【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气井井下封隔器胶筒的性能检测装置和方法，具体地说是封隔器胶筒蠕动试验装置及试验方法。
技术介绍
1、封隔器是油气井井下作业中广泛使用的一种井下工具，设有密封机构和密封胶筒，利用密封胶筒的弹性密封性能，用以封隔油套环空，用于分层采油、压裂、注水等井下作业，起到隔绝产层、控制流体、保护套管的目的。随着油气田开发的深入，地层情况越来越复杂，分层作业越来越普遍，封隔器失效的情况时有发生，复杂的井下施工工艺对封隔器耐压等工作性能提出了更高的要求。
2、封隔器失效的影响因素比较多,包括井下管柱的蠕动、井筒套管变形、井下环境恶劣、液击效应等。其中，管柱蠕动是造成封隔器失效的一个重要原因，连接了封隔器的管柱在井下受到多种载荷以及活塞效应、鼓胀效应、弯曲效应、温度效应的影响，受力状况复杂，易造成封隔器蠕动，引起胶筒损坏，造成巨大经济损失，封隔器密封胶筒失效也是封隔器失效的主要原因。
3、因此，封隔器在入井前需要经过全面的室内性能检测后方可使用，尽量避免由于工具质量原因造成井下事故的发生，确保油气井安全生产。而封隔器胶筒是决定其耐温、耐压性能至关重要的元件，在对其有蠕动影响的工作条件下，其密封性能的好坏直接影响到油气井的生产及安全，入井前的封隔器胶筒在蠕动影响下的密封性能应该得到验证。
4、为了解决上述问题，经过检索，目前还有以下相关的试验装置：
5、专利申请号cn201320168896.5公开的“封隔器胶筒测试装置”。上述技术采用耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀材料构成，能承受高温、高压，且
6、但是，上述装置不能满足胶筒在受到蠕动影响下的试验需求。
7、专利申请号cn201410634682.1公开的一种压缩式封隔器胶筒实验装置，可以模拟压缩式封隔器胶筒坐封、解封、承压、封隔等工作过程，从而为封隔器及胶筒选型、优化提供参考。
8、但是，上述装置不能满足胶筒在受到蠕动影响下的试验需求。
9、专利申请号cn201520122698.4公开的一种高温封隔器胶筒的试验检测装置，可以评价封隔器胶筒的力学性能和密封性能。在试验过程中以热对流的方式加热胶筒，使胶筒受热均匀且始终处于高温环境中。
10、但是，上述装置不能满足胶筒在受到蠕动影响下的试验需求。
11、目前，对于封隔器胶筒受到蠕动影响下的密封性能还缺少必要的试验手段，缺乏可信的试验数据，需要研制封隔器胶筒在蠕动条件下的密封性能试验装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供封隔器胶筒蠕动试验装置及试验方法，使其能够模拟对封隔器胶筒造成的蠕动、测试封隔器胶筒在有蠕动影响条件下的密封性能，解决封隔器胶筒在有蠕动情况下的密封试验问题。为入井前的封隔器胶筒提供具备蠕动影响的试验装置，提供可信的试验数据。
2、本专利技术的技术方案：
3、封隔器胶筒蠕动试验装置包括中心管和外筒，外筒中设有试压接头，其中：
4、中心管的上部设有马牙扣形螺纹、下端与锁紧挡环连接且连接后的锁紧挡环的外径大于中心管的外径；
5、挡环与坐封压环连接并通过与中心管上部马牙扣形螺纹连接的锁环安装在中心管的上部；
6、在所述中心管与外筒的环空中且在坐封压环与锁紧挡环之间装有调整环、胶筒组件和支撑环，所述上接头、外筒及下接头依次通过螺纹连接且支撑环安装在下接头内；
7、在外筒的上部与坐封压环之间装有上密封环，在外筒的下部与支撑环之间装有下密封环；
8、外筒中的试压接头设有两个，分别是上试压接头和下试压接头。
9、优选的，所述中心管上部的马牙扣形螺纹段的长度大于胶筒组件中胶筒压缩下行的距离，所述中心管的下端设有锁紧挡环装配台阶，该锁紧挡环装配台阶下方的管体外壁能够与锁紧挡环螺纹连接或者通过固定螺钉连接，螺纹或固定螺钉连接后的锁紧挡环的上端面与锁紧挡环装配台阶平齐。
10、优选的，所述锁环设有马牙扣形内螺纹且是开口环，在所述锁环1-3的本体上设有纵向通槽或者是斜向通槽。
11、优选的，所述坐封压环的上端内圆设有锁环安装台阶且外圆设有外螺纹能够与挡环连接，坐封压环的下端至少设有一道密封圈。
12、优选的，所述锁环安装在坐封压环上端的锁环安装台阶中，在所述锁环与中心管中的马牙扣形螺纹连接后，挡环与坐封压环螺纹连接并将锁环封闭在坐封压环的锁环安装台阶与中心管之间。
13、优选的，所述调整环的外径小于外筒的内径且又大于胶筒的非压缩外径，安装在胶筒组件上方的调整环设定在一个以上。
14、优选的，所述外筒与中心管之间的环空大小与井下油管与套管之间的环空大小相符。
15、优选的，所述外筒的内腔两端均设有密封环安装台阶且能够分别限制上密封环和下密封环向下和向上移动；所述上密封环和下密封环的内圆和外圆均设有密封圈。
