一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置

摘要

本发明公开了一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，包括上接头、固定架、防护套筒、压力传感器、转速传感器。所述上接头与被测高压旋转洗井工具链接，并固定于所述固定架中心孔内，所述固定架、压力传感器、转速传感器分别置于防护套筒相应位置。针对目前国内对于高压旋转洗井工具的测试实验处于理论计算水平，该实验装置及方法可通过严格的实验测试冲洗压力、旋转速度等重要参数，对于工具实际入井工作状态和作业效果提供真实有效的参考，为针对不同井况选择相应型号高压旋转洗井工具，及工具的设计改进提供支持。

权利要求

1.一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，其特征在于，包括竖直设置的构成试验装置主体外壳的防护套筒(3)，防护套筒(3)的顶部固定有安装被测高压旋转洗井工具(4)的固定架(2)，防护套筒(3)下部开有使实验过程中射出液体流出的导流孔(3e)，固定架(2)的中间设置有带有内螺纹的中心孔(2c)，上接头(1)的上部带有与实验用泵连接的螺纹、中部带有与中心孔(2c)的内螺纹连接的外螺纹、下部带有与被测试高压旋转洗井工具(4)连接的螺纹，使被测高压旋转洗井工具(4)能固定于防护套管(3)内的轴向中心位置；被测高压旋转洗井工具(4)的旋转头(4a)上固定有箍圈(6)，箍圈(6)带有竖直向上用于固定反光片(6c)的悬臂(6a)，箍圈(6)通过紧定螺钉固定于旋转头(4a)上；在防护套筒(3)的侧壁位于高压旋转洗井工具(4)的旋转头所处高度开有贯通孔，在防护套筒(3)侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有水平的固定套筒(3b)，压力传感器(5)后端连接定位杆(5b)，定位杆(5b)插入固定套筒(3b)，通过紧定螺钉固定于固定套筒(3b)上，使压力传感器(5)固定于防护套筒(3)里侧并位于高压旋转洗井工具(4)的旋转头(4a)的喷嘴所处高度，能通过水平移动定位杆(5b)，改变压力传感器(5)与旋转头(4a)的相对位置，压力传感器(5)采集数据通过传输线(5a)传输并显示于远程观测显示器；在防护套筒(3)的侧壁位于反光片(6c)所处高度开有贯通孔，在防护套筒(3)侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有与防护套筒(3)里侧相通的安装转速传感器(7)的预留槽(3c)，转速传感器(7)置于预留槽(3c)内，转速数据通过数据传输线(7a)传输并显示于远程观测显示器。

2.根据权利要求1所述用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，其特征在于，所述固定架(2)为“十”字形，在固定架(2)的悬臂的4个顶端设置有卡住防护套筒(3)筒壁的竖直向下的固定外板(2a)和固定内板(2b)，使固定架(2)相对于防护套筒(3)径向固定，在防护套筒(3)筒壁内侧位于固定内板(2b)侧面设置有突出于防护套筒(3)内壁的定位螺钉(3a)，防止固定架(2)相对于防护套筒(3)轴向旋转。

说明书

一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种试验装置，尤其是一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置及检测方法，适用于油、气井洗井用高压旋转喷头设计过程室内实验及入井使用前的实验检测。

背景技术

[0002] 高压旋转洗井工具用于油田酸洗作业与普通洗井工具相比具有效率高、成本低、冲洗均匀、环保等优势。但因工作条件为高压、自旋转，特别是为防止高压旋转工具转速过快产生雾化现象，通常内部设计有旋转限速机构，该机构应在满足作业要求喷射压力达到一定值且产生雾化现象以前启动，因此在工具设计过程中应结合实验对设计参数进行优化，达到最佳洗井效果，入井作业前也应对其性能进行测试，防止因设计和易损件磨损老化等原因造成工具失效导致作业失败。目前国内旋转洗井工具的洗井参数多由设计计算完成，并没有通过严格的实验测试冲洗压力、旋转速度等重要参数，因此对于工具实际入井工作状态和作业效果并没有完全掌握。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，用于油、气井自旋转洗井工具的冲洗压力、旋转速度等参数的地面实验测试，以保证工具设计的准确性和工具入井后具有良好的洗井效果。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，包括竖直设置的构成试验装置主体外壳的防护套筒，防护套筒的顶部固定有安装被测高压旋转洗井工具的固定架，防护套筒下部开有使实验过程中射出液体流出的导流孔，固定架的中间设置有带有内螺纹的中心孔，上接头的上部带有与实验用泵连接的螺纹、中部带有与中心孔的内螺纹连接的外螺纹、下部带有与被测试高压旋转洗井工具连接的螺纹，使被测高压旋转洗井工具能固定于防护套管内的轴向中心位置；被测高压旋转洗井工具的旋转头上固定有箍圈，箍圈带有竖直向上用于固定反光片的悬臂，箍圈通过紧定螺钉固定于旋转头上；在防护套筒的侧壁位于高压旋转洗井工具的旋转头所处高度开有贯通孔，在防护套筒侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有水平的固定套筒，压力传感器后端连接定位杆，定位杆插入固定套筒，通过紧定螺钉固定于固定套筒上，使压力传感器固定于防护套筒里侧并位于高压旋转洗井工具的旋转头的喷嘴所处高度，能通过水平移动定位杆，改变压力传感器与旋转头的相对位置，压力传感器采集数据通过传输线传输并显示于远程观测显示器；在防护套筒的侧壁位于反光片所处高度开有贯通孔，在防护套筒侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有与防护套筒里侧相通的安装转速传感器的预留槽，转速传感器置于预留槽内，转速数据通过数据传输线传输并显示于远程观测显示器。

