Устройство для опрессовки трубчатых изделий Советский патент 1993 года по МПК G01M3/02 G01N3/08 

Изобретение относится к контрольно- испытательной технике и может быть использовано для испытаний трубчатых изделий на прочность и плотность избыточным давлением среды при осевой сжимающей или растягивающей нагрузке.

Известно устройство для опрессовки трубчатых изделий при осевой сжимающей или растягивающей нагрузке, содержащее винт для установки на него изделия, установленные на свободном конце винта гайку и уплотнительную втулку.

В момент опрессовки трубчатого изделия с применением известного устройства при осевой растягивающей нагрузке проис- . ходит наложение на нее усилия от гидравлической нагрузки. Так как в условиях скважины трубчатое изделие (например, устройство для соединения секций обсадных колонн) находится в среде цементного камня, то воздействие избыточного давления не

вносит искажения на величину растягивающей нагрузки.

При воздействии давления на трубчатое изделие с применением известного устройства его детали не закреплены и имеют возможность осевого перемещения в момент увеличения растягивающей нагрузки от наложения гидравлической нагрузки при оп- рессовке трубчатого изделия.

Все это приводит к изменению условий испытаний трубчатого изделия и как результат к искажению результатов испытания.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытания при осевой растягивающей нагрузке путем исключения гидравлического воздействия на величину растягивающей нагрузки.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для опрессовки трубчатых изделий при осевой сжимающей или растягивающей нагрузке, содержащем винт для установки на

ю

Ч

xi

о

со

оэ

него изделия, установленные на свободном конце винта гайку и уплотнительную втулку, винт имеет фланец на свободном торце с периферийными отверстиями, устройство снабжено шпильками, размещенными в этих отверстиях, жестко закрепленными одними концами на уплотнительной втулке и имеющими гайки на других концах, установленные с возможностью контактирования с внешней поверхностью фланца, а гайка винта расположена между фланцами и уплотнительной втулкой.

На чертеже изображено устройство для опрессовки трубчатых изделий, на правой половине чертежа - момент опрессовки с приложением осевой растягивающей нагрузки, на левой половине - то же в момент опрессовки с приложением осевой сжимающей нагрузки. :

Устройство содержит винт 1 для установки на него изделия. На концах винта 1 установлены фланец 2, заглушка 3, уплотни- тельная втулка 4 и уплотнительные кольца 5 для герметизации радиального зазора между винтом 1 и втулкой 4. Фланец 2 имеет пробку 6 для его крепления на верхнем конце винта 1 с помощью резьбы. На наружной Поверхности верхнего конца винта 1 нарезана резьба 7, на которую навинчена гайка 8, размещенная между фланцем 2 и уплотнительной втулкой 4, выполненной ступенчатой. На ее ступени меньшего диаметра нарезана резьба для соединения с спрессовываемым изделием. Ее ступень большего диаметра выполнена в виде удлиненного буртика 9, имеющего резьбовые отверстия 10, в которые ввернуты шпильки 11. Во фланце 2 имеются отверстия 12, соосные резьбовым отверстиям 10. Через отверстия 12 пропущены шпильки 11. На верхние концы шпилек 11 навернуты гайки 13, имеющие возможность контактирования с внешней поверхностью фланца 2. Винт 1 выполнен полым и внизу имеет присоединительную, резьбу 14 для подачи рабочей среды. В стенке винта 1 выполнено отверстие 15 для соединения его полости с кольцевым пространством 16, образованным наружной поверхностью винта 1 и спрессовываемым трубчатым.

Испытываемое изделие представлено устройством для соединения секций обсадных колонн и содержит воронку 17, имеющую внутреннюю левую резьбу 18, подвижный относительно воронки 17 ниппель 19, имеющий ШЛИПС08ЫЙ фиксатор 20, кольцо 21 и подвижную башмачную втулку 22, Ниппель 19 имеет буртик 23 для упора кольца 21 внутри воронки 17. В воронке 17 выполнен внутренний буртик 24 дли упора

башмачной втулки 22 ее торцом 25. Уплотнение зазора между воронкой 17 и подвижного относительно ее ниппеля 19 достигается пакером 26.

Устройство для опрессовки трубчатых изделий работает следующим образом.

