液压式高压测压装置技术领域
本实用新型涉及一种测压装置，特别涉及一种液压式高压测压装置。
背景技术
分层注水工艺技术是油田在进行非均质多油层开采时，为了加强中、低
渗透层并控制高渗透层注水，按配注要求，在注水井中实现分层控制输入的
工艺技术，在分层注水时，常用的设备为分层注水管柱，分层注水管柱一般
由封隔器、配水器、挡球或球座、筛管和丝堵组成，分层注水管柱利用不用
型号的封隔器与配水器组合，构成了不同功能的分层注水管柱，其中进行分
层注水时，特别是高压注水时，会使注水管柱发生蠕动，封隔器密封效果不
好或者失效的问题，因此，在分层注水过程中，需要对管柱封隔器进行验封
工艺，验封的目的是为了检验井下管柱封隔器状况。
目前，注水管柱封隔器采用常规测压技术进行验封，具体是通过钢丝投
捞作业投入电子压力计，根据电子压力计测定的压力值来判断注水管柱封隔
器的密封性，对于多级封隔器，需要对每一级封隔器进行投捞作业，且验封
数据需要在地面二次回放，现有技术中为了加快多级封隔器的快速验封，逐
渐采用电缆作业方式代替钢丝投捞作业方式，通过电缆作业方式加快了验封
效率。
然而，现有技术中采用电子压力计验封时，即使在验封之前对电子压力
计的密封性进行检测，但是由于井下工作环境较为恶劣，使得在验封过程中
无法预知测试电子压力计在井下的密封性是否完好，即验封过程中电子压力
计本身密封出现问题时是无法预知的，如果电子压力计本身密封性出现问题
便会导致验封失败，得出错误的结论，这样使分层注水效果大幅度降低，作
业成本较高，同时，对于层间压差大的井由于电子压力计耐压低，无法适应
大压差验封及测压要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种液压式高压测压装置，解决了现有技术中注水管柱
封隔器验封过程中无法获知电子压力计在井下验封过程中的密封性是否完的
技术问题。
本实用新型提供一种液压式高压测压，包括：
外管和底端密封的内管，所述外管套设在所述内管之外，且所述内管或
所述外管的顶端内腔内依次设有压力传感器、驱动元件和调节拉杆，所述驱
动元件用于驱动所述调节拉杆移动；
所述外管上间隔套设有第一密封皮碗和第二密封皮碗，且所述第一密封
皮碗和所述第二密封皮碗的内壁与所述内管的外壁之间存在间隙，且所述间
隙通过所述内管上开设的进液孔与所述内管的内腔相连通；
所述调节拉杆上设有密封活塞，所述密封活塞用于在所述调节拉杆的带
动下在所述内管内腔内滑动且在滑动过程中堵住与所述内管的内腔相连通的
进液通道以压缩所述内管内腔中的液体以使所述压力传感器根据获取到的所
述内管内的囊压来判断所述液压式高压测压装置的密封性；
所述压力传感器还用于监测油管压力和地层压力。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述压力传感器包括第一压力计、
第二压力计和第三压力计，其中，所述第一压力计用于检测地层压力，所述
第二压力计用于检测油管压力，所述第三压力计用于检测所述内管内的囊压
大小。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述第一密封皮碗和所述第二密封
皮碗之间的外管上开设有第一压力测试通道，所述第一压力计通过所述第一
压力测试通道检测地层压力值。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述外管上开设有与所述进液通道
相连通的第二压力测试通道，所述第二压力计通过所述第二压力测试通道检
测油管压力值。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述外管包括第一外管和第二外管，
其中，所述第二外管套设在所述内管之外，所述第一外管的底端套设在所述
内管的顶端外周上，且所述第二外管的内腔与所述内管的内腔相连通；
所述压力传感器、所述驱动元件和所述调节拉杆设置在所述第一外管的
内腔中；
所述第一密封皮碗和所述第二密封皮碗间隔套设在所述第二外管上，且
所述第一密封皮碗靠近所述第二外管的顶端设置。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述内管的底端设有定位机构，所
述定位机构用于对所述液压式高压测压装置在油管中的位置进行定位。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述定位机构为定位爪，且所述调
