一种井下工具测试装置

技术领域

本发明实施例涉及但不限于井下工具测试设备领域，更具体地，涉及一一种井下工具测试装置。

背景技术

随着油田技术的不断发展，连续油管作为发展空间最大的行业，在高温高压井中的占比也会不断增长，连续油管井下工具作为作业的主要载体，面临的温度指标越来越高，耐温耐压能力已成为评判井下工具性能的关键指标。

然而，目前国内连续油管井下工具的测试平台全部都是以测试部分工具单元试验为主，不能做到全面通用测试，而且没有相对应的高温测试系统。而高温测试装置大多是对封隔器、桥塞等完井工具进行的静态高温密封测试，这种测试平台不能进行动态拉、压、扭和液体循环等操作，并不能用于连续油管井下工具的测试。所以设计一种连续油管井下工具测试装置就成为了连续油管高温作业体系中必不可少的工作。

发明内容

本发明实施例还提供一种井下工具测试装置，能够在室内模拟井下工具在井底高温环境下的工作状态。

本发明实施例提供的一种井下工具测试装置，包括：井下工具测试台和井下环境模拟系统；井下工具测试台设置成能够安装井下工具以及安装用于对井下工具进行测试的测试仪器，井下环境模拟系统能够与井下工具连接并模拟井下高温环境对井下工具进行测试。

在一个示例性实施例中，井下工具测试台包括通长设置的基座，所述基座包括相对的第一端和第二端，所述第一端能够与所述测试仪器配合安装，所述第二端设有夹持装置；在对井下工具进行测试时，所述井下工具一端能够夹持于所述夹持装置，另一端能够与所述测试仪器连接。

在一个示例性实施例中，基座上设有通长设置的滑动轨道，所述测试仪器和所述夹持装置能够在所述滑动轨道上滑动并调节位置。

在一个示例性实施例中，基座的第二端还设有与所述夹持装置连接的推拉装置，所述推拉装置能够带动所述夹持装置沿所述滑动轨道滑动；所述推拉装置包括与所述夹持装置连接的液缸轴及带动所述液缸轴运动的液压泵。

在一个示例性实施例中，井下工具测试台还包括设于所述第一端和第二端之间的支撑架，用于支撑井下工具的另一端；所述支撑架可通过螺纹进行上下调节并可通过铰链对井下工具进行固定，所述支撑架的上端和下端具有可在基座和井下工具之间进行滑动的滚轮装置。

在一个示例性实施例中，井下工具测试装置还包括能够在所述滑动轨道上滑动的多个滑座，所述测试仪器和夹持装置分别能够安装于对应的滑座，所述基座沿通长方向间隔布置有多个第一螺栓孔，所述滑座两侧边间隔布置有与多个与第一螺栓孔对应安装的第二螺栓孔。

在一个示例性实施例中，井下环境模拟系统包括能够套设于井下工具外部并对井下工具进行加热的外部加热筒和能够与井下工具连接并向井下工具内部输入循环液的内部循环系统。

在一个示例性实施例中，外部加热筒包括电磁加热层、抗磁干扰层、外部隔热层、及温度感应装置；所述内部循环系统包括与所述井下工具的进液口和出液口连接并与所述井下工具形成循环回路的热油泵和导热油加热罐；所述井下工具测试装置还包括设置在井下工具测试台上并能够与井下工具连接的分水箱，用于回收循环返出的液体并通过井下工具的出液口返回至所述热油泵。

在一个示例性实施例中，井下环境模拟系统还包括与所述外部加热筒和内部循环系统连接的控制管缆和与所述控制管缆连接的控制柜，所述控制柜通过控制管缆对所述外部加热筒和内部循环系统进行温度控制，并控制循环液的循环排量和压力。

在一个示例性实施例中，循环液的温度最高至300℃，循环液的循环排量不低于50gpm，循环液的压力不低于10Mpa

与现有技术相比，本发明实施例的井下工具测试装置通过设置井下环境模拟系统能够在室内模拟井下工具在井底高温环境下的工作状态，并能够对井下工具的各项性能指标进行测试，评定工具的使用参数及维修保养状况，从而为耐高温高压工具的设计开发和高温高压井新工艺的研究提供有效的实验平台和可靠的实验数据，并对连续油管工具的井下作业能力提供有力的依据。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例井下工具测试装置的井下工具测试台的示意图；

图2为本发明实施例井下工具测试装置的分水箱立体示意图；

图3为本发明实施例井下工具测试装置的井下环境模拟系统的示意图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种井下工具测试装置，包括：井下工具测试台1和井下环境模拟系统2。其中，井下工具测试台1设置成能够安装井下工具3以及安装用于对井下工具3进行测试的测试仪器4；井下环境模拟系统2能够与井下工具3连接并模拟井下高温环境对井下工具3进行测试。本实施例所述的井下工具3可包括连续油管井下工具。

本发明实施例的井下工具测试装置通过设置井下环境模拟系统2能够在室内模拟井下工具3在井底高温环境下的工作状态，建立环境温度与工具参数之间的数学模型，并能够对井下工具的各项性能指标进行测试，评定工具的使用参数及维修保养状况，从而为耐高温高压工具的设计开发和高温高压井新工艺的研究提供有效的实验平台和可靠的实验数据，并对连续油管工具的井下作业能力提供有力的依据。

