本發(fā)明涉及油套管連接部位螺紋絲扣的密封性檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種快速裝拆式油套管螺紋絲扣氣密性檢測(cè)裝置、檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
背景技術(shù):
我國(guó)石油天氣的市場(chǎng)廣闊,油田上的地下儲(chǔ)氣庫(kù)得到了廣泛的應(yīng)用,將石油天然氣儲(chǔ)存于地下儲(chǔ)氣庫(kù)中,儲(chǔ)量大、整體壓力調(diào)節(jié)范圍大且成本低廉,但相較于常規(guī)產(chǎn)能建設(shè)生產(chǎn)井對(duì)井筒的安全性、完整性和氣密性要求更高,整個(gè)注采井運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。由于儲(chǔ)氣庫(kù)注采井運(yùn)行是氣庫(kù)壓力高且壓力變化范圍大,井筒在使用中存在較大的泄露安全隱患。
再者,油套管由于加工誤差,運(yùn)輸或作業(yè)過(guò)程中的磕碰、微腐蝕,密封脂的錯(cuò)誤選擇和使用,上扣扭矩不合理,接箍和密封面的清潔等因素,極易造成油套管氣密性失效。天然氣井在生產(chǎn)過(guò)程中的油管滲漏,可能導(dǎo)致油套串通,壓力波動(dòng),影響套管安全,存在重大安全隱患,后期修井費(fèi)用巨大,對(duì)環(huán)境和社會(huì)造成不可預(yù)測(cè)的安全隱患。為了保證完井管柱在井下的安全,對(duì)起關(guān)鍵密封作用的油套管提出了更高的密封要求,油套管絲扣的氣密性檢測(cè)已成為杜絕安全隱患的必要手段。
隨著成本較高的低滲透、特低滲透氣田在我國(guó)的逐漸開(kāi)發(fā),有利于降低開(kāi)采成本的小井眼井的采用已逐漸普及,與之配套的油套管管徑也相應(yīng)減小。由于目前采用的氣密性檢測(cè)裝置都是內(nèi)嵌式的,因此氣密性檢測(cè)裝置的外徑也需相應(yīng)減小來(lái)配合油套管的管徑,若氣密性檢測(cè)裝置在小尺寸的條件下仍要保持原有結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)原有功能,將會(huì)大大增加加工制造難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題,提供一種快速裝拆式油套管氣螺紋絲扣密性檢測(cè)裝置、檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法,操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)輕巧,有效解決不同尺寸油套管氣密性檢測(cè),同時(shí)可懸掛于油井架上,便于現(xiàn)場(chǎng)操作和遠(yuǎn)程操控。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種油套管螺紋絲扣氣密性檢測(cè)裝置,包括主夾體,與主夾體一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接的左扇形夾體,與主夾體另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接的右扇形夾體,其特征在于,左扇形夾體和右扇形夾體之間通過(guò)卡扣開(kāi)關(guān)固定連接,主夾體、左扇形夾體和右扇形夾體組裝形成圓筒形結(jié)構(gòu)的檢測(cè)裝置,檢測(cè)裝置的內(nèi)壁設(shè)有密封彈性層,左扇形夾體和右扇形夾體之間的間隙通過(guò)密封膠條密封接觸,主夾體上設(shè)有氣密性檢測(cè)裝置和液壓夾緊裝置,所述氣密性檢測(cè)裝置用于檢測(cè)檢測(cè)裝置與油套管之間的氣密性,所述液壓夾緊裝置用于壓緊左扇形夾體和右扇形夾體,使檢測(cè)裝置的內(nèi)壁與油套管壓緊。
進(jìn)一步,為了使本發(fā)明的液壓夾緊裝置更好地實(shí)施,所述液壓夾緊裝置包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置在主夾體兩側(cè)的一對(duì)液壓缸,液壓缸包括推力桿和與推力桿鉸接的傳力鉸桿,左扇形夾體和右扇形夾體的外壁上分別設(shè)有壓緊塊,液壓缸的傳力鉸桿通過(guò)壓緊塊分別與左扇形夾體和右扇形夾體鉸接。
