CN108150132A - 一种深水油气测试承留装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深水油气测试承留装置，属于深水测试管柱中的一个安全装置，主要包括球阀机构和泄压机构，在球阀活塞内部设有球阀阀芯，球阀阀芯两端面设有导槽，球阀活塞内部设有偏心轴，通过球阀活塞的偏心轴带动球阀阀芯转动，芯轴上端与连接器外壳内径相配合与圆台相抵，在芯轴与管柱连接器外壳中间设有管柱活塞，芯轴设有第一组泄压孔，管柱活塞上设有第二组泄压孔，连接器外壳上设有第三组泄压孔，通过管柱活塞不同移动位，实现泄压孔的开启与关闭。本发明为深水测试管柱而设计，液压控制管线通过止回阀端口穿过其主体连到水下测试树上，消除了控制管线被损坏的风险并且减小了体积，深水油气测试承留装置下端设有泄压流机构。
Description
技术领域
本发明涉及深水完井测试领域，具体涉及到一种深水油气测试承留装置。
背景技术
在深水油气勘探开发过程中，完井测试是一个重要环节，然而海洋油气井测试与陆地油气井测试作业有较大区别，其存在一段海水段，尤其是深水油气测试；深水测试作业一般在半潜式钻井平台或钻井船上进行，若测试过程中遇到严重的海况，例如：台风、海啸、潮汐、需要立即断开，将平台或钻井船移到安全位置，在测试管柱与水下测试树解脱后，需要使用承留装置，保证上部管柱的流体不会回流，而对隔水管造成危害和海洋环境造成污染。
目前，在陆地油气勘探开发过程中已有各类阀门，主要用于钻井过程，用于测试过程的较少，专门用于深水测试管柱下端承留装置，目前还没有文献记载。在深水测试中水下测试树分离前，需要对上端高压油气进行封堵，同时泄掉封堵在承留装置和测试树之间的高压油气，防止测试树分离时喷出高压油气，在高压油气泄压过程中必须做到先关闭承留装置后打开泄压孔，在承留装置关闭过程中必须做到先关闭泄压孔然后关闭承留装置。在广泛调研国内外深水测试管柱相关资料的基础上，对深水测试管柱系统功能、结构组成及工作机理进行了研究研究，本发明人根据实际使用要求，发明了一种与深水测试系统配套使用的一种深水油气测试承留装置。
发明内容
为满足上述需求，本发明专利提供了一种深水油气测试承留装置，该发明与测试管柱配套使用，与下端设备共同使用深水测试管柱海底控制系统控制。
为达到上述目的，提供如下的技术方案：一种深水油气测试承留装置，其特征在于，所述深水油气测试承留装置包括止回阀本体、球阀机构、泄压机构；所述止回阀本体，由外壳固定环的螺纹把球阀外壳和连接器外壳连接组成，所述球阀外壳设有控制油道，球阀外壳腔体内部设有球阀机构，所述球阀机构具体由球阀阀芯、球阀上通座、球阀下通座、球阀活塞构成，所述球阀活塞设有偏心轴，上下两端均设有密封槽，所述泄压机构由连接器外壳、管柱活塞、芯轴构成，所述芯轴设有第一组泄压孔，所述管柱活塞设有第二组泄压孔，所述连接器外壳设有第三组泄压孔和控制油道。
本发明进一步设置为，所述管柱活塞应下端设有管柱弹簧，控制球阀活塞向上运动与控制管柱活塞向上运动的油路相连通，控制球阀活塞向下运动与控制管柱活塞向下运动油路相连通。
本发明进一步设置为，所述球阀活塞设有偏心轴，装配时插入球阀阀芯两端面的导槽内，所述的球阀阀芯设为瓣形阀芯。
本发明进一步设置为，所述球阀外壳内部设有控制油道与连接器外壳上相应的油道连通。
本发明进一步设置为，所述球阀阀芯设有两平行的圆台，两圆台上设有与中心线成一定角度的导槽。
本发明进一步设置为，所述连接器外壳上设有控制油道，在安装时控制油道与球阀外壳上的控制油道相互连通，与油道错开的周向位置上均布有12个第三泄压孔。
本发明进一步设置为，所述管柱活塞设有第二组泄压孔和密封槽，密封槽实现对泄压孔不同移动位的密封要求。
本发明进一步设置为，芯轴设有12周向均布第一组泄压孔。
本发明的有益效果是：深水油气测试承留装置消除了控制管线被损坏的风险并且外部体积也大大减小。能够实现先关闭深水油气测试承留装置，然后泄压下端圈存在止回阀与测试树之间存在高压油气，先关闭泄压孔然后打开深水油气测试承留装置的有序控制。所述的深水油气测试承留装置实现了多功能融合一体，节约了安装空间，增加了安全性。
附图说明
图1为本发明深水油气测试承留装置开启结构示意图。
图2为本发明深水油气测试承留装置关闭结构示意图。
图3为本发明深水油气测试承留装置球阀活塞主视图。
图4为本发明深水油气测试承留装置阀芯结构示意图。
图5为本发明深水油气测试承留装置管柱活塞结构示意图。
附图标记说明
1.球阀上定位器，2.球阀上通座，3.球阀活塞，4.球阀外壳，5.球阀下通座，6.外壳固定环，7.管柱活塞，8.连接器外壳，9.管柱连接器，10管柱弹簧，11.芯轴，12.球阀阀芯，31.第二泄压孔，32.管柱活塞外表面，33.管柱活塞子口，34.管柱活塞密封槽，71.偏心轴，111.球阀阀芯密封面，112.球阀阀芯开口，113.球阀阀芯导槽，114球阀阀芯圆台。
具体实施