На воронку 17 навинчивают заглушку 3. Внутрь заглушки 3 вворачивают винт 1, к нижней резьбе 14 которого подсоединяют

источник высокого давления. Между винтом 1 и воронкой 17 вставляют ниппель 19 в сборе с башмачной втулкой 22 пакером 26, кольцом 21 и шлипсовым фиксатором 20 до посадки торца 25 башмачной втулки 22 на

5 буртик 24 воронки 17. При заходе ниппеля

19 внутрь воронки 17 шлипсовый фиксатор

20 заходит внутрь левой резьбы 18 воронки 17. Вставляют уплотнительную втулку 4 и вворачивают ее в муфтовую резьбу ниппеля

0 19. На наружную резьбу 7 винта 1 навинчивают гайку 8, то так, чтобы между ней и втулкой 4 был осевой зазор. В верхней конец винта 1 вворачивают пробку 6 вместе с фланцем 2. Через отверстия 12 пропускают

5 шпильки 11 и ввинчивают их в резьбовые отверстия 10 до упора буртика шпилек 11 в буртик 9 уплотнительной втулки 4. Сверху на шпильки 11 навинчивают гайки 13.

Для испытания изделия при растягива0 ющей нагрузке навинчивают гайки 13 до упора на внешний торец фланца 2. Продолжая навинчивать гайки 13 дальше, тянут уплотнительную втулку 4, а через нее и ниппель 19. Ниппель 19 тянет башмачную

5 втулку 22, соединенную с ним, пакер 26 и кольцо 21 до упора в фиксатор 20, Однако последний остается на месте относительно воронки 17 за счет захода шлипсов фиксатор 20 в левую резьбу 18 воронки 17. Пакер

0 26 сжимается. Навинтив гайки 13 с нужным крутящим моментом, создают на пакер 26 и ниппель 19 заданное растягивающее усилие. После этого производят фиксацию положения ниппеля 19 и пакера 26, завернув

5 гайку 8 до упора в верхний торец уплотнительной втулки 4. Устройство готово к проведению испытаний.

В полость винта 1 подают испытательную среду (в основном воду). Под давлением

0 и выдерживают заданное время. В случае герметичности проверяемого изделия производят разборку, предварительно сбросив давление. Извлекают воронку 17 и ниппель t9 с башмачной втулкой 22, пакером 26,

5 кольцом 21 и фиксатором 20. При негерметичности - устраняют причины и повторяют испытание.

Для испытания под сжимающей нагрузкой (см. левую половину чертежа) сборку устройства производят аналогично, но при

этом гайки 13 не должны контачить с внешней поверхностью фланца 2. Гайку 8 навинчивают До упора в верхний торец буртика 9 уплотнительной втулки 4. При дальнейшем навинчивании гайки 8 втулка 4 и связанный с ней ниппель 19 заходят внутрь воронки 17. При этом ниппель 19 перемещает- кольцо 21, пакер 26 и башмачную втулку Tl до упора их в буртик 24 воронки 17, В момент упора втулка 22 останавливается, пакер 26 сдавливается, герметизируя зазор между ниппелем 19 и воронкой 17. Гайку 8 дожимают с нужным крутящим моментом, обеспечивающим заданное сжимающее усилие на ниппель 19 и пакер 26. затем производят испытание аналогично описанному выше.

Применение устройства позволяет повысить достоверность результатов испытания при растягивающей нагрузке за счет исключения влияния гидравлического воздействия на величину растягивающей нагрузки. Так как это условия испытания приближает к работе изделия в реальных условиях, то это способствует снижению

случаев негерметичности таких изделий в промысловых условиях.

Формула изобретения

Устройство для опрессовки трубчатых изделий при осевой сжимающей или растягивающей нагрузке, содержащее винт для установки на него изделия, установленные на свободном конце винта гайку и уплотнительную втулку, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов нагнетания при осевой растягива- ющей нагрузке путем исключения влияния гидравлического воздействия на величину

растягивающей нагрузки, винт имеет фланец на свободном торце с периферийными отверстиями, устройство снабжено шпильками, размещенными в этих отверстиях, жестко закрепленными одними концами на

уплотнительной втулке и имеющими гайки на других концах, установленные с возможностью контактирования с внешней поверхностью фланца, а гайка винта расположена между фланцем и уплотнительной втулкой.

Использование: для испытания трубчатых изделий на прочность и плотность избыточным давлением среды при осевой сжимающей или растягивающей нагрузке. На верхнем конце винта укреплен фланец, имеющий периферийные отверстия, через которые свободно проходят шпильки, жестко соединенные нижним концом с уплотни- тельной втулкой и имеющие гайки на другом конце. Гайка размещена между фланцем и дополнительной втулкой. Для опрессовки с приложением растягивающей осевой нагрузки гайки навинчивают на шпильки до упора на внешний торец фланца. Продолжая навинчивать гайки, создают на трубчатое изделие, подсоединенное к резьбе уплотнительной втулки, нужной величины растягивающее усилие и производят опрес- совку, предварительно зафиксировав изделие гайкой на винте. 1 ил.