進(jìn)一步,卡扣開(kāi)關(guān)包括設(shè)于同一塊左扇形夾體或右扇形夾體上的鎖扣和與鎖扣轉(zhuǎn)動(dòng)連接的活動(dòng)卡環(huán),在與鎖扣和活動(dòng)卡環(huán)相對(duì)應(yīng)的另一塊右扇形夾體或左扇形夾體上設(shè)有固定卡板,所述鎖扣、活動(dòng)卡環(huán)和固定卡板相互配合連接,以用于固定連接左扇形夾體和右扇形夾體。
進(jìn)一步,左扇形夾體和右扇形夾體分別通過(guò)合頁(yè)與主夾體轉(zhuǎn)動(dòng)連接,左扇形夾體和右扇形夾體與主夾體之間通過(guò)密封膠條密封接觸。
進(jìn)一步,密封膠條分別設(shè)于主夾體、左扇形夾體和右扇形夾體的側(cè)面上,密封膠條之間的接觸面為彼此相配合接觸的波浪形結(jié)構(gòu),或者為齒形結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)多層密封。
進(jìn)一步,密封彈性層為密封橡膠層,密封橡膠層用于在檢測(cè)裝置內(nèi)部形成密封空間。
進(jìn)一步,主夾體的上端對(duì)稱(chēng)設(shè)置有吊環(huán),主夾體上,液壓夾緊裝置的上方設(shè)有氣口,液壓夾緊裝置上設(shè)有油口。
本發(fā)明還包括一種油套管螺紋絲扣氣密性檢測(cè)裝置的檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括氣壓控制回路和液壓控制回路,氣壓控制回路包括用于提供氣壓的氣源,氣源通過(guò)氣壓管路依次與空氣過(guò)濾器、空氣壓縮機(jī)、電控閥、快速排氣閥和壓力表連接,電控閥用于調(diào)控空氣壓縮機(jī)所輸送的氣壓并將氣壓顯示在壓力表上,氣體壓力達(dá)到所需壓力后,關(guān)閉電控閥,保持壓力恒定,主夾體的上端設(shè)有氣體壓力傳感器,氣體壓力傳感器將檢測(cè)裝置內(nèi)部密封空間的壓力信息通過(guò)傳送線(xiàn)顯示在壓力表上,快速排氣閥用于氣壓控制回路的泄壓,液壓控制回路包括用于提供液壓油的液壓源,液壓源通過(guò)液壓管路與換向閥和調(diào)速閥連接,換向閥和調(diào)速閥調(diào)控進(jìn)入液壓缸的液壓油,以控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊、壓緊保持和松開(kāi)三種操作。
本發(fā)明的油套管氣密性檢測(cè)裝置的檢測(cè)控制系統(tǒng)的檢測(cè)方法包括以下步驟:
步驟1、將檢測(cè)裝置推向油套管節(jié)箍外部,通過(guò)卡扣開(kāi)關(guān)將左扇形夾體和右扇形夾體扣緊,并使檢測(cè)裝置夾緊油套管;
步驟2、啟動(dòng)液壓源開(kāi)關(guān),換向閥和調(diào)速閥調(diào)控進(jìn)入液壓缸的液壓油,控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊操作,液壓夾緊裝置壓緊左扇形夾體和右扇形夾體,使檢測(cè)裝置的內(nèi)壁夾緊油套管;
步驟3、步驟2完成后,啟動(dòng)保持開(kāi)關(guān),換向閥和調(diào)速閥控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊保持操作,液壓夾緊裝置繼續(xù)壓緊左扇形夾體和右扇形夾體,使檢測(cè)裝置內(nèi)的油套管保持被夾緊狀態(tài);
步驟4、打開(kāi)氣源開(kāi)關(guān),氣體通過(guò)空氣過(guò)濾器經(jīng)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行加壓,加壓氣體進(jìn)入檢測(cè)裝置中,電控閥調(diào)控進(jìn)入檢測(cè)裝置中氣體壓力并顯示于壓力表上,達(dá)到試驗(yàn)壓力后,電控閥關(guān)閉,進(jìn)行套管氣密性檢測(cè);
步驟5、通過(guò)氣體壓力傳感器進(jìn)行待測(cè)油套管的氣密性檢測(cè),氣體壓力傳感器將檢測(cè)裝置內(nèi)部密封空間的壓力信息通過(guò)傳送線(xiàn)顯示在壓力表上,通過(guò)觀(guān)察壓力表示數(shù)是否波動(dòng)從而判斷油套管是否泄漏,實(shí)現(xiàn)對(duì)油套管的氣密性檢測(cè);
