封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置及其使用方法

摘要

本发明涉及石油开采用井下封隔器的胶筒系统机械参量测定的工具及方法技术领域，是一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置及其使用方法。该封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置包括套管、上封头、下封头、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；带有密封件总成的封隔器安装在套管内腔内；套管外部安装有径向应力传感器，封隔器上安装有轴向应力传感器。本发明合理而紧凑、使用方便，通过使用本方法能够有效、准确地实时测定封隔器工作过程中的各胶筒所受轴向载荷、所受摩擦力、压缩变形量以及对套管内壁的接触压力等多个参量，并能保证各传感器的信号输出导线不损伤，大大降低了试验测试成本，能够为封隔器的设计改进提供可靠依据。

主权项

一种封隔器井下压缩式封隔器机械参量测试装置，其特征在于包括套管、上封头、下封头、封隔器、径向应力传感器和轴向应力传感器；套管的上端固定安装有上封头，套管的下端固定安装有下封头，上封头上有连通套管内腔的上封头孔，下封头上有连通套管内腔的下封头孔；带有密封件总成的封隔器安装在套管的内腔内，封隔器的上部套装在上封头孔内并能上下移动，封隔器的下部套装在下封头孔内并能上下移动，具有弹性的密封件总成能够因封隔器的下移挤压而高度减小且外径增大并能因封隔器的上移而恢复原状；套管外部安装有不少于一个的能够检测套管所受密封件总成径向推力的径向应力传感器，封隔器上安装有不少于一个的能够检测密封件总成所受轴向压力的轴向应力传感器；其中，封隔器包括支撑管、变径接头、胶筒衬管、心管连接头、中心管、上胶筒支座、下胶筒支座和衬套；支撑管的上部套装在上封头孔内并能上下移动，支撑管的下端与变径接头的上端固定连接在一起，变径接头的下端与胶筒衬管的上端固定连接在一起，胶筒衬管的下端与心管连接头的上端固定连接在一起，心管连接头的下端与中心管的上端固定连接在一起，中心管的下部套装在下封头孔内并能上下移动；胶筒衬管的外部自上而下依次套装有上胶筒支座、密封件总成和下胶筒支座，上胶筒支座的上端顶紧在变径接头的下端上，密封件总成的上端顶紧在上胶筒支座的下端上，下胶筒支座的上端顶紧在密封件总成的下端上并能因密封件总成轴向压缩或恢复原状而上下移动，上胶筒支座和下胶筒支座的外侧分别固定有轴向应力传感器；下胶筒支座的下端与下封头的上端之间的套管内腔内有衬套，胶筒衬管的下部和心管连接头位于衬套的内腔内并能上下移动；封隔器上安装有能够检测密封件总成的轴向压缩变形量的位移检测装置，位移检测装置包括矩形轴、传感器上支架、传感器下支架，以及不少于一组的位移传感器铁芯与位移传感器线圈；胶筒衬管的内腔中心有矩形轴，变径接头的中心有心轴通孔并安装有心轴套，心轴套的中部有轴套矩形孔，矩形轴的上部通过轴套矩形孔套装在心轴套内并能上下移动，矩形轴的下端固定连接在心管连接头的上端上；上胶筒支座和下胶筒支座的内腔内分别通过连接螺钉固定安装有传感器上支架和传感器下支架，传感器上支架和传感器下支架的中心分别有矩形通孔，矩形轴的中部套装在传感器上支架和传感器下支架的矩形通孔内且能上下移动；胶筒衬管的右侧有轴向的衬管长孔并连通胶筒衬管的内腔与外部，传感器上支架和传感器下支架的外部右侧分别有固定螺孔，连接螺钉的外端固定在上胶筒支座和下胶筒支座上，连接螺钉的内端穿过衬管长孔固定在上胶筒支座和下胶筒支座的固定螺孔上；心管连接头上有不少于一个的连通胶筒衬管内腔和中心管内腔的接头通孔，传感器上支架的下端固定有位移传感器铁芯，传感器下支架上固定有位移传感器线圈，位移传感器铁芯的下部套装在位移传感器线圈内并能上下移动，位移传感器线圈的信号输出导线通过接头通孔进入中心管内腔并伸出至中心管的下端外部。