节拉杆的底端穿过所述内管底端内腔中的密封盒抵在所述定位爪上，所述定
位爪在所述调节拉杆的推动作用下开启定位。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述驱动元件为电机。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述第一密封皮碗和所述第二密封
皮碗为采用丁腈橡胶制成的皮碗，且所述第一密封皮碗和所述第二密封皮碗
通过硫化方式与所述外管相连。
本实用新型的实施方案中，可选的，所述内管和所述外管通过螺纹方式
相连。
本实用新型提供一种液压式高压测压装置，通过包括外管和底端密封的
内管，所述外管套设在所述内管之外，且所述内管或所述外管的顶端内腔内
依次设有压力传感器、驱动元件和调节拉杆，所述驱动元件用于驱动所述调
节拉杆移动；所述外管上间隔套设有第一密封皮碗和第二密封皮碗，且所述
第一密封皮碗和所述第二密封皮碗的内壁与所述内管的外壁之间存在间隙，
且所述间隙通过所述内管上开设的进液孔与所述内管的内腔相连通，所述调
节拉杆上设有密封活塞，这样密封活塞在驱动元件去驱动下在内管内腔中滑
动，滑动过程中关闭进液通道并压缩内管内腔及间隙中的液体，若腔体中的
囊压随着密封活塞的向下滑动不断上升，且达到第一密封皮碗和第二密封皮
碗的坐封压力后处于保持状态，则能判断出该测压装置的密封性是完好的，
然后便可以通过压力传感器测压和对封隔器进行验封，因此，本实用新型提
供的液压式高压测压装置实现了在验封过程中对自身密封性进行测试的目
的，从而解决了现有技术中由于无法在验封过程中测试压力计的密封性导致
验封结果准确性降低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将
对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，
下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来
讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型液压式高压测压装置的实施例一的结构示意图；
图2是本实用新型液压式高压测压装置的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合
本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全
部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出
创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
图1是本实用新型液压式高压测压装置的实施例一的结构示意图，其中，
本实施例提供的液压式高压测压装置可以用于对分层注水管柱中的封隔器进
行验封，且在对封隔器进行验封时能实现对自身密封性的检测，同时还可以
对油管压力和地层压力进行实时监测。
其中，本实施例中，如图1所示，液压式高压测压装置包括：外管200
和底端密封的内管100，外管200套设在内管100之外，其中，外管200的
长度可以与内管100的长度相同，或者外管200的长度大于内管100的长度，
如图1中所示，外管200的长度大于内管100的长度，内管100位于外管200
的内腔中，本实施例中，内管100或外管200的顶端内腔内依次设有压力传
感器1、驱动元件2和调节拉杆3，具体的，当外管200的长度不大于内管
100的长度时，则压力传感器1、驱动元件2和调节拉杆3设置在内管100的
顶端内腔中，当外管200的长度大于内管100的长度时，由于内管100位于
外管200的内腔中，为了便于安装，在外管200的顶端内腔中安装压力传感
器1、驱动元件2和调节拉杆3(如图1所示)，其中，压力传感器1用于检
测油管压力、地层压力和囊压，其中，根据压力传感器1检测到的囊压可以
判断该液压式高压测压装置自身的密封性是否完好，通过检测到的油管压力
和地层压力可以对封隔器进行验封，压力传感器1使用时具体是通过液压式
高压测压装置上设置的导压孔(未示出)获取到各个压力值。
