一種用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器的製作方法

2023-10-30 06:39:57

專利名稱：一種用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器的製作方法
技術領域：
本發明屬於高壓管串密封性檢測領域，尤其是石油天然氣工業油管柱和套管 柱密封性檢測領域，提供一種可快速把檢測氣體增到高壓或超高壓來檢測油管柱 和套管柱密封性的氣體檢漏方法中使用的檢測氣體儲能器。
背景技術：
高壓管路在管子連接起來或修復之後，往往需要對其連接或修復部位進行密 封性檢測，例如石油工業中需要用油管和套管及其輔助工具來完成油氣的輸送， 油管柱和套管柱就是連接在一起的油管和套管以及輔助工具，它們構成油氣流動 的通道，此管串合稱油管柱或套管柱。為了保證油井和氣井中的油氣按照設計要 求的通道安全流出油井或氣井，油管柱和套管柱就都需要很好的密封性。
現有技術中保證油管柱或套管柱密封的辦法是在實驗室內把每根油管或套 管或輔助工具的公扣和母扣，分別和標準的母和公扣接頭連接，建立密閉空間， 然後往油管或套管密閉空間內注入一定量的高壓檢測氣體，再用水浸沒油管或套 管或輔助工具，在一定時間內油管或套管或輔助工具不冒氣泡，說明油管或套管 或輔助工具絲扣密封。檢測合格後，再把油管或套管或輔助工具從接頭卸下，分 別運輸到施工現場使用。在油田施工現場，油管或套管或輔助工具是逐根連接在 一起形成管柱串的。上述檢測方法不能在現場使用，只是起到對於油管或套管上 的連接螺紋在設定高壓下是否可以滿足連接後的密封性的檢驗，即檢驗螺紋是否 合格，而沒有對現場實際連接起來的管柱連接處螺紋的密封性進行檢驗，實驗室 的檢測結論只能說明連接螺紋可以達到要求的密封程度，但是卻不能確保現場下 入油氣井中的油管或套管或輔助工具的絲扣的實際的密封情況是良好的。
現有技術中之所以不能對設備連接部位進行現場檢漏，其重要原因在於沒有 一種能夠快速、高效、廉價地生成高壓檢測氣體的增壓設備。

發明內容
本發明的目的在於改進現有技術的所述問題，提供一種可滿足現場需要，在 現場可對於連接起來的管串等裝置進行高效的密封性髙壓氣體檢漏方法中使用的 檢測氣體儲能器。
本發明的目的是這樣實現的-本發明提供的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其包括一動力部 分和一增壓容器。
所述動力部分包括一水泵；
所述增壓容器，其上端有低壓檢測氣體進入口和高壓檢測氣體排出口，低壓 檢測氣體進入口通過進氣管與氣源連接，高壓檢測氣體排出口通過高壓排氣管與 檢測工具相連接，增壓容器下端設有一高壓液進口和一排液口，該高壓液進口通 過進液管連接所述水泵的高壓液出口，排液口上連接排液管。在各個連接管路上 設有相應的控制閥件，以控制高壓液進入和排出該增壓容器，以及低壓氣體進入 增壓容器和高壓氣體從增壓容器排出。
通過本儲能器生成高壓檢測氣體的過程是首先在儲能器的增壓容器中注入 檢測氣體；然後啟動高壓水泵，使高壓液流從增壓容器的高壓液進口進入增壓容 器中，壓縮其中的檢測氣體至檢測所需的設定壓力；產生的高壓檢測氣體通過管 路輸送到例如這樣的檢測工具，所述檢測工具，包括卡封工具和檢測集氣套。卡 封工具設置在待檢測油管柱或套管柱或輔助管具的內部，定位於待檢可能洩漏的 連接螺紋扣部分的兩側，用以建立可充入檢測氣體的內密閉空間或稱充氣空間； 所述檢測集氣套設置在油管柱或套管柱或輔助工具外部，定位於可能洩漏的連接 螺紋扣部位，並將其罩於其中，建立可檢測洩漏的外部密閉空間或稱檢測空間； 充氣空間與所述增壓容器上的高壓排氣管連結，使得高壓檢測氣體進入。在檢測 空間上通過設有管路使其和檢測氣體的檢測儀連結。通過檢測儀檢測是否有檢測 氣體通過被測連接部位洩露到檢測空間，從而判定出待測部位在設計檢測壓力下 是否存在洩漏，同時，根據洩漏氣體中的示蹤元素濃度變化，定量分析連接螺紋 扣洩漏的程度。當一個檢測部位的檢漏完成後，將所述檢測工具從該檢測部位卸 下，即打開增壓容器的排液口排液，排放其中的液體，然後關閉排液控制閥，讓 高壓檢測氣體自動從充氣空間返回到增壓容器，降壓為低壓氣體，關閉增壓容器 排氣口，打開自增壓容器排氣口至充氣空間之間高壓管線上設置的放空管路上的 放壓閥，排出充氣空間內部多餘低壓檢測氣體；再解除卡封工具的卡封，將所述 卡封工具從檢測部位取出。同時卸下集氣套。當管串一個檢測部位的檢漏完成後， 再將卡封工具和檢測集氣套移到另一個檢漏部位，將檢測工具設置在該檢漏部位 上構成所述的充氣空間和檢測空。
