高温高压试验装置及操作方法

摘要

本发明提供高温高压试验装置及操作方法，属于完井零件的试验设备领域，包括高温试验组件和高压试验组件，高温试验组件为空腔体且通过第一接口与外部的高温管线连接，高压试验组件设在高温试验组件的空腔内且上端通过第二接口与外部的高压管线连接；高压试验组件为空腔体且内部固设有坐封球座，坐封球座与待试验坐封球匹配设置；坐封球座的内圈可拆卸固设有试压座，试压座上设有定位孔，定位孔的直径与待试验压裂启动阀芯的外径相同。本发明可实现压裂启动阀芯和坐封球的高温、高压试验，共用性佳，而且温度、压力可模拟井下情况进行调节设定，保证提供一个可靠的试验参考值，确保工具的稳定性与可靠性。

权利要求

1.高温高压试验装置， 其特征在于：包括高温试验组件和高压试验组件，所述高温试验组件为空腔体且通过第一接口(51)与外部的高温管线连接，所述高压试验组件设在所述高温试验组件的空腔内且上端通过第二接口(101)与外部的高压管线连接；

所述高压试验组件为空腔体且内部固设有坐封球座(9)，所述坐封球座(9)与待试验坐封球匹配设置；

所述坐封球座(9)的内圈可拆卸固设有试压座(12)，所述试压座(12)上设有定位孔(121)，所述定位孔(121)的直径与待试验压裂启动阀芯(13)的外径相同；

所述高温试验组件包括从上到下依次设置的压帽(3)、试验筒(5)和底座(19)，所述压帽(3)通过紧定螺钉固定在所述试验筒(5)的上端面，所述压帽(3)上设有避位孔(31)，所述避位孔(31)的尺寸小于所述高压试验组件的外型尺寸，所述试验筒(5)与所述底座(19)通过第一密封圈(17)密封设置且通过紧定螺钉固定。

2.根据权利要求1所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述底座(19)的下端设有第一拉拔头(191)。

3.根据权利要求1所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述第一接口(51)设在所述试验筒(5)的上端。

4.根据权利要求1或3任一项所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述高压试验组件包括从上到下依次设置且通过螺纹连接的上接头(1)、中本体(8)和下接头(16)，所述上接头(1)与所述中本体(8)通过紧定螺钉固定，所述中本体(8)与所述下接头(16)通过紧定螺钉固定，所述上接头(1)的下端与所述中本体(8)通过第二密封圈(7)密封设置，所述下接头(16)的上端与所述中本体(8)通过第三密封圈(14)密封设置，所述上接头(1)和所述下接头(16)的内径均小于所述中本体(8)的内径，所述坐封球座(9)外圈与所述中本体(8)的内圈接触设置，所述坐封球座(9)的上端面与所述上接头(1)的下端面接触设置，所述坐封球座(9)的下端面与所述下接头(16)的上端面接触设置。

5.根据权利要求4所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述坐封球座(9)的上下两端均通过第四密封圈(10)与所述中本体(8)密封设置。

6.根据权利要求4所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述上接头(1)的上端设有第二拉拔头(102)。

7.根据权利要求1～3、5或6任一项所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述试压座(12)与所述坐封球座(9)紧密配合，所述试压座(12)外圈通过两个平行设置的第五密封圈(11)与所述坐封球座(9)密封设置。

8.根据权利要求1～3、5或6任一项所述的高温高压试验装置，其特征在于：所述第二接口(101)设在所述高压试验组件的上端。

9.操作权利要求1所述高温高压试验装置的方法，其特征在于：

第一步，安装待试验零件到高压试验组件中，试验坐封球时，取出试压座(12)，将试验坐封球固定在坐封球座(9)上，试验压裂启动阀芯时，将待试验压裂启动阀芯(13)安装在试压座(12)的固定孔内；

第二步，安装高压试验组件到高温试验组件的空腔中，并进行固定；

第三步，通过第一接口(51)连接高温管线，注入导热油，然后在设定的温度保温30分钟，设定的温度根据待试验零件的差异进行调整；

第四步，通过第二接口(101)连接高压管线，进行蹩压，试验坐封球时，蹩压到设定的压力值，观测耐压情况，试验压裂启动阀芯时，蹩压启动待试验压裂启动阀芯(13)为止，读取耐压极限值。