本实施例中，驱动元件2用于驱动调节拉杆3进行移动，其中，驱动元
件2具体可以为电机，电机通过轴传动或螺纹传动驱动调节拉杆3进行移动，
本实施例中，调节拉杆3上设有密封活塞5，其中，密封活塞5与内管100
的内壁之间是密封的，且密封活塞5在调节拉杆3的带动下可以在内管100
的内腔中滑动，密封活塞5在内管100中滑动时可以对内管100内腔中的空
气或液体进行压缩，如果内管100内腔的密封性是完好的，那么随着密封活
塞5的滑动时，内管100内腔中的压力会不断增大，且增大到一定程度会趋
于不变。
本实施例中，对液压式高压测压装置自身密封性进行检验时，具体的，
如图1所示，在外管200上间隔套设有第一密封皮碗7和第二密封皮碗10，
其中，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10之间的间隔长度具体根据封隔器的
密封段进行设定，且第一密封皮碗7和第二密封皮碗10的内壁与内管100的
外壁之间存在间隙B，即第一密封皮碗7和第二密封皮碗10套设在外管200
上时，该第一密封皮碗7和第二密封皮碗10对应的外管200处为开口，这样
第一密封皮碗7和第二密封皮碗10的内壁与内管100的外壁之间没有外管部
分，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10的内壁与内管100的外壁之间会存在
间隙B，其中，该间隙B通过内管100上开设的进液孔9与内管100的内腔
相连通，这样当液体从进液通道6进入到内管100的内腔中时，液体会通过
进液孔9进入到间隙B中，这样密封活塞5在内管100内腔中滑动时，密封
活塞5将进液通道6关闭，密封活塞5开始压缩腔体内液体，腔体内的囊压
不断上升，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10在囊压下扩张坐封，囊压随着
密封活塞5的向下压缩不断上升，达到坐封压力后处于保持状态，其中，在
密封活塞5向下滑动过程中，若囊压不断上升，上升到坐封压力后趋于不变
时，则能判断出该测压装置的密封性是完好的，相反则该测压装置自身的密
封性出现问题的。
本实施例中，需要说明的是，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10只是用
于对皮碗进行区分，并不用于限定皮碗，例如第一密封皮碗7在外管200上
的位置可以位于第二密封皮碗10之上，或者第一密封皮碗7在外管200上的
位置位于第二密封皮碗10之下。同时，本实施例中，密封活塞5在内管100
内腔内滑动到堵住进液通道6时，密封活塞5继续向下滑动后，进液通道6
一直处于关闭状态，即密封活塞5压缩腔体内的液体时，密封活塞5一直将
进液通道6堵住，液体无法从进液通道6流入内管100的内腔中。本实施例
中，当第一密封皮碗7和第二密封皮碗10坐封后，通过压力传感器1检测地
层压力，油管压力及囊压大小，具体的，油管压力可以在进液通道6处进行
测定，地层压力具体可以在第一密封皮碗7和第二密封皮碗10之间的外管
200处进行测定，囊压可以在进液孔9处进行测定，根据检测到的压力值首
先对该测压装置自身的密封性进行验证，若该测压装置的密封性是完好的，
则开始对封隔器进行验封。
本实施例提供的液压式高压测压装置，具体使用时工作过程如下：
首先，通过电缆将该液压式高压测压装置下至设计位置以上2-3m，继续
缓慢下入使密封段(第一密封皮碗7和第二密封皮碗10之间的外管200)坐
入配水器中心通道密封位置；
然后，由于该测压装置在下井过程中进液通道6处于开启状态，因此，
下井过程中，内管100的腔内及间隙B中被井筒液体充满，坐封时，通过软
件控制井下电机(驱动元件2)正打压，电机通过带动调节拉杆3带动密封
活塞5向下滑动，关闭进液通道6，密封活塞5开始压缩腔体内液体，第一
密封皮碗7和第二密封皮碗10在囊压下扩张坐封，囊压随着密封活塞5的下
行不断上升，达到坐封压力后处于保持状态；
接着，通过压力传感器1进行测压，并根据检测到的压力值进行验封，
即第一密封皮碗7和第二密封皮碗10坐封后，开始进行地层压力、油压和囊
压进行检测；
最后，解封及换层测试，即通过软件控制井下电机反向动作，电机带动
密封活塞5向上滑动，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10在囊压减小下收缩