所述卡封工具包括兩個通過通入流體即可膨脹而將所述檢測部位的管通道兩 側封閉起來構成所述充氣空間的卡封件。進一步地，所述卡封工具可以是通過注 入流體的壓力轉換為軸向推力，進而轉換為徑向力使之膨脹的卡封件。
5使用通過注入流體而膨脹的卡封件的所述卡封工具時，所述檢漏方法中，要 增加一個建立充氣空間的步驟，即將卡封工具設置在管柱內，兩套卡封件定位於 檢測部位的兩側，然後，向卡封件中注入流體，使得其中的膠筒徑向膨脹，直至 貼緊管壁，形成密閉的充氣空間。當管串一個檢測部位的檢漏完成後，將卡封件 中的流體放出，以卸下所述卡封工具。在將卡封工具移到另一檢測部位後，先要 向卡封件中充入流體，在檢漏部位建立起充氣空間，再向其內充入設定壓力的檢 測氣體。
使用卡封工具，通入其卡封件中的流體可以液體，優選水。通過水泵將帶壓 水注入卡封件中。如果是利用向增壓容器中提供高壓液的所述水泵向卡封件中輸 入高壓水，則可以在所述進液管上接出一高壓液支路用於與檢測工具中的卡封件 的進口相連接，該高壓液支路上設置控制閥；在該高壓液支路上設有一放水支路， 在該放水支路上設置洩水閥。應自所述增壓容器的高壓液進口接出一高壓液體管 路，使其聯通到卡封件的進口，在該高壓液體管路上設置控制閥。
在向增壓容器輸入高壓水提高其中檢測氣體壓力至設計壓力時，同時通過所 述的高壓液管向卡封件內充水，直至卡封件膠筒貼緊管壁，形成充氣空間，通過 所述控制閥停止向卡封件供水。
通入卡封件中的流體也可以是氣體，通過氣泵將氣體輸入卡封件中。如果是 利用所述增壓容器中的檢測氣體使得卡封件中的卡封件膨脹，則可以在所述排氣 管上增設一支路，用於與檢測工具中卡封件的進口相連接，該支路上設置控制閥； 在該支路上還設有一放空支路，在該放空支路上設有放空閥。
當所述增壓容器中檢測氣體的氣壓達到卡封件卡封所需的壓力時，將該檢測 氣體通入卡封件，直至卡封件中的壓力達到貼緊管壁，形成充氣空間為止。
使用所述卡封工具並使用檢測氣體作為卡封件中的卡封流體為一個較佳的方 案，這樣可以使得設備簡單、操作方便。在該方案中，增加的所述支路上設置一 洩壓旁路，其上設置洩壓閥。操作中，高壓檢測氣體自增壓容器上的高壓排氣管 通過高壓氣體輸出管路，到卡封工具的卡封流體進口端。當輸入氣體的氣壓達到 卡封件卡封管路形成充氣空間所需的壓力，卡封件卡設完畢，充氣空間建立，通 過連接管路上的控制閥件切斷該支路，這時，如果增壓容器中的檢測氣體的壓力 為檢測氣體的設定壓力，則將增壓容器中的高壓檢測氣體通過高壓氣體排出管向 卡封工具的由卡封件形成的充氣空間輸送。如果增壓容器中的檢測氣體的壓力低 於檢測氣體的設定壓力，則需要則需要開動水泵，繼續向增壓容器中輸送高壓液 體，提高其中檢測氣體的壓力，直到充氣空間內的氣壓達到檢漏的設定壓力。一個檢漏部位檢漏完成後，通過釋放掉卡封件中的氣體，將卡封件取下。所述檢測 氣體優選氦氣。檢測結束後，可以通過連接所述卡封件和增壓容器之間的管路將 卡封件中和充氣空間中的檢測氣體送回增壓容器中。具體地，可以先通過控制閥 使增壓容器中的液體排出，降低增壓容器內壓力，這樣，充氣空間或者連同卡封 件中的檢測氣體就會先後流回增壓容器中。
操作時應該先放充氣空間的檢測氣體，直到充氣空間的壓力和大氣壓平衡， 再釋放卡封件中的氣體。
在所述增壓容器中的進液口和進氣口上分別設置有單向閥。
具體講，所述增壓容器可以是一可以承受高壓或超高壓的密閉殼體，優選管 體，其由機械性能好、具有較高承壓性能的優質鋼材製成。使用所述管體做所述 增壓容器，該管體的一埠構成所述低壓檢測氣體進入口和高壓檢測氣體排出口， 另 一埠構成所述高壓液進口和一排液口 ，為了確保所述低壓檢測氣體進入口和 高壓檢測氣體排出口在上而所述高壓液進口和一排液口在下，則所述管體為和水