如图1所示，井下工具测试台1包括通长设置的基座10，基座10包括相对的第一端10a和第二端10b。第一端10a能够与一系列的测试仪器4配合安装，第二端10b设有夹持装置11。如图所示，在对井下工具3测试时，井下工具3一端能够夹持于夹持装置11，另一端能够与测试仪器4连接。基座10上设有沿基座10通长方向设置的滑动轨道101，测试仪器4和夹持装置11能够在滑动轨道101上滑动并调节位置。基座10的第二端10b还设有与夹持装置11连接的推拉装置12，推拉装置12能够带动夹持装置11沿滑动轨道101滑动。本实施例中推拉装置12包括与夹持装置11连接的液缸轴及带动液缸轴运动的液压泵(未图示)。井下工具测试装置还包括能够在滑动轨道101上多个滑动的滑座102，测试仪器4和夹持装置11能够安装于对应的滑座102，从而滑座102能够带动测试仪器4和夹持装置11在滑动轨道101上滑动。基座1内部密封式设计带有排污口(未图示)防止油液泄露，基座1两侧的滑动轨道101沿通长方向分布有均匀的第一螺栓孔10c，滑座102的两侧边均布置有与第一螺栓孔10c对应安装的第二螺栓孔102a，第一螺栓孔10c和第二螺栓孔102a用以与连接连连接固定夹持装置11和测试仪器4。

其中，测试仪器4可包括转速测试测试仪器、扭矩测试测试仪器、震击测试测试仪器、震荡测试测试仪器等。测试仪器4安装有传感器采集信号，并将信号转换传输到控制台。

如图1-2所示，本发明实施例的井下工具测试装置还包括设置在井下工具测试台1上并能够与井下工具3连接的分水箱5，分水箱5包括联轴器50、连接短节51、及排污口52。分水箱5可通过连接短节51连接待测井下工具3与测试仪器4。连接短节51放置在分水箱5内，外端可连接井下工具3，内端可连接联轴器50，用于收集循环液体。

本发明实施例通过设置与滑动轨道101适配的滑座102，并且不同的测试仪器4可安装在滑座102上，从而不同的测试仪器均可安装于基座10上对井下工具3进行测试，实现井下工具测试台1能够覆盖井下工具的多种性能测试，实现一台多用的功能。

本发明实施例夹持装置11通过液压控制起到固定井下工具3作用，底部安装在滑座102上，从而可在基座1上滑动也可使用螺栓与基座1固定。推拉装置12两端分别固定在基座1尾部和加持装置11上，可通过液压泵控制液缸轴运动，从而测试时能够对井下工具3进行动力加载。示例性的，对井下工具3的夹持及推拉等可进行远程控制。

本发明实施例的井下工具测试台1还包括套设在井下工具3夹持端的夹持短接31，是加厚设计的工具短节，其作用一是防止夹持装置11过载将待测井下工具3夹持变形，二是井下工具3的夹持端一般为进液口，通过下述管汇220连接至下述中的耐高温高压的热油泵221、导热油加热罐222等，防止夹持变形导致内部压力变化。

本发明实施例的井下工具测试台1还包括设于第一端10a和第二端10b之间并位于测试仪器4和夹持装置11之间的支撑架14，用于支撑井下工具3的另一端。支撑架14可通过螺纹进行上下调节，并可通过铰链对井下工具3进行固定。支撑架14上端和下端具有滚轮装置(未示出)，可在基座1和井下工具3之间进行滑动，便于调节位置。

如图3所示，井下环境模拟系统2包括能够套设于井下工具3外部并对井下工具3进行加热的外部加热筒21和能够与井下工具3连接并向井下工具3内部输入高温循环液的内部循环系统22。高温循环液的温度最高可至300℃。本发明实施例所述的高温循环液一般指油液。

外部加热筒21呈圆筒状，包括电磁加热层、抗磁干扰层和外部隔热层，两端设有可调节尺寸的衬套以便使工具在加热筒中居中，并在两端设置温度感应装置用于检测筒内温度。外部加热筒21使用加长短节32连接井下工具3，以便使井下工具3待检测部分完全包裹在加热筒中。外部加热筒21可将工具外部环境加热至300℃并至少保持20分钟且温度分布均匀。

内部循环系统22包括与井下工具3的进液口和出液口连接并与井下工具3通过汇管220连接形成循环回路的热油泵221、导热油加热罐222。井下环境模拟系统2还包括与外部加热筒21和内部循环系统22连接的控制管缆23和与控制管缆23连接的控制柜24。控制柜24通过控制管缆23对外部加热筒21和内部循环系统22进行温度控制，并控制高温循环液的循环排量和压力。本实施例的汇管220、热油泵221、导热油加热罐222均能够耐高温高压。上述的分水箱5用于回收循环返出液体并通过井下工具3的出液口返回至热油泵221。

安装时，将井下工具3的进液口和出液口通过管汇220与热油泵221、导热油加热罐222相连，使整个高温循环测试系统形成一个闭路系统。循环液体使用高温导热油，此种导热油耐温300℃以上且不会对工具造成损伤。热油泵221能够持续泵入300℃的液体，泵入排量不低于50gpm，出口压力不低于10Mpa。导热油加热罐222可将导热油快速加热至300℃。管汇220包括进水管线、回水管线、阀门、压力计、流量计及温度传感器等。

本发明实施例的井下工具测试装置不仅能够通过夹持装置11进行动力加载，还可以对井下工具组合进行循环、拉压、震击、扭转等载荷模拟，同时还能够模拟高温环境，使测试能够模拟井下工具3在井下的高温环境工况，确保井下工具3测试的真实性和可靠性，并能做到对井下工具3的尺寸、型号、功能测试全覆盖。另外在测控系统中建立实时数据库和历史数据库,对采集的数据、键入的命令等进行管理和统计分析,提供多方面的数据参考依据。

在本发明实施例中的描述中，术语“多个”指两个或更多个。在本发明实施例中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。