CN103510905A - 井下分层测试取样仪变径封隔结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种井下分层测试取样仪变径封隔结构，它包括套设在空心导向杆上的液压缸和取样仪，液压缸内设置有与空心导向杆滑动配合的活塞，液压缸和取样仪之间设置有封隔胶筒，封隔胶筒的两端分别设置有胶筒支撑环，且其中一个胶筒支撑环与活塞抵接，另一个胶筒支撑环与取样仪相连，其特殊之处在于：封隔胶筒为压缩变形率达30～70%的胶筒，最好是压缩变形率达60%的丁腈橡胶胶筒；胶筒支撑环为直径随封隔胶筒压缩变形量调节的支撑环，最好是由三个相同的子支撑体组成的封闭支撑环，各子支撑体的结合处通过端面凸缘和端面凹槽嵌置配合，端面凸缘可相对于端面凹槽径向滑移，从而实现胶筒支撑环的胀径。其可适于不同孔径油井封隔的需要，提高工作效率。

Description

井下分层测试取样仪变径封隔结构

技术领域

本发明涉及用于油田井下封隔油层的封堵工具，具体地指一种井下分层测试取样仪变径封隔结构。

背景技术

为了掌握生产井各油层的实际状况，需要采用分层测试取样仪对井下油层进行测试和取样。目前，应用在分层测试取样仪上的封隔器是油井分层的常用封隔结构，然而由于油井的直径不尽相同，为了适应不同孔径的油井，就需更换与油井相适应的封隔器，这样就造成取样仪操作程序复杂、增加工人的劳动强度，工作效率低，占用油井开采时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可适于不同孔径油井测试需要的井下分层测试取样仪变径封隔结构。

为实现上述目的，本发明所设计的井下分层测试取样仪变径封隔结构，包括套设在空心导向杆上的液压缸和取样仪，所述液压缸内设置有与空心导向杆滑动配合的活塞，所述液压缸和取样仪之间设置有封隔胶筒，所述封隔胶筒的两端分别设置有胶筒支撑环，且其中一个胶筒支撑环与活塞抵接，另一个胶筒支撑环与取样仪相连，其特殊之处在于：所述封隔胶筒为压缩变形率达30～70%的胶筒；所述胶筒支撑环为直径随封隔胶筒压缩变形量调节的支撑环。

进一步地，所述封隔胶筒优选压缩变形率达55～65%的丁腈橡胶胶筒，最好是压缩变形率达60%的丁腈橡胶胶筒。这样，可以适应绝大多数不同孔径油井的密封需要。

作为优选方案，所述胶筒支撑环由至少二个相同的子支撑体组成一个封闭的圆环，最好是由三个相同的子支撑体组成一个封闭的圆环。所述子支撑体的结合处通过端面凸缘和端面凹槽嵌置配合，所述端面凸缘可相对于端面凹槽径向滑移，从而实现胶筒支撑环的胀径。这样，胶筒支撑环的直径随封隔胶筒的压缩变形而增大，既可以确保封隔效果，又可以延长封隔胶筒的寿命。

进一步地，所述子支撑体的外圆弧面上设置有弹簧嵌槽，所述弹簧凹槽内设置有紧箍弹簧。这样，可以使胶筒支撑环在胀缩时始终保持完整的圆环形，确保其支撑稳定、压缩施力均匀。

再进一步地，它还包括填充环，所述填充环设置在胶筒支撑环胀径后与空心导向杆之间形成的环形空隙中。这样，可以密封胶筒支撑环胀径后所形成的环形空隙，确保封隔效果可靠。

本发明的有益效果是：通过采用大变形量的封隔胶筒，可以适应各种孔径油井的封隔需要；通过改变胶筒支撑环的结构，使其能够改变直径的大小，可以有效防止封隔胶筒与油井井壁间隙过大造成的封隔胶筒流变，提高封隔胶筒的承压能力，从而满足不同孔径油井的封隔要求，提高取样仪的工作效率。

附图说明

图1为一种井下分层测试取样仪变径封隔结构的剖视示意图；

图2为图1中胶筒支撑环的立体分解示意图，其中紧箍弹簧未画出；

图3为图2所示胶筒支撑环的装配示意图；

图4为另一种井下分层测试取样仪变径封隔结构的剖视示意图，显示的是扩径后的状态；

图5是图4所示封隔结构在初始装配状态的剖视示意图。

图中：液压缸1、活塞2、空心导向杆3、封隔胶筒4、胶筒支撑环5（其中：上胶筒支撑环5.1、下胶筒支撑环5.2、子支撑体5.3、端面凸缘5.31、端面凹槽5.32、弹簧嵌槽5.4）、取样仪6、紧箍弹簧7、填充环8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示的一种井下分层测试取样仪变径封隔结构，包括套设在空心导向杆3上的液压缸1和取样仪6，液压缸1内设置有与空心导向杆3滑动配合的活塞2，液压缸1和取样仪6之间设置有大压缩变形量的封隔胶筒4，封隔胶筒4的两端分别设置有胶筒支撑环5，为描述方便将分别其称为上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2，其中上胶筒支撑环5.1与活塞2抵接配合，下胶筒支撑环5.2与取样仪6固定连接。空心导向杆3主要起导向、过油作用，液压缸1通过活塞2为封隔胶筒4提供压缩动力，上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2则起到压缩、支撑封隔胶筒4的作用。