平面有一定傾角斜向放置。所述傾斜角度優選10-60° 。
所述增壓容器是管體時，該管體的一埠構成所述低壓檢測氣體進入口和高 壓檢測氣體排出口，在該埠上通過一三通連接所述進氣管和高壓排氣管；該管 體的另一埠構成所述高壓液進口和一排液口，通過一三通連接所述進液管和排
液管；所述管體為和水平面有一定傾角斜向放置，所述低壓檢測氣體進入口和高 壓檢測氣體排出口位置高於所述高壓液進口和一排液口。
所述增壓容器是非管體的結構也可以是具有兩個埠，其一是位於上部的進 排氣口，即將高壓排氣口和低壓氣體進口合併為一個氣口。該氣口連接一個耐高 壓的三通後，分成兩個接口，分別連接高壓排氣管和低壓進氣管。在低壓進氣管 上設從增壓容器向氣源方向截止的單向閥和控制閥；在高壓排氣管上設控制閥件 和洩壓閥；如果卡封工具是用檢測氣體來卡封，則高壓排氣管上控制閥後再加一 個三通，此三通的其餘一個接口連接卡封工具上的卡封流體進口端；其二是位於 下部的進排液口，即將高壓液進口和排液口合併為一個液口。該液口連接一個耐 高壓的三通後分成兩個接口，分別連接所述進液管和排液管。在進液管上設置從 增壓容器向水泵方向截止的單向閥和控制閥，在排液管上設控制閥件；如果卡封 工具是用水來卡封，則在進液管上再加一個三通，三通的其餘一個接口通過管路
連接卡封件流體進口端，其上設控制閥和洩壓閥。
一鋼絲繩固定在卡封工具上，以便把工具提出和放入待測管串內部；檢測集 氣套用於罩在待測部位外面，收集從檢測部位洩露的檢測氣體。所述動力部分包括提供動力的發動機或電機，還可以包括使用中可能需要的 液壓泵和空氣泵。
本檢漏方法中的設備還可以包括控制臺。控制臺集束各控制元件，連接檢漏 設備中的各控制閥及動力部分的電源開關元件。
檢測儀器是能靈敏地檢測出檢測氣體濃度變化的高敏度儀器。 本發明提供的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，通過高壓水泵產 生高壓液體輸入到儲能器的增壓容器中，高壓液體形成液體活塞擠壓增壓容器中 的檢測氣體，使得其壓力可迅速升高到所要求的高壓，高壓檢測氣體通過高壓管 線輸送到檢測工具與待檢部位之間的充氣空間中，從而就可以方便、可靠地測出 被測部位是否有洩漏。本方法中通過高壓水泵向儲能器輸送高壓液流來提高檢測 氣體的氣壓，只要選擇合適的水泵，就能夠將儲能器中氣體的壓力升高到設定值， 而且通過這樣的升壓方法，可以快速、高效地提高儲能器中檢測氣體的壓力。使
用本方法，每次檢測所用時間可以在l-2分鐘內完成。而現有其它檢測技術每次檢 測所用時間不少於IO分鐘，並且達不到很高的氣體檢測壓力。
下面通過附圖和實施例對本發明做進一步說明。


圖1為本發明提供的高效的高壓氣體檢漏方法中所用儲能器和動力裝置的結 構示意圖2為包括有如圖1所述的儲能器、動力裝置和氣源及檢測工具的一個實施 例的結構示意圖3為本發明提供的高效的高壓氣體檢漏方法中所用卡封工具的一種實施例 的結構示意圖4為本發明提供的檢漏方法中利用檢測氣體通過如圖3所示的卡封件中構 成充氣空間時儲能器的管路結構示意圖5為本發明提供的檢漏方法中利用產生高壓檢測氣體的高壓水泵向卡封件 中充入液體構成充氣空間是儲能器的管路結構示意圖。
具體實施例方式
本發明提供的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器包括一動力部分、 和一儲能器
動力部分，其包括一臺水泵，水泵通過發動機或電機驅動，使用發動機適合 於在野外現場作業；
所述檢測工具，包括卡封工具和檢測集氣套。儲能器，包括一增壓容器，其上有高壓檢測氣體排出口和低壓檢測氣體進入 口，高壓檢測氣體排出口通過高壓排氣管與檢測工具連接，低壓檢測氣體進入口 通過進氣管與氣源連接；增壓容器下端設有一高壓液體進口和一排液口，該高壓 液進口通過進液管連接動力部分水泵的高壓液出口，排液口連接排液管。在各個 連接管路上設有相應的控制閥件，以控制高壓液進入和排出該增壓容器以及低壓 氣體進入增壓容器和高壓氣體從增壓容器排出進入檢測工具；如果卡封工具是用 檢測氣體來卡封，則高壓排氣管上控制閥後插連一個三通，通過三通增加一個接 口，來連接卡封工具上的卡封進口；如果卡封工具是用液體來卡封，則在進液管 上插連一個三通，增加的一個接口連接卡封液體管線，其上設控制閥和洩壓閥；