[0005] 所述固定架为“十”字形，在固定架的悬臂的4个顶端设置有卡住防护套筒筒壁的竖直向下的固定外板和固定内板，使固定架相对于防护套筒径向固定，在防护套筒筒壁内侧位于固定内板侧面设置有突出于防护套筒内壁的定位螺钉，防止固定架相对于防护套筒轴向旋转。

[0006] 本发明的有益效果是：

[0007] 1)装置体积小、重量轻、结构简单、零部件少、易于实现；

[0008] 2)采用精密传感器测试数据准确，为施工提供可靠的数据支持；

[0009] 3)安全防护得当，远程观测数据，避免造成实验人员、周边物体的损伤，因此实验场地不受限。

[0010] 4)上固定架与防护套筒分离设计，方便试验期间被测试工具更换喷嘴等原因的拆装需求。

附图说明

[0011] 图1为本发明用于检测高压旋转洗井工具的试验装置的结构示意图；

[0012] 图2为上接头的结构示意图；

[0013] 图3为固定块的平面图；

[0014] 图4为压力传感器读数示意图；

[0015] 图5为射流峰值压力与旋转冲洗工具转速随时间变化示意图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0017] 如图1-3所示，本发明的用于检测高压旋转洗井工具的试验装置，包括竖直设置的构成试验装置主体外壳的防护套筒3，防护套筒3的顶部固定有安装被测高压旋转洗井工具4的固定架2，防护套筒3下部开有使实验过程中射出液体流出的导流孔3e，固定架2的中间设置有带有内螺纹的中心孔2c，上接头1的上部带有与实验用泵连接的螺纹、中部带有与中心孔2c的内螺纹连接的外螺纹、下部带有与被测试高压旋转洗井工具4连接的螺纹，使被测高压旋转洗井工具4能固定于防护套管3内的轴向中心位置；被测高压旋转洗井工具4的旋转头4a上固定有箍圈6，箍圈6带有竖直向上的悬臂6a，用于固定反光片6c，箍圈6通过紧定螺钉6b固定于旋转头4a上；在防护套筒3的侧壁位于高压旋转洗井工具4的旋转头所处高度开有贯通孔，在防护套筒3侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有水平的固定套筒3b，压力传感器5后端连接定位杆5b，定位杆5b插入固定套筒3b，通过紧定螺钉3d固定于固定套筒3b上，使压力传感器5固定于防护套筒3里侧并位于高压旋转洗井工具4的旋转头4a的喷嘴所处高度，能通过水平移动定位杆5b，改变压力传感器5与旋转头4a的相对位置，压力传感器5采集数据通过传输线5a传输并显示于远程观测显示器；在防护套筒3的侧壁位于反光片6c所处高度开有贯通孔，在防护套筒3侧壁外侧与贯通孔对应的位置固定有与防护套筒3里侧相通的安装转速传感器7的预留槽3c，转速传感器7置于预留槽3c内，转速数据通过数据传输线7a传输并显示于远程观测显示器。

[0018] 优选，所述固定架2为“十”字形，在固定架2的悬臂的4个顶端设置有卡住防护套筒3筒壁的竖直向下的固定外板2a和固定内板2b，使固定架2相对于防护套筒3径向固定，在防护套筒3筒壁内侧位于固定内板2b侧面设置有突出于防护套筒3内壁的定位螺钉3a，防止固定架2相对于防护套筒3轴向旋转。

[0019] 实验前先进行试验装置组装：

[0020] 1、将压力传感器固定杆5b从压力传感器固定套筒3b如图1所示位置左侧插入，将压力传感器5从内部与压力传感器固定杆5b通过螺纹连接，调整压力传感器固定杆5b刻度线与防护筒3b边缘相对位置，使压力传感器受力面位于模拟被冲洗油管位置，通过紧定螺钉将压力传感器固定杆5b与压力传感器固定套筒3b固定。

[0021] 2、将上接头1与被测试高压旋转洗井工具4通过螺纹连接，并从固定架2中心孔2c插入通过螺纹固定。

[0022] 3、将箍圈6，环绕套在高压旋转洗井工具4的旋转头4a处，且固定于喷嘴上方避免水流喷射悬杆6a，并用紧定螺钉6b将箍圈固定，将反光片6c贴于悬杆6a外侧面。

[0023] 4、将连接好的固定架2和被测试高压旋转洗井工具4安装于防护套筒3，如图1所示，调整喷头4a使喷嘴偏离压力传感器5的方向。

[0024] 5、将转速传感器置于转速传感器预留槽3c中，启动转速传感器3c使测试光速可到达反光片6c。

[0025] 6、将实验用泵通过上接头1连接。

[0026] 组装完毕，进行实验。

[0027] 1、通过实验用泵进行打压，起初压力显示为0MPa，转速为0prm，表示压力没有达到喷头旋转压力，如图4所示。

[0028] 2、随着排量增加，压力传感器采集到脉冲数据，如图5所示，转速开始提升，代表喷头已启动开始旋转，记录此时的转速、压力及排量，为喷头启动状态数据。若一直没有出现压力数值及转速数值，表明喷头不能旋转，应结束实验检查内部结构。

[0029] 3、继续增加排量，脉冲压力峰值增加，转速增加，直至转速稳定，为转速提升阶段。

[0030] 4、如果转速稳定在一定值，且脉冲压力峰值持续增高，表明限速机构已启动，运行良好。若转速持续增高，脉冲压力峰值下降，表明限速机构失效或设计启动时机不合理，应结束实验检查内部结构或对结构进行改进。

[0031] 5、继续增加排量至设计值，若压力峰值满足设计要求，机构运转良好，没有管柱渗漏等问题，表明被测试高压旋转工具满足施工要求。

[0032] 综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。