说明书

高温高压试验装置及操作方法

技术领域

[0001] 本发明属于完井设备领域，涉及完井工具核心部件的试验装置和操作方法，尤其涉及高温高压试验装置及操作方法。

背景技术

[0002] 目前国内外分段压裂工具具有很多系列产品，但相对工艺复杂、周期长、价格高，裸眼分段压裂投球滑套虽然原理相似，操作简单，但不能满足油气井固井分段压裂施工要
求，油气井固井分段压裂投球滑套作为一种新型的分段压裂工具，通过一些结构的特殊设
计和防水泥粘固处理能满足固井条件下分段压裂施工，对储层进行有效改造，能精确控制
压裂点、工具简单易操作，钻除球座后可实现全通径，方便后期作业。

[0003] 非常规油气井，如致密油气井勘探开发技术难度大，大都需要体积压裂才能实现开采目的，因此对完井工具的耐温、耐压性能提出了很高的要求，坐封球与爆破片阀芯等零
件作为油气井固井分段压裂技术中的核心部件，实际承压能力和耐温能力必须进行试验，
才能确定工具的可靠性，常规室内试验只能做到常温下的高压试验，未能真正模拟井下温
度与压力进行试验，不能满足高温、高压要求，并且尚无专门的试验装置对坐封球和爆破阀
芯等完井工具进行高温高压试验。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种可准确测定完井用零件耐高温高压性能参数且共用性好的试验装置。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：高温高压试验装置，包括高温试验组件和高压试验组件，所述高温试验组件为空腔体且通过第一接口与外部的高温管线
连接，所述高压试验组件设在所述高温试验组件的空腔内且上端通过第二接口与外部的高
压管线连接；

[0006] 所述高压试验组件为空腔体且内部固设有坐封球座，所述坐封球座与待试验坐封球匹配设置；

[0007] 所述坐封球座的内圈可拆卸固设有试压座，所述试压座上设有定位孔，所述定位孔的直径与待试验压裂启动阀芯的外径相同。

[0008] 进一步的，所述高温试验组件包括从上到下依次设置的压帽、试验筒和底座，所述压帽通过紧定螺钉固定在所述试验筒的上端面，所述压帽上设有避位孔，所述避位孔的尺
寸小于所述高压试验组件的外型尺寸，所述试验筒与所述底座通过第一密封圈密封设置且
通过紧定螺钉固定。

[0009] 进一步的，所述底座的下端设有第一拉拔头。

[0010] 进一步的，所述第一接口设在所述试验筒的上端。

[0011] 进一步的，所述高压试验组件包括从上到下依次设置且通过螺纹连接的上接头、中本体和下接头，所述上接头与所述中本体通过紧定螺钉固定，所述中本体与所述下接头
通过紧定螺钉固定，所述上接头的下端与所述中本体通过第二密封圈密封设置，所述下接
头的上端与所述中本体通过第三密封圈密封设置，所述上接头和所述下接头的内径均小于
所述中本体的内径，所述坐封球座外圈与所述中本体的内圈接触设置，所述坐封球座的上
端面与所述上接头的下端面接触设置，所述坐封球座的下端面与所述下接头的上端面接触
设置。

[0012] 进一步的，所述坐封球座的上下两端均通过第四密封圈与所述中本体密封设置。

[0013] 进一步的，所述上接头的上端设有第二拉拔头。

[0014] 进一步的，所述试压座与所述坐封球座紧密配合，所述试压座外圈通过两个平行设置的第五密封圈与所述坐封球座密封设置。

[0015] 进一步的，所述第二接口设在所述高压试验组件的上端。

[0016] 操作权1所述高温高压试验装置的方法，其特征在于：

[0017] 第一步，安装待试验零件到高压试验组件中，试验坐封球时，取出试压座，将试验坐封球固定在坐封球座上，试验压裂启动阀芯时，将待试验压裂启动阀芯安装在试压座的
固定孔内；

[0018] 第二步，安装高压试验组件到高温试验组件的空腔中，并进行固定；

[0019] 第三步，通过第一接口连接高温管线，注入导热油，然后在设定的温度保温30分钟，设定的温度根据待试验零件的差异进行调整；

[0020] 第四步，通过第二接口连接高压管线，进行蹩压，试验坐封球时，蹩压到设定的压力值，观测耐压情况，试验压裂启动阀芯时，蹩压启动待试验压裂启动阀芯为止，读取耐压
极限值。

[0021] 与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明设置高温试验组件和高压试验组件，且二者分别通过接口连接外部的高温管线和高压管线，实现温度和压力
的调节，模拟井下的实际工作压力和温度，更接近实际工作状态下参数值，获得更精确的坐
封球座和压裂启动阀芯的实际耐高温耐高压性能参数，方便后续工作的改善和开展；而且
高压试验组件设在高温试验组件的内部，相对独立的试验装置节省时间，一次固定完成二
次试验，效率更高；坐等球座和试压座为可拆卸固定连接，提升了装置的共用性，降低成本；
2、高温试验组件分成压帽、试验筒和底座，方便组装和拆卸，并且通过密封圈进行密封，保
证了高温室的密封性；3、设置拉拔头，增加辅助的夹持点，提升拆卸的便利性；4、第二接口
在设在所述高压试验组件的上端面，有助于排气；5、高压试验组件中配合的两件之间均增
加密封圈实现密封，保证了密封性和压力的准确度，以便提供更精确的试验数值；6、设定操
作步骤，安装更加方便和快捷，提升工作效率。