卡封工具設置在待檢測油管柱或套管柱或輔助管具的內部，定位於待檢可能 洩漏的連接螺紋扣部分的兩側，用以建立可充入檢測氣體的內密閉空間或稱充氣 空間；所述檢測集氣套設置在油管柱或套管柱或輔助工具外部，定位於可能洩漏 的連接螺紋扣部位，並將其罩於其中，建立可檢測洩漏的外部密閉空間或稱檢測 空間。充氣空間與儲能器的增壓容器上的高壓排氣管連結，使得高壓檢測氣體進 入。檢測空間通過管路和檢測儀器連結。
具體的設備如圖l所示，該設備中的儲能器包括一增壓容器1，其為一管體， 由優質鋼材製成，機械性能好，具有較高承壓性能。使用所述管體做所述增壓容 器，該管體的一埠構成所述低壓檢測氣體進入口和高壓檢測氣體排出口，另一 埠構成所述高壓液進口和一排液口，為了確保所述低壓檢測氣體進入口和高壓 檢測氣體排出口在上而所述高壓液進口和一排液口在下，則所述管體為，和水平 面有一定傾角斜向放置。所述傾斜角度優選10-60° 。
具體的，如圖1所示，該增壓容器l上包括一進出氣口 ll和一高壓液進排液 口 12，該高壓液進排液口 12上連接一個三通件120的一個接口，其餘兩個接口， 其中一個為高壓液進液口 121，連接進液管L1，其上設置有從增壓容器向水泵方 向截止的單向閥F1並通過管路L1連接水泵2的高壓出液口，第二個接口為回液 口 122，連接排液管L2，其上連接控制閥D1並通過排液管L2與水箱21的回液口 連接。增壓容器1上的進出氣口 11上連接一三通13的一個接口；該三通的另外 兩個接口， 一個是檢測氣體進氣口 14，其上設進氣管L3連接氦氣氣源，具體實例 中即供氣氣瓶6 (參見圖2)，在該進氣口上設有從增壓容器向氣源方向截止的單 向閥F2，在進氣管L3上設有進氣控制閥D5;三通13中的另一個接口是高壓氣體 排出口15，連接高壓排氣管L4，其通過高壓排氣管L4連接一檢測工具3 (參見圖2)，在該管路上設有一個放空支路L5。在高壓排氣管L4上設有控制閥D4， 在放空支路L5上設有放空控制閥D3 (參見圖2);
在如圖2所示的檢漏設備中，該檢測工具3包括卡封工具31和檢測集氣套32， 所述卡封工具31設置在油管柱或套管柱4或輔助工具的內部位於待檢漏部分a的 兩側，所述檢測集氣套32設置在油管柱或套管柱4或輔助工具外部，將待檢漏部 分罩於其中，即在待檢漏部分的內外兩側構成兩個密封空間，在內的充氣空間41 和在外的檢測空間42，且該充氣空間41與增壓容器1上的高壓氣體排出口 15上 的接管L4連通，使高壓的檢測氣體進入到充氣空間41，檢測集氣套32用於收集 從絲扣洩露而進入檢測空間42中的檢測氣體，在檢測空間42上通過接口 321通 過管路51連接檢測氣體檢測儀器5。
增壓容器1上的高壓氣體排出口 15連接管路L4，並密封地穿入卡封工具31 到兩個卡封件之間，高壓氣體由此通道進入充氣空間41中。檢測集氣套32的兩 埠緊貼外壁設置在螺紋連接部的兩側，由此，在油管或套管4上構成內外兩個 密封空間，S卩 一個充氣空間41和一個檢測空間42，在集氣套32上設有接口 321， 其連接一檢漏儀或質譜儀5的接口 51。
使用上述儲能器進行檢漏時，打開控制閥D5，從氣瓶6中放出檢測氣體-氦 氣，通過管路L3在所述儲能器的增壓容器1中注入檢測氣體；啟動高壓水泵2， 使高壓液流通過管路L1和單向闊F1從儲能器下部進入增壓容器1中，壓縮其中 的檢測氣體至檢測所需的設定壓力；於此同時，在設備或管路上待檢連接部位上 建立所述充氣空間和檢測空間；該步驟具體見後面的描述。
打開增壓容器上的高壓氣體排出口，即開啟控制閥D4，將增壓容器l中的 高壓檢測氣體送入卡封工具31的所述充氣空間41形成高壓，當充氣空間41壓力 達到設計檢測壓力時，停止送氣；靜置一定時間，讓與檢測空間連接的檢測儀器 檢測是否有檢測氣體從充氣空間41通過待測部位a進入到檢測空間42，從而判定 出待測部位a在設計檢測壓力下是否有洩漏。
