350度高温封隔器用超高压试验设备及其测试方法技术

本发明专利技术涉及一种在油田用封隔器的检测试验中使用的350度高温封隔器用超高压试验设备及其测试方法，包括筒体、设置在筒体中的封隔器，筒体包括第一密封塞、设置在密封塞内的加载杆，第一密封塞靠卡箍安装固定在筒体的端口上，加载杆伸入筒体内部的左端与转换接头相连接，转换接头与封隔器相连接，第一密封塞的外圆及内孔均设置有密封槽，其内孔中连接的加载杆的右端通过螺纹连接设置有限位螺母，在限位螺母外面设置有限位螺套，在加载杆中心设置有第一进卸压孔，在筒体的左端设置有第二进卸压孔，在筒体左端采用金属密封结构，分别通过第二密封塞与螺纹压环连接紧固在筒体左端，可保证封隔器在实际工作时安全可靠运行。证封隔器在实际工作时安全可靠运行。证封隔器在实际工作时安全可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
350度高温封隔器用超高压试验设备及其测试方法


[0001]本专利技术属于机械制造
，尤其涉及一种在油田用封隔器的检测试验中使用的350度高温封隔器用超高压试验设备及其测试方法，可以保证封隔器在实际工作时安全可靠的运行，为封隔器的研究和发展积累一定的试验数据，特别是对于未知深度的底层石油的开采提供理论基础。

