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专利名称：多功能井下工具试验井井身结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油天然气等采掘领域，具体涉及一种石油、天然气井下工具的试验装置。
背景技术：
国内外各油田公司建立的各种试验装置大都为室外全尺寸试验井，缺点是井筒套管难以更换、结构变化受到限制、井中段和井底难以加装测量传感器、试验数据测量困难，而且试验加载设备大都采用钻井和采油施工设备，试验载荷难以准确测量和控制，造成试验结果准确性差、可靠性低、可重复性差。

发明内容本实用新型的是提供一种多功能井下工具试验井井身结构，以解决传统的各种试验装置存在的使用与维修不便，试验数据测量困难，试验结果准确性差、可靠性低、可重复性差的技术问题。为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案一种多功能井下工具试验井井身结构，包括光杆密封体总成I、上井口四通法兰2、法兰悬挂5、上段套管井筒6、试验工具7、下段套管井筒8、井底连接工具11、排污口 12 ；光杆密封体总成I包括光杆14、防掉落装置15、光杆密封组16、承压密封体17、井口承压套18、防提脱装置19 ;用于通高压循环液体的光杆14是中空结构，其两端为钻杆扣，分别与上部的试验机和下部的井内试验工具7相连，光杆在高压下可旋转和做类似活塞一样的拉伸运动的方式套在承压密封体17内，井口承压套18套在承压密封体17外的下部凸台外侧，井口承压套18的外侧设有螺纹，与上井口四通法兰2的上部端口的内螺纹旋紧连接；所述上井口四通法兰2具有出或进液口 3和测量口 4 ;上井口四通法兰2的下口部通过采用API(美国石油学会)法兰式悬挂结构的法兰悬挂5与上段套管井筒6和下段套管井筒8连接，所述上段套管井筒6和下段套管井筒8可分为若干段组合，并且在每段连接法兰处留有进出液口 ；所述井底连接工具11固定在下段套管井筒8的末端。所述的多功能井下工具试验井井身结构为闻温闻压井时，加热结构有两种一种是在9-5/8in套管外侧再制作一层流体钢管外套10与内部筒体形成环空，环空内部通入热空气或导热油时形成高温井；另一种是在9-5/8in套管井筒外直接包裹电加热装置9，电加热装置9可为两瓣式铸铝电加热器和电加热带，在套管井筒外的电加热装置9外套有钢管外套10。法兰悬挂5采用法兰与管体插接焊接结构，井筒套管外层为9-5/8in承压套管，内层可通过法兰悬挂5悬挂5-l/2in/或7in套管，也可不悬挂套管成为单独的9_5/8in承压
套管组合。井底连接工具11为冲击杆、拉拔接头或加载杆中的一种结构。井口承压套18的外侧螺纹根据井内压力高低及上扣方便性，采用梯形扣或45°锯齿形扣。本实用新型的优点是该新型多功能井下工具试验井系统，完全撇开了原有的设计思路，建立的室内模拟试验井可模拟井下地层压力，模拟不同的循环排量和井下地层温度环境。试验系统中安装了高精度测量仪表，可精确控制和测量试验参数。该新型多功能井下工具试验井系统的使用与维修方便，试验系统的主要技术参数高于国内、外同类试验系统，可保证试验取得的试验数据更加准确、精度更高。

图I是本实用新型的井下工具试验井井身结构主剖视图图2是本实用新型的光杆密封体总成主剖视图图中I—光杆密封体总成；2—上井口四通法兰；3—出(进)液口 ；4一测量口 ；5—法兰悬挂；6—上段套管井筒(9-5/8in) ;7—试验工具；8—下段套管井筒(9_5/8in)； 9 —电加热；10—钢管外套；11—井底连接工具；12—排污口 ；13—传感器；14一光杆；15—防掉落装置；16—光杆密封组；17—承压密封体；18—井口承压套；19一防提脱装置。
具体实施方式
本实用新型应用于石油天然气等采掘行业，可为石油、天然气井下工具的研制、开发、中间试验、应用完善等提供一个良好的试验平台。该实用新型多功能井下工具试验井井身结构是室内井下工具试验井系统的核心，直接决定了试验井系统的合理性、先进性。试验井系统的井身结构由光杆密封体总成I、上井口四通法兰2、出(进)液口 3、测量口 4、法兰悬挂5、上段套管井筒6、试验工具7、下段套管井筒8、电加热9、钢管外套井10、井底连接工具11、排污口 12、传感器13等组成。光杆密封体总成I的作用是完成与上部加载装置的功能传递，如把上部加载装置的拉力、压力、旋转、高压循环液体均通过该装置和相连的井口装置一起传递到井内。上井口四通法兰2作用是传递光杆密封体总成I的载荷(拉、压、扭)，根据试验工艺向井内注高压液或作为环空内液体的返回口，和向井内下入传感器等。法兰悬挂5与常规的套管悬挂结构不同，采用API法兰式悬挂结构，井筒套管外层为9-5/8in承压套管，内层可通过法兰悬挂5悬挂5-l/2in/或7in套管，也可不悬挂套管成为单独的9-5/8in承压套管组合。根据试验对象不同，井底连接工具11可以做成不同形式。光杆密封体总成I中的光杆14是中空结构，用于通高压循环液体，其两端为钻杆扣，分别与上部的试验机和下部的井内试验工具相连，光杆在承压密封体17内在高压(可达140MPa)下可旋转和做类似活塞一样的拉伸运动。