與定位封頭連接而第二端與定位堵頭抵接的定位件。

在一個實施例中，定位件構(gòu)造為與定位封頭螺紋連接的定位螺栓。

在一個實施例中，支撐堵頭的第二端設(shè)置有槽，并且槽的槽壁與試壓封頭抵接以形成第二腔，第二腔能與試壓進液口連通，在槽的槽壁上設(shè)置有連通環(huán)空和第二腔的流體孔。

在一個實施例中，在套筒的外壁上設(shè)置用于控制套筒內(nèi)的溫度的控溫組件。

在一個實施例中，套筒均能選擇性與定位組件和坐封組件螺紋連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，該試驗裝置能通過坐封組件使尾管頂部封隔器坐封在套筒與尾管頂部封隔器所形成的環(huán)空中，在尾管頂部封隔器坐封后，能利用液壓源通過試壓封頭處的試壓進液口向環(huán)空中注入具有壓力的液體，以測試和證明尾管頂部封隔器的封壓性能。并且，該試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述，在圖中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的坐封狀態(tài)時的試驗裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的封壓狀態(tài)時的試驗裝置的結(jié)構(gòu)圖；

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

圖1和2均顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于尾管頂部封隔器的試驗裝置100。如圖1、2所示，試驗裝置100包括套筒7、定位堵頭6、支撐堵頭10、試壓封頭11、坐封組件50、定位組件80以及液壓源13。其中，套筒7構(gòu)造為管狀，并能套接在尾管頂部封隔器8的外壁上，以使得套筒7與尾管頂部封隔器8形成環(huán)空14。定位堵頭6設(shè)置在尾管頂部封隔器8的第一端，用于封堵尾管頂部封隔器8的內(nèi)腔。支撐堵頭10設(shè)置在尾管頂部封隔器8的第二端，用于封堵尾管頂部封隔器8的內(nèi)腔。試壓封頭11設(shè)置在套筒8的第二端。在試壓封頭11上設(shè)置有能與環(huán)空14連通的試壓進液口12。坐封組件50能在測試封壓性能前，使尾管頂部封隔器8坐封。在封壓測試過程中，定位組件80用于限定尾管頂部封隔器8的位置。根據(jù)工序的不同，坐封組件50和定位組件80選擇性地設(shè)置在套筒7的第一端。液壓源13能與試壓進液口12連通，從而通過試壓進液口12能向環(huán)空14內(nèi)注入具有壓力的液體，以測試坐封的尾管頂部封隔器8的封壓性能。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖1所示，坐封組件50包括坐封筒5。坐封筒5間隙式套接在定位堵頭6的外壁上，并且坐封筒5的第二端與尾管頂部封隔器8的滑套15抵接。由此，可在坐封筒5的第一端施加力驅(qū)動坐封筒5由第一端方向向第二端方向運動，以使尾管頂部封隔器8的滑套15推動膨脹套23徑向膨脹而坐封。這種結(jié)構(gòu)形式簡單，通過坐封筒5便能實現(xiàn)尾管頂部封隔器8的坐封。

在一個實施例中，坐封組件50還包括能拆卸式設(shè)置在套筒7的第一端的坐封封頭4。坐封封頭4與定位堵頭6或者坐封封頭4與定位堵頭6以及套筒7形成第一腔16。在坐封封頭4的第一端設(shè)置有能與第一腔16連通的坐封進液口2。坐封進液口2能與液壓源13相連接。在第一腔16內(nèi)設(shè)置活塞3，其與第一腔16的腔壁密封式接觸，并且活塞3與坐封筒5的第一端連接。由此，在坐封操作過程中，可利用液壓源13向坐封進液口2內(nèi)泵送具有壓力的液體，液體推動活塞3運動以驅(qū)動坐封筒5移動，從而使得尾管頂部封隔器8的膨脹套23徑向膨脹而 坐封。通過這種設(shè)置，可以利用液壓驅(qū)動的方式對坐封筒5進行加壓，以確保能精確地控制坐封載荷。同時，通過液壓坐封的方式能保證結(jié)構(gòu)簡單，施力操作簡便。另外，通過上述方式能將力均勻地施加到坐封筒5上，保證坐封筒5能平穩(wěn)運動，從而保證尾管頂部封隔器8的坐封效果。

在一個實施例中，在活塞3的第一端設(shè)置標(biāo)尺1。標(biāo)尺1穿過坐封封頭4的第一端面而延伸到第一腔16的外部。通過設(shè)置標(biāo)尺1可以表示活塞3的軸向移動距離，從而判斷膨脹套23的軸向變形距離，以輔助判斷膨脹套23是否坐封到位。優(yōu)選地，標(biāo)尺1與坐封封頭4之間設(shè)置動密封17，以保證第一腔16內(nèi)的密封效果。進一步優(yōu)選地，動密封17為油封。這種密封結(jié)構(gòu)保證了第一腔16密封的同時，又同時利用了油封的密封性好、成本低等優(yōu)點。