步驟6、檢測(cè)完成之后,啟動(dòng)排氣開(kāi)關(guān),快速排氣閥進(jìn)行泄壓,泄壓完后,打開(kāi)卡扣開(kāi)關(guān),再啟動(dòng)泄油開(kāi)關(guān),換向閥和調(diào)速閥控制液壓夾緊裝置執(zhí)行松開(kāi)操作,液壓夾緊裝置松開(kāi)左扇形夾體和右扇形夾體,左扇形夾體和右扇形夾體由壓緊狀態(tài)變?yōu)樗砷_(kāi)狀態(tài),取出油套管后氣密性檢測(cè)結(jié)束。
綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明提供的快速裝拆式油套管氣密性檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,工作時(shí)安裝于油套管接箍外部,通過(guò)檢測(cè)氣體壓力波動(dòng)來(lái)判斷油套管氣密性,操作簡(jiǎn)便,結(jié)構(gòu)輕巧,有效解決不同尺寸油套管氣密性檢測(cè);
2、本發(fā)明的油套管氣密封性檢測(cè)裝置,成本較低,重量輕,體積小,便于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸、攜帶,檢測(cè)操作簡(jiǎn)單快捷,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控,檢測(cè)結(jié)果精度高,工作穩(wěn)定可靠,有效檢測(cè)油套管氣密封性,確保石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程的安全;
3、本發(fā)明的油套管氣密性檢測(cè)裝置,采用氣壓和液壓分別控制,兩大控制系統(tǒng)互不干擾,操作更加安全簡(jiǎn)便,有效實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)裝置快速夾緊、夾緊保持和快速松開(kāi)的功能,保證了檢測(cè)結(jié)果的可靠性;
4、本發(fā)明的油套管氣密性檢測(cè)方法,操作簡(jiǎn)便,能快速裝拆且能夠快捷地對(duì)油套管的氣密封性進(jìn)行檢測(cè),為更準(zhǔn)確判斷油套管氣密封性能提供一種新的檢測(cè)途徑,有助于根據(jù)檢測(cè)結(jié)果針對(duì)絲扣不密封提出整改措施,確保石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程的安全。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的一種油套管螺紋絲扣氣密性檢測(cè)裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明的氣口和油口的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的一種卡扣開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的液壓夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明的油套管氣密性檢測(cè)裝置的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的氣壓控制回路結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的液壓控制回路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記:1為氣體壓力傳感器,2為主夾體,3為右扇形夾體,4為左扇形夾體,5為液壓缸,6為壓緊塊,7為卡扣開(kāi)關(guān),8為吊環(huán),9為傳力鉸桿,10為合頁(yè),11為密封彈性層,12為液壓源,13為氣口,14為排氣開(kāi)關(guān),15為鎖扣,16為銷(xiāo)釘,17為活動(dòng)卡環(huán),18為固定卡板,19為推力桿,20為密封膠條,21為氣壓控制回路,22為液壓控制回路,23為傳送線(xiàn),24為壓力表,25為保持開(kāi)關(guān),26為泄油開(kāi)關(guān),27為空氣過(guò)濾器,28為電動(dòng)機(jī),29為空氣壓縮機(jī),30為電控閥,31為快速排氣閥,32為調(diào)速閥,33為氣源,34為油口,35為液壓源開(kāi)關(guān),36為氣源開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