为适应不同孔径油井的封堵需要，上述封隔胶筒4采用压缩变形率达30～70%的胶筒，优选压缩变形率达55～65%的丁腈橡胶胶筒。本实施例中，封隔胶筒4采用压缩变形率达60%的丁腈橡胶胶筒。

如图2～3所示，上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2采用直径可随封隔胶筒4压缩变形量调节的支撑环。具体地，上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2由三个相同的子支撑体5.3组成一个封闭的圆环，三个子支撑体5.3的结合处通过端面凸缘5.31和端面凹槽5.32嵌置配合，端面凸缘5.31可相对于端面凹槽5.32径向滑移，从而实现上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2的胀径。为了更好地保持三个子支撑体5.3结合的整体性，在各个子支撑体5.3的外圆弧面上设置有弹簧嵌槽5.4，弹簧凹槽5.4内设置有紧箍弹簧7，紧箍弹簧7产生径向力箍紧三个子支撑体5.3，从而使胶筒支撑环5始终保持完整。

本发明的作用原理如下：液压缸1中的液压油推动活塞2沿着空心导向杆3向下运动，亦即上胶筒支撑环5.1在活塞2的作用下向下运动，然而下胶筒支撑环5.2与取样仪6相对静止，故上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2之间的距离逐渐缩小，从而压缩封隔胶筒4变形，以达到封隔不同孔径油井油层的目的。

实施例2

如图4所示的另一种井下分层测试取样仪变径封隔结构，其结构与实施例1基本相同，只是它还包括填充环8，填充环8设置在上胶筒支撑环5.1和下胶筒支撑环5.2胀径后与空心导向杆3之间形成的环形空隙中，用于防止其回缩。本实施例安装使用时，如图5所示，可以先将两个填充环8分别安装在活塞2与上胶筒支撑环5.1之间、取样仪6与下胶筒支撑环5.2之间。需要封隔大孔径油井时，将子支撑体5.3的端面凸缘5.31沿着相邻的端面凹槽5.32向外滑动，然后将填充环8放入胶筒支撑环5的内壁与活塞杆3之间形成的环形空隙中，从而实现扩径。扩径的目的主要在于提高密封效果，如果胶筒支撑环5的直径不变，当遇到大孔径油井时随着封隔胶筒4的压缩变形增大，胶筒支撑环5会在压力的作用下向封隔胶筒4里面凹陷，从而影响了封隔效果，同时也影响封隔胶筒4的寿命。本实施例则有效地解决了这些难题。

Claims (10)

1.井下分层测试取样仪变径封隔结构，包括套设在空心导向杆（3）上的液压缸（1）和取样仪（6），所述液压缸（1）内设置有与空心导向杆（3）滑动配合的活塞（2），所述液压缸（1）和取样仪（6）之间设置有封隔胶筒（4），所述封隔胶筒（4）的两端分别设置有胶筒支撑环（5），且其中一个胶筒支撑环（5）与活塞（2）抵接，另一个胶筒支撑环（5）与取样仪（6）相连，其特征在于：所述封隔胶筒（4）为压缩变形率达30～70%的胶筒；所述胶筒支撑环（5）为直径随封隔胶筒（4）压缩变形量调节的支撑环。

2.根据权利要求1所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述封隔胶筒（4）为压缩变形率达55～65%的丁腈橡胶胶筒。

3.根据权利要求1所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述封隔胶筒（4）为压缩变形率达60%的丁腈橡胶胶筒。

4.根据权利要求1或2或3所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述胶筒支撑环（5）由至少二个相同的子支撑体（5.3）组成一个封闭的圆环，所述子支撑体（5.3）的结合处通过端面凸缘（5.31）和端面凹槽（5.32）嵌置配合，所述端面凸缘（5.31）可相对于端面凹槽（5.32）径向滑移，从而实现胶筒支撑环（5）的胀径。

5.根据权利要求4所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述胶筒支撑环（5）由三个相同的子支撑体（5.3）组成一个封闭的圆环。

6.根据权利要求4所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述子支撑体（5.3）的外圆弧面上设置有弹簧嵌槽（5.4），所述弹簧凹槽（5.4）内设置有紧箍弹簧（7）。

7.根据权利要求5所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：所述子支撑体（5.3）的外圆弧面上设置有弹簧嵌槽（5.4），所述弹簧凹槽（5.4）内设置有紧箍弹簧（7）。

8.根据权利要求4所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：它还包括填充环（8），所述填充环（8）设置在胶筒支撑环（5）胀径后与空心导向杆（3）之间形成的环形空隙中。

9.根据权利要求5所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：它还包括填充环（8），所述填充环（8）设置在胶筒支撑环（5）胀径后与空心导向杆（3）之间形成的环形空隙中。

10.根据权利要求7所述的井下分层测试取样仪变径封隔结构，其特征在于：它还包括填充环（8），所述填充环（8）设置在胶筒支撑环（5）胀径后与空心导向杆（3）之间形成的环形空隙中。

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