高温高压管串内切割实验平台

1.本发明属于石油领域，涉及一种用于井下管串机械内切割测试用的高温高压管串内切割实验平台。


背景技术：

2.随着我国油气井不断向高温高产超深井发展，会有节流器打捞不出、气举阀失效等井筒故障，因此需进行带压起管柱检修作业，但是起出管柱经常出现管柱卡钻的现象。传统的解卡方式是将管柱上提至中和点之后倒扣起出上部故障管柱，但是这种方法的作业周期很长，效率低，成本高，会严重耽误油田的生产，因此需要有新的方法来代替，使解卡问题得到有效解决，降低成本，提高效率。机械切割技术是依靠的是井上转盘转动，带动井下管内的机械切割结构旋转，对油管、套管进行切割。对于机械切割技术来说，最重要的是在完成机械切割结构的设计，同时也要检验机械切割结构的合理性。一般来说，在未完全确定机械切割结构是否有效之前，不能对老油气井进行直接的切割工作，同时井底环境高温高压，需要在投入工作之前进行机械切割实验，所以需要发展一种在高温高压条件下的机械内切割实验平台。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供一种能够模拟高温高压井下环境，且能完成对油管、套管、钻杆切割的室内实验平台，可以对不同规格尺寸的管串进行切割实验，满足被切割管件被加持、实验设备密封，高温高压管串内切割实验平台是利用对机械切割装置对管串的旋转切割，能快速获得机械内切割结构的实验数据，并判定结构的稳定性、可靠性和可行性。
4.本发明所采用的技术方案是：
5.高温高压管串内切割实验平台由接头、活塞套、活塞、短节、支撑架、夹持装置、短接头、端盖、底座、底板组成。所述的接头为左端小口连接高压泵，右端大口有内螺纹与活塞套左端外螺纹连接；活塞安装在活塞套的内腔中，活塞套上有出气孔、进油孔、温度表孔，实验时需将其封闭，活塞套右端带有内螺纹，短节左端外螺纹和活塞套内螺纹连接，并安装在底座上；支撑架包括管串支撑架、内切割系统支撑架，管串支撑架水平放进短节内，被切管串安装在管串支撑架上方，内切割系统支撑架水平放进短节内，支撑内切割系统；短节安装在底座上，短节右端外螺纹和短接头内螺纹连接，短节外侧安装有伴热带，短节内安装有被切管件和内切割系统；夹持装置由管串夹持套、螺杆、固定螺母、手柄组成，管串夹持套安装在螺杆下端与螺杆有间隙，通过固定螺母限制管串夹持套自由向下位移，螺杆与短节螺纹连接，当转动手柄时，旋转的螺杆会带动夹持套向下运动，通过螺杆轴肩定位限制管串夹持套向上位移，以夹紧被切管串防止切割时震动过大或发生位移使实验失败；短接头中间的通孔安装有高温高压接头，端盖和短接头通过螺钉连接，端盖中间的沉孔限制高温高压接头轴向运动，底座固定在底板上通过双头螺柱连接。
6.上述方案中的高温高压管串内切割实验平台，为了实现高温高压，高温条件为：在
短节外侧安装有伴热带且在实验时通电，加热到实验所需温度，活塞套的温度表孔安装有温度表，能够准确测量短节内部的液体温度。高压条件实施为：通过活塞套的进油孔向活塞的右方腔体内灌注液压油，通过高压泵输送液体带动活塞使在活塞套(内腔)向右移动，增加活塞右方的压强，高压泵能够读出压强，管串内切割系统电路通过高温高压接头与外部实现连接。
附图说明
7.图1是本发明结构示意图；
8.图2是本发明的活塞套结构示意图；
9.图3是本发明的管件被夹持时侧视结构示意图；
10.图4是本发明的管串支撑架结构示意图；
11.图5是本发明的夹持装置安装位置结构示意图；
12.图6是本发明的夹持套结构示意图；
13.图7是本发明的内切割系统支撑架结构示意图；
14.图8是本发明的接头结构示意图；
15.图中：1.接头，2.活塞套，2a.出气孔，2b.进油孔，2c.温度表孔，3.活塞，4.短节，5.螺杆，5a.定位轴肩，6.被切管件，7.夹持套，8.内切割系统，9.内切割系统支撑架，10.短节头，11.高温高压接头，12.端盖，13.底座，14.底板，15.伴热带，16.管串支撑架，17.固定螺母，18.手柄。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明做进一步说明。
17.如图1和图3所示，高温高压管串内切割实验平台，其特征在于：所述的高温高压管串内切割实验平台由接头、活塞套、活塞、短节、支撑架、夹持装置、短接头、端盖、底座、底板组成。所述的接头1为左端小口连接高压泵，右端大口有内螺纹与活塞套2左端外螺纹连接，活塞3安装在活塞套2的内腔中，活塞套2上有出气孔2a、进油孔2b、温度表孔2c，右端带有内螺纹，短节4左端外螺纹和活塞套2内螺纹连接，并安装在底座13上。
18.如图4和图7所示，所述的高温高压管串内切割实验平台的支撑架包括管串支撑架16、内切割系统支撑架9，管串支撑架16水平放进短节4内，被切管串6安装在管串支撑架上方，内切割系统支撑架9水平放进短节4内，支撑内切割系统。
19.如图5所示，所述的高温高压管串内切割实验平台的夹持装置由管串夹持套7、螺杆5、固定螺母17、手柄18组成，管串夹持套7安装在螺杆5下端与螺杆5有间隙，通过固定螺母17限制管串夹持套7自由向下位移，螺杆5与短节4螺纹连接，当转动手柄18时，旋转的螺杆5会带动夹持套7向下运动，通过螺杆轴肩5a定位限制管串夹持套7向上位移，以夹紧被切管串6防止切割时震动过大或发生位移使实验失败。
20.所述的短节4安装在底座13上，短节4右端外螺纹和短接头10内螺纹连接，短节4外侧安装有伴热带15且短节4表面加工有螺纹孔，短节4内安装有被切管件6和内切割系统8。
21.所述的短接头10中间的通孔安装有高温高压接头11，端盖12和短接头10通过螺钉连接，端盖中间的沉孔限制高温高压接头11轴向运动；底座13固定在底板14上通过双头螺
柱连接。
22.进一步的，所述的高温高压管串内切割实验平台，其高温条件为：在短节4外侧安装有伴热带15且在实验时通电，加热到实验所需温度，活塞套2的温度表孔2c安装有温度表，能够准确测量短节4内部的液体温度。高压条件实施为：通过活塞套2的进油孔2b向活塞3的右方腔体内灌注液压油，通过高压泵输送液体带动活塞3使在活塞套(内腔)向右移动，增加活塞3右方的压强，高压泵能够读出压强，管串内切割系统8电路通过高温高压接头11与外部实现连接。
23.进一步的，所述的高温高压管串内切割实验平台，短节4承压范围为2mpa～60mpa，平台加热温度为10℃～180℃，短节4内部可根据实验加注清水、钻井液或油。
24.以上所述具体实施方式用于说明本专利而非限制本专利的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本专利的构思和原则前提下所作出的等同变化与修改，均属于本专利系统的保护范围。