技术介绍

[0002]封隔器是一种为了满足油、气井某种工艺技术目的或油层技术措施的需要，由钢体、封隔件、控制部分构成的井下分层封隔的专用工具。在石油开采时，试油、采油、注水和油层改造都需要应用各种类型的封隔器完成对油层的技术措施。封隔器主要分为自封式、扩张式、压缩式及组合式。在石油钻采过程中，封隔器是一种重要的井下工具，其安全可靠的运行关乎着油井的寿命、产能。在工作过程中如果封隔器的密封失效会造成油水分离失效，注水会造成油水混合，结果是抽油时石油中混合大量的水，这在很大程度上增加了采油的成本。因为封隔器用于井底，一旦封隔器发生严重的密封失效，轻则需要进行封隔器打捞作业，这在采油过程中会造成极大的浪费，重则可能造成整口井报废。封隔器的可靠性研究，在整个采油工作中极为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种可以对各种类型的封隔器进行高温、高压下密封测试的350度高温封隔器用超高压试验设备及其测试方法，通过模拟地壳高温、高压环境对各种类型的封隔器进行密封测试试验，验证封隔器产品的可靠性。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种350度高温封隔器用超高压试验设备，包括筒体、设置在筒体中的封隔器，所述筒体包括第一密封塞、设置在密封塞内的加载杆，所述第一密封塞靠卡箍安装固定在筒体的端口上，所述加载杆伸入筒体内部的左端与转换接头相连接，转换接头与封隔器相连接，所述第一密封塞的外圆及内孔均设置有密封槽，其内孔中连接的加载杆的右端通过螺纹连接设置有限位螺母，在限位螺母外面设置有限位螺套，在加载杆中心设置有第一进卸压孔，在筒体的左端设置有第二进卸压孔，在筒体左端采用金属密封结构，分别通过第二密封塞与螺纹压环连接紧固在筒体左端。
[0005]所述第一密封塞与筒体的端面之间设置有循环水冷却进口、循环水冷却出口以及与循环水冷却进口和循环水冷却出口相接通的作为循环水流动用的环形凹槽，在循环水冷却进口、循环水冷却出口最外侧与筒体端面的接触面上开设有密封槽，同时第一密封塞的外圆及内孔也设置有密封槽，在密封槽中设置有O型密封圈，使用时接入循环冷却水系统，循环冷却水降低第一密封塞的温度，避免因温度较高造成O型密封圈的损坏，导致测试失败。
[0006]所述限位螺套通过限位螺钉安装在第一密封塞上。
[0007]伸入到筒体内的第一密封塞的头部设置有隔热层。
[0008]所述限位螺套为多边形结构，该多边形结构与所述第一密封塞右端的多边形相配合，即限位螺套与第一密封塞通过类似花键结构连接。
[0009]一种利用350度高温封隔器用超高压试验设备进行测试方法，具体测试方法如下：
[0010]步骤1)、根据具体试验所需压力P、去除腐蚀余量后内径di，根据常规高压容器设计经验，以及35CrNi3MoVR材料调质后性能，按GB/T34019
‑
2017《超高压容器》中爆破应力计算出外筒壁厚，再根据相关连接结构尺寸确定其他零部件详细尺寸，制作用于测试350度高温封隔器用超高压试验设备，测试容器设计压力P＝230MPa，设计温度400℃，工作内径Φ122mm，具体筒体设计制作过程如下：容器制造主材料为35CrNi3MoVR，执行标准为GB/T34019
‑
2017《超高压容器》，其主要力学性能为RP0.2≥960MPa，Rm≥1070MPa，根据GB/T34019
‑
2017《超高压容器》标准，选取筒体腐蚀余量为单边1mm，因筒体左右两端尺寸不同，需分别对筒体的左右两端进行受力分析下爆破压力
[0011]按GB/T34019
‑
2017式(2)计算爆破压力
[0012]左端：
[0013]右端：
[0014]在设计工况下的爆破安全系数n
s
：
[0015]左端：
[0016]右端：
[0017]根据GB/T34019
‑
2017爆破压力法校核容器要求，爆破压力系数应大于或等于2.2，所以容器筒体安全；
[0018]步骤2)、将转换接头连接在加载杆上；将封隔器连接在转换接头上；将加载杆装入密封塞内；将装入加载杆的密封塞装入筒体内，并用卡箍紧固；将限位螺母连接在加载杆上，并调整到合适位置；将限位套连接在密封塞上，并装入限位螺钉；密封塞上的循环冷却水进出口接入循环冷却水；筒体外部包裹加热设备进行加热，即可进行测试实验。
[0019]本专利技术的有益效果如下:本专利技术设计出的一种用于测试350度高温封隔器密封的超高压设备，能够模拟出需要的高温、高压环境，并完成对封隔器产品可靠性的验证。
[0020]1.本专利技术设计的一种用于测试350度高温封隔器密封的超高压设备，包括筒体、密封塞、卡箍、加载杆、限位螺母、限位套，容器主要承压元件使用35CrNi3MoVR材料制作，能够满足试验的高温高压要求。
[0021]2.本专利技术设计的一种用于测试350度高温封隔器密封的超高压设备，模拟油田井下高温高压环境，对封隔器进行密封性测试，安装原理是，左端采用金属密封结构，通过密封塞Ⅰ与螺纹压环连接紧固，加载杆连接封隔器通过密封塞Ⅱ接入筒体内，密封塞Ⅱ与筒体采用卡箍连接，密封塞Ⅱ与加载杆配合的右端使用限位螺母与限位套，密封塞Ⅱ与限位套采用旋合连接结构，并通过限位螺钉固定。装配好封隔器，再将测试容器进行装配，调整好加载杆行程位置升温升压开始试验。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图。
[0023]图2为密封塞与限位套配合后的剖切结构示意图。
[0024]图3为第一密封塞的剖视图。
[0025]图中注释：1、筒体；2、封隔器；3、第一密封塞，301、循环水冷却进口，302、循环水冷却出口，303、作为循环水流动用的环形凹槽，304、密封槽；5、加载杆；6、转换接头；7、限位螺母；8、限位螺套；9、限位螺钉。
具体实施方式
[0026]如图1、2、3所示，一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，包括筒体1、设置在筒体1中的封隔器2，所述筒体1包括第一密封塞3、设置在密封塞内的加载杆5，所述第一密封塞3靠卡箍4安装固定在筒体1的端口上，所述加载杆5伸入筒体内部的左端与转换接头6相连接，转换接头6与封隔器2相连接，所述第一密封塞3的外圆及内孔均设置有密封槽，其内孔中连接的加载杆5的右端通过螺纹连接设置有限位螺母7，在限位螺母7外面设置有限位螺套8，在加载杆5中心设置有第一进卸压孔，在筒体1的左端设置有第二进卸压孔，在筒体1左端采用金属密封结构，分别通过第二密封塞与螺纹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，包括筒体(1)、设置在筒体(1)中的封隔器(2)，其特征在于：所述筒体(1)包括第一密封塞(3)、设置在密封塞内的加载杆(5)，所述第一密封塞(3)靠卡箍(4)安装固定在筒体(1)的端口上，所述加载杆(5)伸入筒体内部的左端与转换接头(6)相连接，转换接头(6)与封隔器(2)相连接，所述第一密封塞(3)的外圆及内孔均设置有密封槽，其内孔中连接的加载杆(5)的右端通过螺纹连接设置有限位螺母(7)，在限位螺母(7)外面设置有限位螺套(8)，在加载杆(5)中心设置有第一进卸压孔，在筒体(1)的左端设置有第二进卸压孔，在筒体(1)左端采用金属密封结构，分别通过第二密封塞与螺纹压环连接紧固在筒体(1)左端。2.根据权利要求1所述的一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，其特征在于：所述第一密封塞(3)与筒体(1)的端面之间设置有循环水冷却进口(301)、循环水冷却出口(302)以及与循环水冷却进口(301)和循环水冷却出口(302)相接通的作为循环水流动用的环形凹槽(303)，在循环水冷却进口(301)、循环水冷却出口(302)最外侧与筒体(1)端面的接触面上开设有密封槽(304)，同时第一密封塞(3)的外圆及内孔也设置有密封槽，在密封槽(304)中设置有O型密封圈，使用时接入循环冷却水系统，循环冷却水降低第一密封塞(3)的温度，避免因温度较高造成O型密封圈的损坏，导致测试失败。3.根据权利要求1所述的一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，其特征在于：所述限位螺套(8)通过限位螺钉(9)安装在第一密封塞(3)上。4.根据权利要求1所述的一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，其特征在于：伸入到筒体(1)内的第一密封塞(3)的头部设置有隔热层。5.根据权利要求1所述的一种测试350度高温封隔器用超高压试验设备，其特征在于：所述限位螺套(8)为多边形结构，该多边形结构与所述第一密...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝新辉，范志霞，宋小波，周凤葆，崔晓宁，郝飞，张羽，刘东东，赵林伟，赵东，
申请(专利权)人：河南中原特钢装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：