當管串一個檢測部位a的檢漏完成後，打開增壓容器的排液口上的控制閥Dl 排液，排放其中的液體，然後關閉排液控制閥D1，讓高壓檢測氣體自動從充氣空 間返回到增壓容器，降壓為低壓氣體，關閉增壓容器排氣口即關閉高壓排氣管路 上的控制闊D4，打開自增壓容器排氣口至充氣空間之間高壓管線上設置的放壓閥 D4，排盡其內部多餘低壓檢測氣體；解除檢測工具的卡封，將所述檢測工具從檢 測部位取出。
當管串一個檢測部位的檢漏完成後，再將卡封檢測工具卡封工具和檢測集氣套移到另一個檢漏部位，將卡封工具設置在該檢漏部位上構成所述的充氣空間和 檢測空間，然後重複上述方法。
所述卡封工具可以是通過注入流體的壓力轉換為軸向推力，進而轉換為徑向 力使之膨脹的卡封件。在兩個卡封件上設有流體進口，使用時，向卡封件中通入 氣體或液體，使得該卡封件膨脹，從而在油管柱內待檢漏部位兩側封堵管子，形 成充氣空間。而向充氣空間中通入檢測氣體的管路穿過其中一個卡封件與充氣空 間聯通。
使用通過注入流體而膨脹的卡封件的所述卡封工具時，所述檢漏方法中，要 增加一個建立充氣空間的步驟，即將卡封工具設置在管柱內，兩套卡封件定位於 檢測部位的兩側，然後，向卡封件中注入流體，使卡封件中的膠筒膨脹，直至貼 緊管壁，形成密閉的充氣空間。
所述卡封工具可以是如圖3所示，包括兩套卡封件33和一個中心柱310，兩 套卡封件33套裝在剛性中心柱310上，呈對稱分布。每套卡封件33是由一個剛 性滑套331、一組上下疊在一起的兩個膠筒332和一個彈性較好的控制環333組成。 兩套卡封件33中彈性控制環333在外、滑套331在內將膠筒332夾在中間。
在中心柱310的兩端固設有絲堵335，在兩套卡封件33之間中心柱上套設定 位套336，該絲堵和定位套與中心柱固定不能滑動。通過絲堵335和定位套336使 得兩副卡封件33中的彈性控制環333、滑套331和膠筒332限定在中心柱310上 的一個區域內，滑套33K膠筒332可沿中心柱310有一定的軸向位移。
膠筒332在擠壓作用下可徑向膨脹，起卡封待檢漏的管子的作用。滑套331 和中心柱310之間設有一個環形空隙，該環形空隙的通過分別嵌裝固設在所述滑 套內壁和所述中心柱上的兩個密封圈339，將滑套和中心柱之間封閉，構成一密閉 空腔b;在所述空腔b對應的中心柱管壁上設有一個流體入口 e，兩個卡封件上的 所述流體入口 e連通中心柱310內一座封輸入孔道334，該輸入孔道334上設有卡 封流體進口，又叫座封進口c，設置在絲堵335上，與輸入使得卡封件膨脹的流體 的裝置的流體輸送管道連接。在中心柱310內還設有充氣孔道337，其一埠 d設 置在一個絲堵335上，另一埠 338設置在位於兩個卡封件之間的中心柱外側壁 上，作為充氣空間檢測氣體進口 338，該充氣孔道337與增壓容器上的高壓氣體排 出管連接。
本卡封件的卡封原理是當流體從流體入口 e進入所述空腔b內，流體壓力 推動滑套軸向滑動，從而擠壓膠筒332徑向膨脹，即可實現卡封。當流體從流體 入口e排出後，控制環333在滑套331失去軸向力的狀態時，提供足夠的彈性力輔助膠筒332軸向復位，卡封解除。如果不設置彈性控制環，膠筒332靠自身彈
性也可實現徑向復位。
如果通入卡封件中的流體是水，則通過一水泵將帶壓水注入卡封件中。 如果通入卡封件中的流體是水，則通過一水泵將帶壓水注入卡封件中。在卡
封工具的卡封件滑套空腔中充液體，即在一個卡封工具的坐封進口上連接高壓液
管，高壓液管的另一端連接水泵，該水泵可以是給增壓容器提供高壓水的水泵， 也可以是另外的水泵；在步驟3之前，開啟該水泵，向卡封件內充液，直至卡封 件貼緊管壁，形成充氣空間。
如果是利用向增加容器中提供高壓水的水泵2向卡封件中輸入高壓水，則其 裝置如圖5所示，在增壓容器1的高壓液進口接管L1或高壓水泵的出液管路上接 出一支管Lla，該支管上設控制閥D6，控制閥D6後面通過三通連接兩個支管， 其中一根支管連接至如圖3所示檢測工具中卡封件的座封進口 c即卡封件的進口， 另一根管子是洩壓管，其上設一洩水閥D7。在進行步驟2向增壓容器輸入高壓水 提高其中檢測氣體壓力至設計壓力的同時，通過支管Lla向卡封件內充水，直至 卡封件貼緊管壁，形成充氣空間，通過控制閥停止向卡封件供水。向增壓容器提 供高壓水的步驟不變。當檢測工作完成後，打開洩水閥D7，將卡封件中的水排出， 即可將卡封件拆下。使用上述卡封工具，水流經管路為自增壓容器的高壓液進 口接管Ll到支管Lla，到卡封工具絲堵335上的進口 c，再到坐封滑套內進口 e 及滑套空腔b。通過滑套的移動壓縮膠筒膨脹。在進行步驟2設計壓力時，向卡封 件內充水，直至卡封件膠筒貼緊管壁，形成充氣空間。再繼續運轉水泵，直至增 壓容器達到設計壓力；