優(yōu)選地，坐封封頭4能與套筒7螺紋連接，以助于坐封封頭4能由套筒7上快速拆卸和安裝。

在利用坐封組件50使得尾管頂部封隔器8坐封后，需要對封壓性能進行試驗，以確定尾管頂部封隔器8的封壓性能是否達到設(shè)計要求。由此，可將設(shè)置在套筒7的第一端的坐封組件50拆卸下來，以換為定位組件80。

如圖2所示，定位組件80包括能拆卸式設(shè)置在套筒7第一端的定位封頭22和定位件18。定位件18的第一端與定位封頭22連接，而第二端與定位堵6抵接。由此，即便是在尾管頂部封隔器8的第二端施加有推動尾管頂部封隔器8向第一端移動的力時，由于設(shè)置有定位組件80，則尾管頂部封隔器8被限定在套筒7的固定位置，而不進行軸向移動。

在一個實施例中，定位件18構(gòu)造為定位螺栓，并與定位封頭22螺紋連接。由于測試不同的尾管頂部封隔器8或者零部件之間的加工尺寸差異等原因，使定位堵頭6和定位封頭22之間的軸向距離并不完全相同，而通過這種設(shè)置可以通過旋擰定位件18而保證定位件18能始終與定位堵頭6抵接，從而保證尾管頂部封隔器8在套筒7內(nèi)的位置。同時，這種設(shè)置方式還有利于定位組件80的安裝，在安裝過程中，可以先將定位封頭22安裝在套筒7上，再安裝定位件18，并經(jīng)過旋擰使定位件18抵緊定位堵頭6。

優(yōu)選地，定位封頭22與套筒7螺紋連接，以助于定位封頭22能由套筒7上快速拆卸和安裝。同時，這種連接關(guān)系便于實現(xiàn)套筒7與定位封頭22和坐封封頭4的選擇性連通。

為保證泵送的液體能均勻的作用在坐封的膨脹套23上，以確保測試的精度，在支撐堵頭10的第二端設(shè)置有槽19。槽19的槽壁與試壓封頭11抵接以形成第二腔20。第二腔20能與試壓進液口12連通，在槽19的槽壁上設(shè)置有連通環(huán)空14和第二腔20的流體孔21。優(yōu)選地，流體孔21在槽19的槽壁的周向方向上均勻分布。由此，具有壓力的液體通過試壓進液口12進入到第二腔20內(nèi)，再由流體孔21進入到環(huán)空14中并作用到坐封的膨脹套23上。液壓源13泵送的液體壓力到預(yù)設(shè)的封壓壓力值時，停止升壓，并穩(wěn)壓一定時間后，如果沒有壓降，表示尾管頂部封隔器8的封壓性能可達到預(yù)設(shè)的封壓壓力值。

為了模擬尾管頂部封隔器8的實際工作環(huán)境，以準確的測試尾管頂部封隔器8的工作性能，在套筒7的外壁上設(shè)置用于控制套筒7內(nèi)的溫度的控溫組件9。通過這種設(shè)置能更好的模擬尾管頂部封隔器8的實際工作環(huán)境，以確保試驗數(shù)據(jù)更貼近于真實工作的現(xiàn)場。

下面根據(jù)圖1和2詳細描述使用試驗裝置100來測試尾管頂部封隔器8的封壓性能的方法：

首先，將坐封組件50設(shè)置在套筒7的第一端，此時定位組件80未與套筒7連接，以用于備用?？刂瓶販亟M件9以使套筒7內(nèi)的溫度升高。經(jīng)過一段時間，當(dāng)套筒7內(nèi)的溫度達到試驗?zāi)繕?biāo)溫度時，例如，不小于120攝氏度，恒溫保持一段時間(例如，22-26小時)。然后，將液壓源13與坐封進液口2相連接，以向其中泵送液體，液體推動活塞3以驅(qū)動坐封筒5運動，從而使得尾管頂部封隔器8的膨脹套23徑向膨脹而坐封。在這過程中，液壓源13所泵送的液體壓力逐漸升高并到預(yù)設(shè)坐封壓力(例如，5-7兆帕)后，穩(wěn)壓一段時間(例如4-6分鐘)，以確保尾管頂部封隔器8完全坐封。同時，還要通過標(biāo)尺1判斷膨脹套23的軸向變形尺寸，以估計尾管頂部封隔器8是否完全坐封。利用控溫組件9使溫度繼續(xù)保持。接著，將坐封組件50從套筒7上拆卸下來。并將定位組件80安裝在套筒7上，并旋擰定位件18以保證定位件18頂緊定位堵頭6。再有，將試壓進液口12與壓力源13相連接，向環(huán)空14內(nèi)泵送液體，直至液體壓力升高到預(yù)設(shè)的測試目標(biāo)值(例如，65-75兆帕)時，穩(wěn)壓13-17分鐘。如果沒有壓降，則證明所測試的尾管頂部封隔器8在一定溫度下的封壓能力不小于測試目標(biāo)值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明保護范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可容易地進行改變或變化，而 這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護范圍為準。