解封，待囊压恢复至零时后第一密封皮碗7和第二密封皮碗10完全恢复，处
于负过盈状态，测压装置上提2-3米后，电机带动调节拉杆3继续上移，通
过电缆上提或者下放至另外测试层位进行验封。
本实施例中，通过重复以上步骤可以实现多级多段分注井的测试作业，
测压装置一次下井即可完成所有层段的测试及封隔器验封，效率高，避免了
现有技术中每测试一级需将压力计投捞到地面进行二次回放，而本实施例中，
测压装置对多级多段测试时，测压装置只需在每段之间进行移动，但并不需
重新投捞到地面，从而提高了验封的效率，而且工艺简单可靠，配套工具简
单，效率及效益较高。
本实施例提供的液压式高压测压装置，通过包括外管200和底端密封的
内管100，所述外管200套设在所述内管100之外，且所述内管100或所述
外管200的顶端内腔内依次设有压力传感器1、驱动元件2和调节拉杆3，所
述驱动元件2用于驱动所述调节拉杆3移动；所述外管200上间隔套设有第
一密封皮碗7和第二密封皮碗10，且所述第一密封皮碗7和所述第二密封皮
碗10的内壁与所述内管100的外壁之间存在间隙B，且所述间隙B通过所述
内管100上开设的进液孔9与所述内管100的内腔相连通，所述调节拉杆3
上设有密封活塞5，这样密封活塞5在驱动元件2去驱动下在内管100内腔
中滑动，滑动过程中关闭进液通道6并压缩内管100内腔及间隙B中的液体，
若腔体中的囊压随着密封活塞5的向下滑动不断上升，且达到第一密封皮碗
7和第二密封皮碗10的坐封压力后处于保持状态，则能判断出该测压装置的
密封性是完好的，然后便可以通过压力传感器1测压和对封隔器进行验封，
因此，本实用新型提供的液压式高压测压装置实现了在验封过程中对自身密
封性进行测试的目的，从而解决了现有技术中由于无法在验封过程中测试压
力计的密封性导致验封结果准确性降低的技术问题。
进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，压力传感器1包括第
一压力计、第二压力计和第三压力计(未示出)，即在压力传感器1中集成了
三个压力计，其中，第一压力计用于检测地层压力，第二压力计用于检测油
管压力，第三压力计用于检测内管100内的囊压大小，其中，根据第三压力
计监测到的囊压大小可以对测压装置的密封性进行判断，根据第一压力计检
测到的地层压力值以及第二压力计检测到的油管压力对封隔器进行验封，在
测试过程中，三个压力计可以对油管压力、地层压力及囊压进行实时监测，
这样地面可以通过该三个压力参数实时了解到井下的情况。
第一压力计对地层压力进行监测时，具体的，第一密封皮碗7和第二密
封皮碗10之间的外管200上开设有第一压力测试通道8，当第一密封皮碗7
和第二密封皮碗10坐封时，第一压力计通过第一压力测试通道8检测地层压
力值，即第一压力测试通道8与第一压力计之间通过导压孔连通，通过导压
孔获得第一压力测试通道8处的地层压力值，需要说明的是，第一压力测试
通道8与间隙B之间通过密封圈A隔开，即第一压力测试通道8与间隙B之
间是不连通的。
其中，第二压力计对油管压力进行监测时，具体为，在外管200上开设
有与进液通道6相连通的第二压力测试通道4，其中，第二压力测试通道4
并不能与间隙B连通，第二压力测试通道4与间隙B之间设有密封圈A，第
二压力计通过第二压力测试通道4检测油管压力值，即第二压力测试通道4
与第二压力计连通，当第一密封皮碗7和第二密封皮碗10坐封时，通过第二
压力计检测到油管压力。
进一步的，在上述实施例的基础上，为了便于组装，外管200包括第一
外管201和第二外管202，其中，第二外管202套设在内管100之外，第一
外管201的底端套设在内管100的顶端外周上，即第一外管201的底端与内
管100的顶端之间相连，且第二外管202的内腔与内管100的内腔相连通，
本实施例中，压力传感器1、驱动元件2和调节拉杆3设置在第一外管201
的内腔中，调节拉杆3的底端上固定设置密封活塞5，第一密封皮碗7和第
二密封皮碗10间隔套设在第二外管202上，且第一密封皮碗7靠近第二外管
202的顶端设置，即第一密封皮碗7设置在第二密封皮碗10之上。
本实施例中，为了保证测压装置的密封性，第二外管202的内壁与内管
100的外壁之间设有若干个密封圈A，通过密封圈A使得密封活塞5下行压
缩时，内管100的内腔及间隙B之间为密闭空间，进液孔9在内管100上的