當管串一個檢測部位的檢漏完成後，開啟洩水閥D7，將卡封件中的水放出， 以卸下所述卡封工具。這時，將卡封工具移到另一檢測部位後，先要向卡封件中 充入流體，在檢漏部位建立起充氣空間，再向其內充入設定壓力的檢測氣體。
通入卡封件中的流體也可以是氣體，通過一氣泵將氣體輸入卡封件中。
如果是利用增壓容器中的檢測氣體使得卡封件中的膠筒膨脹，則其裝置如圖4 所示，在前述圖l的基礎上，在高壓排氣管L4上連接一個三通，通過該三通接一 高壓氣排出支管L4'，在該支管L4，上再設置一個三通接出兩個管段，其一是高壓 氣排出管，連接至如圖3所示卡封工具上座封進口 c，其二是洩壓管，該支管L4' 上設控制閥D8，洩壓管上連接洩壓閥D9。使用時，在所述檢漏方法中，在步驟2 和步驟3之間增加一個建立充氣空間41的步驟，即將卡封工具設置在管柱內，兩 套卡封件定位於檢測部位的兩側，支管L4'連接的高壓氣排出管連接絲堵335上的進口C。在步驟2中，當增壓容器中檢測氣體的氣壓達到卡封件卡封所需的壓力 時，將該檢測氣體通入卡封件，使滑套軸向滑動，擠壓膠筒膨脹，直至達到膠筒 貼緊管壁，形成密閉的充氣空間為止。然後關閉控制閥D8，再如上所述地繼續完 成步驟2，通過高壓水泵2向增壓容器中注入液體，直到其中的氣壓達到檢漏所需 的設定壓力，然後就如上所述地向充氣空間輸入設定壓力下的檢測氣體，也可以 是在充氣空間建立之後一邊通過高壓水泵對增壓容器中的檢測氣體增壓， 一邊向 充氣空間輸入檢測氣體，直到充氣空間的壓力達到設定壓力。當檢測工作完成後， 可以打開洩壓閥D9，將卡封件中的氣體放空。
在該優選方案中，當一個檢漏部位檢漏完成後，通過釋放掉卡封件中的氣體， 將卡封件取下。操作時應該先放充氣空間的檢測氣體，直到充氣空間的壓力和大 氣壓平衡，再釋放卡封件中的氣或液體。
如果需要對另一個部位檢漏時，將該卡封件設置在該處，重複上述步驟，如 果增壓容器中的氣壓為設定壓力，則將其中氣體充入卡封件滑套空腔中，在檢測 部位建立充氣空間，再在充氣空間中充入檢測氣體進行檢漏。如果增壓容器中氣 壓較低，則需要開動水泵，使得增壓容器中的氣壓達到需要的壓力。
使用所述卡封工具並使用檢測氣體作為卡封件中的卡封流體為一個較佳的方案。
所述檢測氣體可以是氦氣、氬氣和其他惰性氣體，優選氦氣。為節約成本， 可用氦氣和氮氣的混合氣體，氦氣濃度不低於5%，氦氣為示蹤氣體。與之相匹配， 通過檢測儀器探查檢測空間中的氦氣濃度是否超過空氣中正常的氦氣濃度，依此 可判定待測部位有無洩漏，並根據氦氣濃度的變化量，定量分析洩漏的程度。
當採用上述優選方案時，拆卸卡封件更好的方法是通過將增壓容器上的排水 閥開啟，將增壓容器中的氣壓降低後讓卡封件中的檢測氣體回流到增壓容器中， 這對於使用例如氦氣等貴重示蹤氣體是有意義的。具體地，可以先通過控制閥D1 排放增壓容器l中的液體，降低增壓容器內壓力，再打開控制閥D8和D4，這樣， 充氣空間或者連同卡封件中的檢測氣體就會流回增壓容器中。
上述各控制閥可以是電磁控制閥，也可以是氣動控制閥，如果是電磁控制閥， 各個電磁控制閥連接控制電路，如果是氣動控制閥，各個氣動控制閥還要連接氣 動管線，並設置空氣泵提供控制氣源。在如圖1的設備中還包括一個控制臺7，其 上設有電路板連接各個電磁或氣動控制閥，通過操作控制臺上的控制面板的控制 鍵1、 2、 3、 4、 5,即可對應控制相應的電磁或氣動控制閥，實施如下的檢漏方法。該高壓氣體可以根據用途連接管線使用，本發明用於檢漏是用途之一，還可 以用於其他用途，例如用於壓力容器的試壓等。
本高效的高壓氣體檢漏方法如下(參照圖2):