如圖1至圖8所示,一種油套管螺紋絲扣氣密性檢測(cè)裝置,包括主夾體2,與主夾體2一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接的左扇形夾體4,與主夾體1另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)密封連接的右扇形夾體3,左扇形夾體4和右扇形夾體3之間通過(guò)卡扣開(kāi)關(guān)7固定連接,主夾體2、左扇形夾體4和右扇形夾體3組裝形成圓筒形結(jié)構(gòu)的檢測(cè)裝置,檢測(cè)裝置的內(nèi)壁設(shè)有密封彈性層11,左扇形夾體4和右扇形夾體3之間的間隙通過(guò)密封膠條20密封接觸,主夾體2上設(shè)有氣密性檢測(cè)裝置和液壓夾緊裝置,所述氣密性檢測(cè)裝置用于檢測(cè)檢測(cè)裝置與油套管之間的氣密性,所述液壓夾緊裝置用于壓緊左扇形夾體4和右扇形夾體3,使檢測(cè)裝置的內(nèi)壁與油套管壓緊。
更進(jìn)一步地說(shuō),所述液壓夾緊裝置包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置在主夾體2兩側(cè)的一對(duì)液壓缸5,如圖1、圖2、圖3和圖5所示,液壓缸5包括推力桿19和與推力桿19鉸接的傳力鉸桿9,左扇形夾體4和右扇形夾體3的外壁上分別設(shè)有壓緊塊6,液壓缸5的傳力鉸桿9通過(guò)壓緊塊6分別與左扇形夾體4和右扇形夾體3鉸接。
作為一種實(shí)施方式,卡扣開(kāi)關(guān)7包括設(shè)于同一塊左扇形夾體4或右扇形夾體3上的鎖扣15和與鎖扣15轉(zhuǎn)動(dòng)連接的活動(dòng)卡環(huán)17,如圖1和圖4所示,在圖1中,鎖扣15和活動(dòng)卡環(huán)17設(shè)于左扇形夾體4上,檢測(cè)裝置上均布有三組卡扣開(kāi)關(guān)7,鎖扣15與活動(dòng)卡環(huán)17通過(guò)銷(xiāo)釘16實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接,在與鎖扣15和活動(dòng)卡環(huán)17相對(duì)應(yīng)的另一塊右扇形夾體3或左扇形夾體4上設(shè)有固定卡板18,例如在圖1中,固定卡板設(shè)于右扇形夾體3上,所述鎖扣15、活動(dòng)卡環(huán)17和固定卡板18相互配合連接,以用于扣合鎖緊左扇形夾體4和右扇形夾體3。當(dāng)然,上述的卡扣開(kāi)關(guān)只是一種鉸佳的實(shí)施方式,卡扣開(kāi)關(guān)不限于上述的結(jié)構(gòu),其還可以是其他通過(guò)活動(dòng)卡接的方式使左扇形夾體4和右扇形夾體3扣合鎖緊的結(jié)構(gòu),例如卡箍結(jié)構(gòu)。
作為一種優(yōu)選地實(shí)施方式,左扇形夾體4和右扇形夾體3分別通過(guò)合頁(yè)10與主夾體2轉(zhuǎn)動(dòng)連接,如圖1至圖3所示,檢測(cè)裝置對(duì)稱(chēng)均布有三對(duì)合頁(yè),以實(shí)現(xiàn)靈活裝拆;左扇形夾體4和右扇形夾體3與主夾體2之間通過(guò)密封膠條20密封接觸,即密封膠條20密封左扇形夾體4和右扇形夾體3與主夾體2之間的間隙,以使檢測(cè)裝置內(nèi)保持密封空間。
作為一種實(shí)施方式,密封膠條20分別設(shè)于主夾體2、左扇形夾體4和右扇形夾體3的側(cè)面上,密封膠條20之間的接觸面為彼此相配合接觸的波浪形結(jié)構(gòu),或者為齒形結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)多層密封,保證檢測(cè)裝置內(nèi)的密封性。
作為一種實(shí)施方式,密封彈性層11為具有一定厚度的密封橡膠層,密封橡膠層用于在檢測(cè)裝置內(nèi)部形成密封空間,同時(shí)以用于適應(yīng)不同管徑的油套管,保證適應(yīng)性和密封性。
進(jìn)一步,主夾體2的上端對(duì)稱(chēng)設(shè)置有吊環(huán)8,主夾體2上,液壓夾緊裝置的上方設(shè)有用于接氣壓控制回路21的氣口13,液壓夾緊裝置上設(shè)有用于接液壓控制回路22的油口34。