井口承压套18的螺纹根据井内压力高低及上扣方便性可用梯形扣、45°锯齿形扣等。法兰悬挂5与常规的锥面悬挂结构不同，其特征为采用法兰与管体插接焊接结构，法兰悬挂5可为5-l/2in悬挂、7in悬挂或可不悬挂套管成为单独的9_5/8in承压套管组合。上段套管井筒6和下段套管井筒8可分为三段或四段组合，并且在每段连接法兰处留有进出液口，从而成为多流道试验井筒。井底连接工具11为冲击杆时，可完成例如井下震击器试验，相应的测量传感器可测量冲击力，加速度等参数；井底连接工具11为拉拔接头时，可测量拉拔力等参数；井底连接工具11为加载杆时，通过井下的加载装置可做螺杆钻具等试验。各试验井底安装不同的井底连接工具(11)可完成不同的工具性能参数试验。例如井下震击器试验、螺杆钻具试验、钻头试验、拉拔力试验等。多功能井下工具试验井井身结构在以上所述基础上可变为高温高压井，加热方法有两种一种是在9-5/8in套管外侧再制作一层流体钢管外套10与内部筒体形成环空，环空内部通入热空气或导热油时形成高温井；另一种是在9-5/8in套管井筒外直接包裹电加热装置9，电加热装置9可为两瓣式铸铝电加热器和电加热带。本实用新型可为石油、天然气井下工具的研制、开发、中间试验、应用完善等提供一个良好的试验平台，可为国内油田钻采井下工具的新产品、新工艺研究开发提供完整可靠的试验手段，促进钻采井下工具行业的技术进步。我们已建成的试验室，目前代表国内新一代钻采工具试验系统的水平，该试验系统技术性能和指针处于国际先进水平。·
权利要求1.一种多功能井下工具试验井井身结构，其特征在于，包括光杆密封体总成(I)、上井口四通法兰(2)、法兰悬挂(5)、上段套管井筒(6)、试验工具(7)、下段套管井筒(8)、井底连接工具(11)、排污口(12);光杆密封体总成(I)包括光杆(14)、防掉落装置(15)、光杆密封组(16)、承压密封体(17)、井口承压套(18)、防提脱装置(19);用于通高压循环液体的光杆(14)是中空结构，其两端为钻杆扣，分别与上部的试验机和下部的井内试验工具(7)相连，光杆在高压下可旋转和做类似活塞一样的拉伸运动的方式套在承压密封体(17)内，井口承压套(18)套在承压密封体(17)外的下部凸台外侧，井口承压套(18)的外侧设有螺纹，与上井口四通法兰(2)的上部端口的内螺纹旋紧连接；所述上井口四通法兰(2)具有出或进液口(3)和测量口(4);上井口四通法兰(2)的下口部通过采用API法兰式悬挂结构的法兰悬挂(5)与上段套管井筒(6)和下段套管井筒(8)连接，所述上段套管井筒(6)和下段套管井筒(8)可分为若干段组合，并且在每段连接法兰处留有进出液口 ；所述井底连接工具(11)固定在下段套管井筒(8)的末端。
2.根据权利要求I所述的一种多功能井下工具试验井井身结构，其特征在于，所述的多功能井下工具试验井井身结构为高温高压井时，加热结构有两种一种是在9-5/8in套管外侧再制作一层流体钢管外套(10)与内部筒体形成环空，环空内部通入热空气或导热油时形成高温井；另一种是在9-5/8in套管井筒外直接包裹电加热装置(9)，电加热装置(9)可为两瓣式铸铝电加热器和电加热带，在套管井筒外的电加热装置(9)外套有钢管外套(10)。
3.根据权利要求I所述的一种多功能井下工具试验井井身结构，其特征在于，法兰悬挂(5)采用法兰与管体插接焊接结构，井筒套管外层为9-5/8in承压套管，内层可通过法兰悬挂(5)悬挂5-l/2in/或7in套管，也可不悬挂套管成为单独的9_5/8in承压套管组合。
4.根据权利要求I所述的一种多功能井下工具试验井井身结构，其特征在于，井底连接工具(11)为冲击杆、拉拔接头或加载杆中的一种结构。
5.根据权利要求I所述的一种多功能井下工具试验井井身结构，其特征在于，井口承压套(18)的外侧螺纹根据井内压力高低及上扣方便性，采用梯形扣或45°锯齿形扣。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能井下工具试验井井身结构，包括光杆密封体总成、上井口四通法兰、上段套管井筒、试验工具和下段套管井筒。光杆密封体总成包括光杆、井口承压套、防提脱装置。光杆是中空结构，其两端分别与试验机和井内试验工具相连。光杆套在承压密封体内，井口承压套套在承压密封体外的下部凸台外侧，井口承压套的外侧设有螺纹，与上井口四通法兰的上部端口的内螺纹旋紧连接。所述上井口四通法兰的下口部与上段套管井筒和下段套管井筒连接。所述井底连接工具固定在下段套管井筒的末端。本实用新型可以解决传统的各种试验装置存在的使用与维修不便，试验数据测量困难，试验结果准确性差、可靠性低、可重复性差的技术问题。
文档编号G01M13/00GK202511966SQ201220113820
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者章发明, 赵国相 申请人:上海蓝滨石化设备有限责任公司, 兰州蓝亚石油化工装备工程有限公司, 机械工业兰州石油钻采炼油化工设备质量检测所有限公司, 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司