步驟l.打開控制閥D5，同時關閉控制閥D1和D4，向儲能器l的增壓容器 1中注入檢測氣體，該檢測氣體可以是含有氦氣不低於5%的氮氣和氦氣的混合氣 體，其壓力一般為2-5MPa;該氦氣通過氣瓶6提供。供氣完成後關閉控制閥D5。
為了保證氣水不混合，在步驟1中，增壓容器的進氣壓力或進氣量也是需要 控制的，該進氣量或進氣壓力的大小是根據增壓容器的容積、檢測壓力的大小、 檢測油管(套管)的內徑、卡封工具的外徑等來測定。總的要求是檢測時卡封工 具內不見水，通過看卡封工具解封時是否見水，通氣量以不見水為宜。
步驟2.啟動水泵2，高壓水流通過單向閥F1，從儲能器l的高壓水進水口 121進入增壓容器中，壓縮其中的檢測氣體，氣壓達到卡封件能夠形成充氣空間所 需的壓力，即設定的卡封壓力，此時，打開控制閥D8，卡封件卡封；將通向卡 封件的管路上的閥門D8關閉，同時開啟水泵2，對增壓容器內檢測氣體繼續加壓 至設定壓力，即檢測壓力；
步驟3.打開增壓容器1上的高壓氣體排出口 15，即打開控制閥D4，將高壓 氣體送入充氣空間41，直到充氣空間達到設計檢測壓力，關閉控制閥D4穩壓一 定時間，例如為20-30秒。
該高壓氣體可以根據用途連接管線使用，本發明用於檢漏是用途之一，還可 以用於其他用途，例如用於壓力容器的試壓等。
步驟4.在待檢的絲扣a外用集氣套32密閉的檢測空間收集滲漏出的氦氣， 集氣套32與質譜檢漏儀7連接，通過檢漏儀檢測是否有檢測氣體從充氣空間通過 待測部位進入到檢測空間，從而判定出待測部位是否有洩漏。如果在絲扣外檢測 到收集氣體中氦氣的濃度大於大氣的氦氣濃度，說明絲扣不密封，反之說明絲扣 密封。
當管串一個檢測部位的檢漏完成後，將充氣空間和卡封件滑套內空腔中的氣 體放出。如果要將充氣空間和卡封件滑套空腔中的氣體送回增壓容器中，做法是 首先開啟排水管L2上的控制閥件D1，排出增壓容器中的一部分水，再打開高壓 排氣管上的控制閥件D4，即可使得充氣空間中的氣體回到增壓容器l中，再打開 控制閥D8，可使得空腔b中的檢測氣體回到增壓容器1中。
為了使得高壓液對於增壓容器中的檢測氣體的增壓時氣和液體不混合，另外， 為保證放出的高壓檢測氣體不含液體和升壓更加高效、快捷，增壓容器優選耐壓管體，要傾斜放置，與水平面的傾角最好在10-60°之間，高壓液進液口設置在增 壓容器的下方，高壓氣體排氣口位於增壓容器的上方。斜置的目的是高壓液進入 增壓容器後，靠重力作用實現氣水分離，高壓液進入增壓容器內形成液體活塞， 推動檢測氣體壓縮。
當所述增壓容器為兩個或多個時，如圖5所示，各個所述增壓容器1上的通 入檢測氣體、輸出達到設定值壓力的檢測氣體、所述液體進入和排出的各個進出 口均對應並聯連接，這時，在向所述增壓容器中打入高壓液體一段時間後，停止 泵入液體後需要靜置一段時間，使得各個所述增壓容器中的液體達到平衡，然後
向設備或管路上連接部位進行密封性檢測，和/或，繼續泵入液體，繼續提高所述 容器中的檢測氣體的壓力。在圖5所示的實施例中，是將管體製作的增壓容器1 的兩個埠分別連接起來，接出兩個總管， 一個接三通13，如上所述地接管路L3 和L4，另一個總管接三通120，再如上所述地接管路L1和L2。
所述停止的時間為20-30秒；或通過觀察各個所述容器上設置的壓力表，以各 個壓力表上的壓力趨於一致為宜。
權利要求
1.一種用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特徵在於包括一動力部分和一增壓容器，所述動力部分包括一水泵；所述增壓容器，其上端有低壓檢測氣體進入口和高壓檢測氣體排出口，低壓檢測氣體進入口通過進氣管與氣源連接，高壓檢測氣體排出口通過高壓排氣管與檢測工具相連接，增壓容器下端設有一高壓液進口和一排液口，該高壓液進口通過進液管連接所述水泵的高壓液出口，排液口上連接排液管；在各個連接管路上設有相應的控制閥件，以控制高壓液進入和排出該增壓容器，以及低壓氣體進入增壓容器和高壓氣體從增壓容器排出。
2. 根據權利要求l所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特 徵在於所述增壓容器是一管體，該管體的一埠構成所述低壓檢測氣體進入口 和高壓檢測氣體排出口，在該埠上通過一三通連接所述進氣管和高壓排氣管； 該管體的另一埠構成所述高壓液進口和一排液口，通過一三通連接所述進液管 和排液管；所述管體為和水平面有一定傾角斜向放置，所述低壓檢測氣體進入口 和高壓檢測氣體排出口位置高於所述高壓液進口和一排液口。