16、优选的，所述支撑环的外径上大下小且在内圆上部设有密封圈，支撑环的小外径段与外筒中的下密封环的内孔相配合；所述外筒中的上试压接头设置在胶筒组件的上方。
17、应用于所述封隔器胶筒蠕动试验装置的试验方法，包括以下步骤： a、将封隔器胶筒蠕动试验装置置于加载设备的传压筒的下方并使传压筒压在挡环的上端、向下施加压力，实现胶筒组件坐封功能的测试； b、在上试压接头和下试压接头中连接打压管线并使打压管线与试压泵连接，分别从上试压接头和下试压接头中打压，能够实现胶筒组件在有蠕动前提下的密封效果试验； c、反复b步骤的操作，能够完成胶筒组件在蠕动条件下的密封寿命测试。
18、优选的，在封隔器胶筒蠕动试验装置中的胶筒组件完成坐封以后，将蠕动试验装置放入恒温箱中并通过上试压接头和下试压接头分别与毛细管打压管线和电动试压泵连接，在所述恒温箱外部的每条与电动试压泵连接的毛细管打压管线中安装压力表和截止阀，能够实现胶筒组件在有蠕动条件下的高温密封性能测试。
19、本专利技术与现有技术相比具有以下显著使用效果：在本装置中，连接在上部的锁环与中心管之间通过马牙扣形螺纹连接，能够带动坐封压环下压胶筒组件坐封。外筒设有两个试压接头，通过上试压接头对安装在中心管外部的胶筒组件做蠕动条件下的试验时，打压后的压力可推动整个连接在中心管外面的全部组件沿着外筒中的上密封环和下密封环向下移动。通过外筒下部的下试压接头对安装在中心管外部的胶筒组件做蠕动条件下的试验时，打压后的压力可推动整个连接在中心管外面的全部组件沿着外筒中的上密封环和下密封环向上移动。完成向上和向下加压试验胶筒组件在有蠕动影响下的密封效果试验，为胶筒入井提供可信的密封试验数据。
20、利用本装置可模拟封隔器中胶筒的蠕动工况，填补了封隔器胶筒没有蠕动工况试验设备的现状。可完成胶筒的坐封压力测试、胶筒组件在有蠕动条件下的常温和高温密封性能以及胶筒在有蠕动状况本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.封隔器胶筒蠕动试验装置，包括中心管（1-1）和外筒（1-9），外筒（1-9）中设有试压接头，其特征是：中心管（1-1）的上部设有马牙扣形螺纹、下端与锁紧挡环（1-16）连接且连接后的锁紧挡环（1-16）的外径大于中心管（1-1）的外径；挡环（1-2）与坐封压环（1-4）连接并通过与中心管（1-1）上部马牙扣形螺纹连接的锁环（1-3）安装在中心管（1-1）的上部；在所述中心管（1-1）与外筒（1-9）的环空中且在坐封压环（1-4）与锁紧挡环（1-16）之间装有调整环（1-7）、胶筒组件和支撑环（1-12），所述上接头（1-5）、外筒（1-9）及下接头（1-15）依次通过螺纹连接且支撑环（1-12）安装在下接头（1-15）内；在外筒（1-9）的上部与坐封压环（1-4）之间装有上密封环（1-6），在外筒（1-9）的下部与支撑环（1-12）之间装有下密封环（1-14）；外筒（1-9）中的试压接头设有两个，分别是上试压接头（1-8）和下试压接头（1-13）。
2.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述中心管（1-1）上部的马牙扣形螺纹段的长度大于胶筒组件中
3.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述锁环（1-3）设有马牙扣形内螺纹且是开口环，在所述锁环（1-3）的本体上设有纵向通槽或者是斜向通槽。
4.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述坐封压环（1-4）的上端内圆设有锁环安装台阶且外圆设有外螺纹能够与挡环（1-2）连接，坐封压环（1-4）的下端至少设有一道密封圈。
5.如权利要求4所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述锁环（1-3）安装在坐封压环（1-4）上端的锁环安装台阶中，在所述锁环（1-3）与中心管（1-1）中的马牙扣形螺纹连接后，挡环（1-2）与坐封压环（1-4）螺纹连接并将锁环（1-3）封闭在坐封压环（1-4）的锁环安装台阶与中心管（1-1）之间。
6.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述调整环（1-7）的外径小于外筒（1-9）的内径且又大于胶筒（1-10）的非压缩外径，安装在胶筒组件上方的调整环（1-7）设定在一个以上。
7.如权利要求1-6中任一项所述封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述外筒（1-9）与中心管（1-1）之间的环空大小与井下油管与套管之间的环空大小相符。