更進(jìn)一步地說(shuō),本發(fā)明的油套管氣密性檢測(cè)裝置的檢測(cè)系統(tǒng)包括氣壓控制回路21和液壓控制回路22,如圖6至圖8所示,氣壓控制回路21包括用于提供氣壓的氣源33,氣源33通過(guò)氣壓管路依次與空氣過(guò)濾器27、空氣壓縮機(jī)29、電控閥30、快速排氣閥31和壓力表24連接,電控閥30用于調(diào)控空氣壓縮機(jī)29所輸送的氣壓并將氣壓顯示在壓力表24上,氣體壓力達(dá)到所需壓力后,關(guān)閉電控閥30,保持壓力恒定,主夾體2的上端設(shè)有氣體壓力傳感器1,氣體壓力傳感器1將檢測(cè)裝置內(nèi)部密封空間的壓力信息通過(guò)傳送線(xiàn)23顯示在壓力表24上,快速排氣閥31安裝于主夾體2上的氣口13處,用于氣壓控制回路21的快速排氣泄壓,安全可靠;液壓控制回路22包括用于提供液壓油的液壓源12,液壓源12通過(guò)液壓管路與換向閥和調(diào)速閥32連接,換向閥和調(diào)速閥32調(diào)控進(jìn)入液壓缸5的液壓油,以控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊、壓緊保持和松開(kāi)三種操作。
更進(jìn)一步地說(shuō),上述的檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法包括以下步驟:
步驟1、將檢測(cè)裝置推向油套管節(jié)箍外部,通過(guò)卡扣開(kāi)關(guān)7將左扇形夾體4和右扇形夾體3扣緊,并使檢測(cè)裝置夾緊油套管,更具體地說(shuō),合頁(yè)10合上左扇形夾體4和右扇形夾體3,然后通過(guò)卡扣開(kāi)關(guān)7上的活動(dòng)卡環(huán)扣上右扇形夾體的固定卡板18,扳動(dòng)鎖扣15進(jìn)行鎖緊,進(jìn)而使檢測(cè)裝置夾緊油套管;
步驟2、啟動(dòng)液壓源開(kāi)關(guān)35,換向閥和調(diào)速閥32調(diào)控進(jìn)入液壓缸5的液壓油,控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊操作,液壓夾緊裝置壓緊左扇形夾體4和右扇形夾體3,使檢測(cè)裝置的內(nèi)壁夾緊油套管,更具體地說(shuō),如圖6和圖8所示,液壓源開(kāi)關(guān)35啟動(dòng)后,三位四通換向閥右位工作,二位五通換向閥左位工作,進(jìn)而形成差動(dòng)連接,液壓缸5快速工作且伸出推力桿19,通過(guò)傳動(dòng)鉸桿9和壓緊塊壓緊左扇形夾體4和右扇形夾體3,使檢測(cè)裝置的內(nèi)壁夾緊油套管,保證密封性;
步驟3、步驟2完成后,啟動(dòng)保持開(kāi)關(guān)25,換向閥和調(diào)速閥32控制液壓夾緊裝置執(zhí)行壓緊保持操作,液壓夾緊裝置繼續(xù)壓緊左扇形夾體4和右扇形夾體3,使檢測(cè)裝置內(nèi)的油套管保持被夾緊狀態(tài),更具體地說(shuō),啟動(dòng)保持開(kāi)關(guān)25后,三位四通換向閥右位工作,二位五通換向閥右位工作,推力桿19繼續(xù)工作,通過(guò)傳力鉸桿9和壓緊塊6繼續(xù)壓緊左扇形夾體4和右扇形夾體3;
步驟4、打開(kāi)氣源開(kāi)關(guān)36,氣體通過(guò)空氣過(guò)濾器27經(jīng)空氣壓縮機(jī)29進(jìn)行加壓,加壓氣體通過(guò)氣口13進(jìn)入檢測(cè)裝置中,電控閥30調(diào)控進(jìn)入檢測(cè)裝置中氣體壓力并顯示于壓力表24上,達(dá)到試驗(yàn)壓力后,電控閥30關(guān)閉,進(jìn)行套管氣密性檢測(cè),如圖6和圖7所示;
步驟5、步驟4完成后,通過(guò)氣體壓力傳感器1進(jìn)行待測(cè)油套管的氣密性檢測(cè),氣體壓力傳感器1將檢測(cè)裝置內(nèi)部密封空間的壓力信息通過(guò)傳送線(xiàn)23顯示在壓力表24上,通過(guò)觀(guān)察壓力表24的示數(shù)是否波動(dòng)從而判斷油套管是否泄漏,實(shí)現(xiàn)對(duì)油套管的氣密性檢測(cè);
步驟6、檢測(cè)完成之后,啟動(dòng)排氣開(kāi)關(guān)14,快速排氣閥31進(jìn)行泄壓,泄壓完后,打開(kāi)卡扣開(kāi)關(guān)7,再啟動(dòng)泄油開(kāi)關(guān)26,換向閥和調(diào)速閥32控制液壓夾緊裝置執(zhí)行松開(kāi)操作,即三位四通換向閥左位工作,二位五通換向閥右位工作,液壓缸5進(jìn)行泄壓,推力桿19快速收回,液壓夾緊裝置松開(kāi)左扇形夾體4和右扇形夾體3,左扇形夾體4和右扇形夾體3由壓緊狀態(tài)變?yōu)樗砷_(kāi)狀態(tài),取出油套管后氣密性檢測(cè)結(jié)束。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。