3. 根據權利要求l所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特 徵在於所述增壓容器上設置兩個口一是位於上部的進排氣口，即將所述高壓排氣口和低壓進氣口合併為一個氣 口，在該氣口連接一個三通後分成兩個接口，分別連接所述高壓排氣管和所述進 氣管；在高壓排氣管上設控制閥件；二是位於下部的進排液口，即將高壓液進液口和排液口合併為一個液口，在 該液口連接一個三通後分成兩個接口，分別連接所述進液管和排液管；在排液管 上設控制閥件。
4. 根據權利要求2所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特 徵在於所述管體與水平面的夾角為10-60° 。
5. 根據權利要求1或2或3所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能 器，其特徵在於所述進氣管設有單向閥，其流通方向為從氣源到增壓容器為導 通的。
6. 根據權利要求1或2或3所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能 器，其特徵在於所述進液管上設有單向閥，其流通方向為從所述水泵的高壓液出口向所述增壓容器為導通的。
7. 根據權利要求l、 2、 3或4所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特徵在於在所述進液管上接出一高壓液支路用於與檢測工具中的卡封 件的進口相連接，該高壓液支路上設置控制閥；在該高壓液支路上設有一放水支 路，在該放水支路上設置洩水閥。
8. 根據權利要求l、 2、 3或4所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲 能器，其特徵在於在所述排氣管上增設一支路，用於與檢測工具中卡封件的進 口相連接，該支路上設置控制閥；在該支路上還設有一放空支路，在該放空支路 上設有放空閥。
9. 根據權利要求1所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其特徵 在於所述增壓容器為兩個或多個，各個所述增壓容器上的所述低壓檢測氣體進 入口、高壓檢測氣體排出口、高壓液進口和排液口分別並聯，並在各個並聯總管 上分別對應連接所述進氣管、高壓排氣管、進液管和排液管。
10. 根據權利要求2所述的用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，其 特徵在於所述管體包括兩個或多個，各個所述管體的兩個埠分別並聯，並在 該並聯後的一個總接管上通過所述三通連接所述進氣管和高壓排氣管；並聯後的 另一個總接管上通過所述三通連接所述進液管和所述排液管。
全文摘要
本發明提供一種用於高壓氣體檢漏方法中的檢測氣體儲能器，包括一動力部分和一增壓容器，動力部分包括一水泵；增壓容器上端有低壓檢測氣體進入口和高壓檢測氣體排出口，低壓檢測氣體進入口通過進氣管與氣源連接，高壓檢測氣體排出口通過高壓排氣管與檢測工具相連接，增壓容器下端設一高壓液進口和一排液口，高壓液進口通過進液管連接水泵高壓液出口，排液口上連接排液管。在各連接管路上設相應控制閥件，以控制高壓液進入和排出該增壓容器，以及低壓氣體進入增壓容器和高壓氣體從增壓容器排出。本發明提供的儲能器可在現場快速增壓檢測氣體，且結構簡單，使用方便，為現場模擬實際工作壓力狀態下檢測設備管路連接部位是否洩漏提供了確實的保障。
文檔編號G01M3/20GK101598625SQ200910086710
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月19日 優先權日2009年6月19日
發明者周理志, 張福祥, 王立志, 馬懷兵 申請人:安東石油技術(集團)有限公司