8.如权利要求7所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述外筒（1-9）的内腔两端均设有密封环安装台阶且能够分别限制上密封环（1-6）和下密封环（1-14）向下和向上移动；所述上密封环（1-6）和下密封环（1-14）的内圆和外圆均设有密封圈。
9.如权利要求8所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述支撑环（1-12）的外径上大下小且在内圆上部设有密封圈，支撑环（1-12）的小外径段与外筒（1-9）中的下密封环（1-14）的内孔相配合；所述外筒（1-9）中的上试压接头（1-8）设置在胶筒组件的上方。
10.应用于权利要求9所述封隔器胶筒蠕动试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤： A、将封隔器胶筒蠕动试验装置置于加载设备的传压筒（2-1）的下方并使传压筒（2-1）压在挡环（1-2）的上端、向下施加压力，实现胶筒组件坐封功能的测试； B、在上试压接头（1-8）和下试压接头（1-13）中连接打压管线并使打压管线与试压泵连接，分别从上试压接头（1-8）和下试压接头（1-13）中打压，能够实现胶筒组件在有蠕动前提下的密封效果试验； C、反复B步骤的操作，能够完成胶筒组件在蠕动条件下的密封寿命测试。
11.如权利要求10所述的封隔器胶筒蠕动试验装置的试验方法，其特征在于，在封隔器胶筒蠕动试验装置中的胶筒组件完成坐封以后，将蠕动试验装置放入恒温箱中并通过上试压接头（1-8）和下试压接头（1-13）分别与毛细管打压管线和电动试压泵连接，在所述恒温箱外部的每条与电动试压泵连接的毛细管打压管线中安装压力表和截止阀，能够实现胶筒组件在有蠕动条件下的高温密封性能测试。
...【技术特征摘要】
1.封隔器胶筒蠕动试验装置，包括中心管（1-1）和外筒（1-9），外筒（1-9）中设有试压接头，其特征是：中心管（1-1）的上部设有马牙扣形螺纹、下端与锁紧挡环（1-16）连接且连接后的锁紧挡环（1-16）的外径大于中心管（1-1）的外径；挡环（1-2）与坐封压环（1-4）连接并通过与中心管（1-1）上部马牙扣形螺纹连接的锁环（1-3）安装在中心管（1-1）的上部；在所述中心管（1-1）与外筒（1-9）的环空中且在坐封压环（1-4）与锁紧挡环（1-16）之间装有调整环（1-7）、胶筒组件和支撑环（1-12），所述上接头（1-5）、外筒（1-9）及下接头（1-15）依次通过螺纹连接且支撑环（1-12）安装在下接头（1-15）内；在外筒（1-9）的上部与坐封压环（1-4）之间装有上密封环（1-6），在外筒（1-9）的下部与支撑环（1-12）之间装有下密封环（1-14）；外筒（1-9）中的试压接头设有两个，分别是上试压接头（1-8）和下试压接头（1-13）。
2.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述中心管（1-1）上部的马牙扣形螺纹段的长度大于胶筒组件中胶筒（1-10）压缩下行的距离，所述中心管（1-1）的下端设有锁紧挡环装配台阶，该锁紧挡环装配台阶下方的管体外壁能够与锁紧挡环（1-16）螺纹连接或者通过固定螺钉连接，螺纹或固定螺钉连接后的锁紧挡环（1-16）的上端面与锁紧挡环装配台阶平齐。
3.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述锁环（1-3）设有马牙扣形内螺纹且是开口环，在所述锁环（1-3）的本体上设有纵向通槽或者是斜向通槽。
4.如权利要求1所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述坐封压环（1-4）的上端内圆设有锁环安装台阶且外圆设有外螺纹能够与挡环（1-2）连接，坐封压环（1-4）的下端至少设有一道密封圈。
5.如权利要求4所述的封隔器胶筒蠕动试验装置，其特征是，所述锁环（1-3）安装在坐封压环（1-4）上端的锁环安装台阶中，在所述锁环（1-3）与中心管（1-1）中的马牙扣形螺纹连接后，挡环（1-2）与坐封压环（1-4）螺纹连接并将锁环（1-3...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶金胜，于学信，姜国良，孙骞，杨洁，曹雪梅，王芳，王进京，辛林涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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