技术特征：
1.高温高压管串内切割实验平台，其特征在于：所述的高温高压管串内切割实验平台由接头、活塞套、活塞、短节、支撑架、夹持装置、短接头、端盖、底座、底板组成。所述的接头(1)为左端小口连接高压泵，右端大口有内螺纹与活塞套(2)左端外螺纹连接；活塞(3)安装在活塞套(2)的内腔中，活塞套(2)上有出气孔(2a)、进油孔(2b)、温度表孔(2c)，右端带有内螺纹，短节(4)左端外螺纹和活塞套(2)内螺纹连接，并安装在底座(13)上；支撑架包括管串支撑架(16)、内切割系统支撑架(9)，管串支撑架(16)水平放进短节(4)内，被切管串(6)安装在管串支撑架上方，内切割系统支撑架(9)水平放进短节(4)内，支撑内切割系统；短节(4)安装在底座(13)上，短接头(10)内螺纹连接和短节(4)右端外螺纹连接，短节(4)外侧安装有伴热带(15)且短节(4)表面加工有螺纹孔，短节(4)内安装有被切管件(6)和内切割系统(8)；夹持装置由管串夹持套(7)、螺杆(5)、固定螺母(17)、手柄(18)组成，管串夹持套(7)安装在螺杆(5)下端与螺杆(5)有间隙，通过固定螺母(17)限制管串夹持套(7)自由向下位移，短节(4)上的螺纹孔与螺杆(5)螺纹连接，当转动手柄(18)时，旋转的螺杆(5)会带动夹持套(7)向下运动，通过螺杆轴肩(5a)定位限制管串夹持套(7)向上位移，以夹紧被切管串(6)防止切割时震动过大或发生位移使实验失败；短接头(10)中间的通孔安装有高温高压接头(11)，端盖(12)和短接头(10)通过螺钉连接，端盖中间的沉孔限制高温高压接头(11)轴向运动；底座(13)固定在底板(14)上通过双头螺柱连接。2.根据权利要求1所述的高温高压管串内切割实验平台，其特征在于：高温条件为：在短节(4)外侧安装有伴热带(15)且在实验时通电，加热到实验所需温度，活塞套(2)的温度表孔(2c)安装有温度表，能够准确测量短节(4)内部的液体温度；高压条件实施为：通过活塞套(2)的进油孔(2b)向活塞(3)的右方腔体内灌注液压油，通过高压泵输送液体带动活塞(3)使在活塞套(内腔)向右移动，增加活塞(3)右方的压强，高压泵能够读出压强，管串内切割系统(8)电路通过高温高压接头(11)与外部实现连接。3.根据权利要求1所述的高温高压管串内切割实验平台，其特征在于：短节(4)承压范围为2mpa～60mpa，平台加热温度为10℃～180℃；短节(4)内部可根据实验加注清水、钻井液或油。

技术总结
本发明涉及一种高温高压管串内切割实验平台，由接头、活塞套、活塞、短节、支撑架、夹持装置、短接头、端盖、底座、底板组成。所述接头是连接高压泵和活塞套，活塞移动时活塞套内腔压强升高，支撑架用于支撑实验切割管件并保持与短节内壁不接触，夹持装置是将管串固定，短接头和端盖是为实验提供密闭环境，伴热带为短节进行加热，底板用来安装底座。本发明是用于石油领域开展模拟井下高温高压工况环境的套管、油管和钻杆机械内切割测试。该平台功能完整，操作方便，可用于井下切割工具的功能性测试。可用于井下切割工具的功能性测试。可用于井下切割工具的功能性测试。


技术研发人员：敬俊 田洋 周博文 倪宗清 秦溢曼
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/8/24