位置只要能保证内管100的内腔与间隙B连通即可，本实施例中，进液孔9
开设的数量不加以限制。
进一步的，在上述实施例的基础上，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10
为采用丁腈橡胶制成的皮碗，且第一密封皮碗7和第二密封皮碗10通过硫化
方式与外管200相连，本实施例中，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10在坐
封条件下能满足单向最高压差25Mpa的要求，即该测压装置承压较高，可以
满足大压差验封及测压要求，从而避免了现有技术中电子压力计耐压低的问
题。
进一步的，内管100与第一外管201和第二外管202连接时，具体可以
通过螺纹方式、卡合方式或者焊接方式进行相连。
实施例二
图2是本实用新型液压式高压测压装置的实施例二的结构示意图，在上
述实施例的基础上，本实施例中，内管100的底端设有定位机构12，定位机
构12用于对液压式高压测压装置在油管中的位置进行定位，即在该测压装置
下井进行测试时，到达设计位置时，开启定位机构12，将测压装置定位在井
下特定的位置，本实施例中，如图2所示，定位机构12具体的为定位爪，定
位爪通过调节拉杆3进行驱动，具体的，本实施例中，调节拉杆3从第二外
管202的内腔延伸到内管100的内腔并从内管100的底端伸出，其中，内管
100的底端内腔中设有密封盒11，用于对内管100的内腔进行密封，调节拉
杆3的底端穿过密封盒11抵在定位爪上，当需要定位时，电机带动调节拉杆
3向下移动，定位爪在调节拉杆3的推动作用下张开，下放坐入测试装置内
部进行定位，当测试完成后，上提测压装置，电机带动调节拉杆3上移，定
位爪回位。本实施例中，需要说明的是，电机带动调节拉杆3下移时，密封
活塞5会随着调节拉杆3移动，但是调节拉杆3推动定位爪定位时，密封活
塞5不会将进液通道6堵住，即在定位过程中，液体可以从进液通道6进入
内管100的内腔中的。而且在密封活塞5继续向下滑动压缩腔体内的液体时，
调节拉杆3的底端一直抵顶在定位爪上向下移动。
具体的，本实施例提供的液压式高压测压装置的工作过程具体为：
首先，通过电缆将该液压式高压测压装置下至设计位置以上2-3m，电机
带动调节拉杆推动定位爪，使定位爪张开，继续缓慢下入使密封段(第一密
封皮碗7和第二密封皮碗10之间的第二外管202的部分)坐入配水器中心通
道密封位置；
然后，下井过程中进液通道6处于开启状态，内管100的腔内及间隙B
中被井筒液体充满，坐封时，通过软件控制井下电机(驱动元件2)正打压，
电机通过带动调节拉杆3带动密封活塞5向下滑动，密封活塞5堵住进液通
道6，且密封活塞5开始压缩腔体内液体，第一密封皮碗7和第二密封皮碗
10在囊压下扩张坐封，囊压随着密封活塞5的下行不断上升，达到坐封压力
后处于保持状态；
接着，通过压力传感器1进行测压，并根据检测到的压力值进行验封，
即第一密封皮碗7和第二密封皮碗10坐封后，开始进行地层压力、油压和囊
压进行检测；
最后，解封及换层测试，即通过软件控制井下电机反向动作，电机带动
密封活塞5向上滑动，第一密封皮碗7和第二密封皮碗10在囊压减小下收缩
解封，待囊压恢复至零时后第一密封皮碗7和第二密封皮碗10完全恢复，处
于负过盈状态，测压装置上提2-3米后，电机带动调节拉杆3继续上移，定
位爪复位，通过电缆上提或者下放至另外测试层位进行验封。
本实施例中，通过重复以上步骤可以实现多级多段分注井的测试作业，
测压装置一次下井即可完成所有层段的测试及封隔器验封，提高了验封效率。
本实施例提供的液压式高压测压装置，通过设置定位机构实现了该测压
装置在待测试装置中的准确定位。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而
非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领
域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案
进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或
者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范
围。