具体的一种深水油气测试承留装置，包括球阀机构、泄压机构，止回阀本体，所述球阀机构包括球阀上通座2、球阀阀芯12、球阀下通座5、球阀活塞3，所述球阀上通座2与球阀上定位器1相抵，所述球阀阀芯12上部与球阀上通座2紧密接触，所述球阀阀芯12下部与球阀下通座5紧密接触，球阀阀芯12在球阀下通座5与球阀上通座2之间的腔体内转动，所述球阀阀芯12为瓣形形状，球阀阀芯12两端面设有圆台114在圆台上设有导槽113，球阀阀芯12在球阀活塞3内部，所述球阀活塞3内部设有偏心轴71，并且偏心轴71插入到球阀阀芯导槽113内部；球阀活塞3、球阀上通座2、球阀下通座5、球阀上定位器1通过密封设计共同构成封闭的活塞腔体，液压油推动球阀活塞3在活塞在活塞腔体内上下运动，球阀阀芯12在球阀活塞3的带动下实现转动；球阀活塞3处于上止点时球阀阀芯12的通孔与管路重合实现完全打开，当球阀活塞3处于下止点时球阀阀芯的通孔与管路垂直实现对油气体的封堵。
进一步所述一种深水油气测试承留装置泄压结构，包括连接器外壳8、管柱活塞7、芯轴11、管柱连接器9、管柱弹簧10，所述连接器外壳8设有控制油道控制，控制油道与球阀外壳4上相对应的控制油道相连，在与控制油道相互错开的周向位置上，设有与轴线相垂直的第三组泄压孔，第三组泄压孔数量为12个且周向均布，芯轴11的上端与连接器外壳8内径相配合与圆台相抵，下端与管柱连接器8内孔相配合与圆台相抵，因此芯轴11固定，所述芯轴11在与轴线相垂直的方向，设有与连接器外壳8同样大小周向均布的12个第一泄压孔，第一泄压孔位置与连接器外壳8上的第三泄压孔安装位置理论上应同轴；芯轴11和连接器外壳8组成空腔内部设有管柱活塞7。
需要说明的是，所述管柱活塞7设有第二组泄压孔，管柱活塞7有两个移动位，当深水油气测试承留装置开启后管柱活塞应在第一移动位，此时第一泄压孔与第三泄压孔被管柱活塞7外壁32阻断，因此泄压孔关闭；当深水油气测试承留装置关闭后，管柱活塞处于第二移动位，第一泄压孔和第三泄压孔与第二泄压孔31连通，泄压孔打开，内部流体从孔泄压到外部。
本发明实例一关闭深水油气测试承留装置，液压油从油道进入活塞腔体上部，推动球阀活塞3向下运动，球阀活塞3通过偏心轴71带动球阀阀芯12转动，球阀活塞3走到下止点时，深水油气测试承留装置完全关闭，然后推动管柱活塞7向下运动到达下止点，第二组泄压孔31与第一组泄压孔和第三组泄压孔连通，泄压下部封堵的高压油气体。
需要说明的是，管柱活塞7与球阀活塞3的上下运动，分别采用同一管路控制，但管柱活塞7的下端设有管柱弹簧10，因此在管柱活塞7向下运动时，管柱活塞7的阻力大于球阀活塞3，保证了先关闭深水油气测试承留装置然后泄压，管柱活塞7向上运动时受弹簧的弹力，保证了泄压孔的先关闭，然后深水油气测试承留装置才打开的顺序。
本发明提供了一种深水油气测试承留装置设计新颖，机构简单，在复杂环境下有很高的可靠性，因在设计时考虑井下安装空间的有限采用管壁内钻孔的方法，在对油气体进行封堵后对下端封堵高压油气体的泄压，保证了下端测试树分离时不会有高压油气体喷出，增加了整个测试管柱的安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型以应在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种深水油气测试承留装置，其特征在于，所述深水油气测试承留装置包括本体，球阀机构、泄压机构；所述本体由外壳固定环与球阀外壳的螺纹，把球阀外壳和连接器外壳连接，所述球阀外壳设有控制油道，球阀外壳内部腔体设有球阀机构，所述球阀机构具体由球阀阀芯、球阀上通座、球阀下通座、球阀活塞构成，所述球阀活塞设有偏心轴，上下两端均设有密封槽，所述泄压机构由连接器外壳、管柱活塞、芯轴构成，芯轴设有第一组泄压孔，管柱活塞设有第二组泄压孔，连接器外壳设有第三组泄压孔和控制油道。
2.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述管柱活塞应下端设有管柱弹簧，控制球阀活塞向上运动与控制管柱活塞向上运动的油路相连通，控制球阀活塞向下运动与控制管柱活塞向下运动油路相连通。
3.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述球阀活塞设有偏心轴，装配时插入球阀阀芯两端面的导槽内，所述的球阀阀芯设为瓣形阀芯。
4.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述球阀外壳内部设有控制油道与连接器外壳上相应的油道连通。
5.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述球阀阀芯设有两平行的圆台，两圆台上设有与中心线成一定角度的导槽。
6.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述连接器外壳上设有控制油道，在安装时控制油道与球阀外壳上的控制油道相互连通，与油道错开的周向位置上均布有12个第三泄压孔。
7.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述管柱活塞设有第二组泄压孔和密封槽，密封槽实现对泄压孔不同移动位的密封要求。
8.根据权利要求1所述的深水油气测试承留装置，其特征在于，所述芯轴设有12周向均布第一组泄压孔。
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