附图说明

[0022] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0023] 图1是本发明高温高压试验装置及操作方法的结构示意图。

[0024] 附图标记说明：

[0025] 1-上接头；101-第二接口；102-第二拉拔头；3-压帽；31-避位孔；4-第六密封圈；5-试验筒；51-第一接口；7-第二密封圈；8-中本体；9-坐封球座；10-第四密封圈；11-第五密封圈；12-试压座；121-定位孔；13-待试验压裂启动阀芯；14-第三密封圈；16-下接头；17-第一密封圈；19底座；191-第一拉拔头。

具体实施方式

[0026] 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组合。

[0027] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

[0030] 如图1所示，本发明为高温高压试验装置，包括高温试验组件和高压试验组件，高温试验组件为空腔体且通过第一接口51与外部的高温管线连接，高压试验组件设在高温试
验组件的空腔内且上端通过第二接口101与外部的高压管线连接；

[0031] 高压试验组件为空腔体且内部固设有坐封球座9，坐封球座9与待试验坐封球匹配设置；

[0032] 坐封球座9的内圈可拆卸固设有试压座12，试压座12上设有定位孔121，定位孔121的直径与待试验压裂启动阀芯13的外径相同。

[0033] 优选地，高温试验组件包括从上到下依次设置的压帽3、试验筒5和底座19，压帽3通过紧定螺钉固定在试验筒5的上端面，压帽3上设有避位孔31，避位孔31的尺寸小于高压
试验组件的外型尺寸，试验筒5与底座19通过第一密封圈17密封设置且通过紧定螺钉固定；
更优选地，第二密封圈17的数量为两个且平行设置，提升密封性能；更优选地，试验筒5的内
径上下一致，保证温度的均匀，提升实验数据的准确度。

[0034] 优选地，底座19的下端设有第一拉拔头191。

[0035] 优选地，第一接口51设在试验筒5的上端。

[0036] 优选地，高压试验组件包括从上到下依次设置且通过螺纹连接的上接头1、中本体8和下接头16，上接头1与中本体8通过紧定螺钉固定，中本体8与下接头16通过紧定螺钉固
定，上接头1的下端与中本体8通过第二密封圈7密封设置，下接头16的上端与中本体8通过
第三密封圈14密封设置，上接头1和下接头16的内径均小于中本体8的内径，坐封球座9外圈
与中本体8的内圈接触设置，坐封球座9的上端面与上接头1的下端面接触设置，坐封球座9
的下端面与下接头16的上端面接触设置；更优选地，上接头1外圈的上部与试验筒的内侧紧
密配合且二者通过第六密封圈4进行密封；更优选地，第六密封圈4的数量为两个且两个平
行设置；更优选地，下接头16的下端与底座19的上端面接触设置，方便高压试验组件的定
位。

[0037] 优选地，坐封球座9的上下两端均通过第四密封圈10与中本体8密封设置。

[0038] 优选地，上接头1的上端设有第二拉拔头102，更优选地，第二拉拔头102穿过避位孔31设在压帽3的上端。

[0039] 优选地，试压座12与坐封球座9紧密配合，试压座12外圈通过两个平行设置的第五密封圈11与坐封球座9密封设置。

[0040] 优选地，第二接口101设在高压试验组件的上端。

[0041] 操作高温高压试验装置的方法是：

[0042] 第一步，安装待试验零件到高压试验组件中，试验坐封球时，取出试压座12，将试验坐封球固定在坐封球座9上，试验压裂启动阀芯时，将待试验压裂启动阀芯13安装在试压
座12的固定孔内；

[0043] 第二步，安装高压试验组件到高温试验组件的空腔中，并进行固定；

[0044] 第三步，通过第一接口51连接高温管线，注入导热油，然后在设定的温度保温30分钟，设定的温度根据待试验零件的差异进行调整；

[0045] 第四步，通过第二接口101连接高压管线，进行蹩压，试验坐封球时，蹩压到设定的压力值，观测耐压情况，试验压裂启动阀芯时，蹩压启动待试验压裂启动阀芯13为止，读取
耐压极限值。

[0046] 以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进
等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。