CN110656911A - 一种用于试油完井的内压控制井下工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于试油完井的内压控制式井下工具。所述工具包括内置的动力装置，动力装置包括外筒、动力芯轴、破裂盘、固定件、第一密封件、第二密封件和第三密封件，动力芯轴设置在一体化外筒的内部空腔中，动力芯轴外壁上设置有沿轴向依次分布的第一密封槽、传压孔、固定槽、第二密封槽和第三密封槽，传压孔与安装孔连通，以传递动力芯轴内部的压力，固定件安装在所述固定槽内，第一、第二、第三密封件分别安装在第一、第二、第三密封槽内以实现动力芯轴与外筒之间的密封，动力芯轴与破裂盘、外筒之间能够形成密闭的第一环腔空间和第二环腔空间。本发明的有益效果包括：实现井下工具外部一体化的同时能够满足工具状态的改变。
Description
技术领域
本发明涉及试油完井领域，具体地涉及一种用于试油完井的内压控制井下工具。
背景技术
目前在试油完井过程中通过加压形式改变工具状态以满足试油所需工况的井下工具在现场应用广泛且技术成熟。现阶段通过加压改变工具状态的井下工具在状态未改变之前，破裂盘外筒的破裂盘隔离动力腔室与静水压力，一旦破裂盘发生破裂，环空和气室之间的压差将作为动力推动动力心轴移动，以实现工具状态改变的目的。
由于此类工具外部破裂盘破裂后，动力腔室与环空静水压力沟通，环空压力变化将传递至工具内部，工具动力腔室与环空静水压力靠心轴上下两端密封环进行密封。但工具通常在井筒内下深位置较深，且通常伴随着高温、高压、酸性环境，对密封件可靠性提出了严峻的考验；一旦密封件失效，油管与环空通道沟通，将对后期工程造成不可预估的影响。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种用于试油完井的内压控制井下工具，以实现井下工具外部一体化的同时能够满足工具状态的改变。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于试油完井的内压控制井下工具。
所述工具可包括内置的动力装置，所述动力装置可包括外筒、动力芯轴、破裂盘、固定件、第一密封件、第二密封件和第三密封件，其中，
动力芯轴可设置在外筒的内部空腔中，动力芯轴的内壁上可设置有安装孔，外壁上可设置有沿轴向依次分布的第一密封槽、传压孔、固定槽、第二密封槽和第三密封槽，传压孔可与安装孔连通，以传递动力芯轴内部的压力；破裂盘可安装在所述安装孔内；固定件可安装在所述固定槽内，以固定动力芯轴；
第一、第二、第三密封件可分别安装在第一、第二、第三密封槽内以实现动力芯轴与外筒之间的密封，且第一密封件、第二密封件、破裂盘、传压孔、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第一环腔空间，第二密封件、第三密封件、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第二环腔空间。
在本发明的一个示例性实施例中，所述外筒可包括一体化外筒。
在本发明的一个示例性实施例中，所述动力芯轴的外壁上还可设置有芯轴对接槽，所述芯轴对接槽可位于第三密封槽的下部，以用来连接其他能够与动力芯轴连接的部件。
在本发明第一个示例性实施例中，所述固定件可包括若干个剪切销钉。
在本发明第一个示例性实施例中，所述第一、第二和第三密封件都可包括O型密封圈。
在本发明第一个示例性实施例中，所述井下动力装置还可包括设置在所述外筒内壁上的减震件，以缓冲动力芯轴在外筒内移动时冲击力。
在本发明第一个示例性实施例中，所述减震件可位于所述第二环腔空间内。
在本发明第一个示例性实施例中，所述动力芯轴可采用全通径设计。
在本发明第一个示例性实施例中，所述井下工具可包括循环阀、测试阀或取样器。
与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：采用内加压的方式实现工具针对工况的状态改变的同时，还能够达到工具本身不会发生窜漏。保护了整个试油管柱的完整性，减少因工具窜漏影响井筒完整性的风险。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明一个示例性实施例中的动力芯轴的一个结构示意图；
图2示出了本发明一个示例性实施例中的井下动力装置的一个结构示意图；
图3示出了本发明一个示例性实施例中的动力芯轴下行的一个示意图；
主要附图标记说明：
1、第一密封槽，2、传压孔，3、安装孔，4、固定槽，5、第二密封槽，6、第三密封槽，7、芯轴对接槽，8、外筒，9、第一密封件，10、破裂盘，11、第一环腔空间，12、固定件，13、第二密封件，14、减震件，15、第三密封件，16、第二环腔空间。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本发明的用于试油完井的内压控制井下工具。
本发明提供了一种用于试油完井的内压控制井下工具。
在本发明的一个示例性实施例中，所述工具包括内置的动力装置，如图2所示，所述动力装置可以包括外筒、动力芯轴、破裂盘、固定件、第一密封件、第二密封件和第三密封件，其中，动力芯轴可以为贯穿两端的结构，外筒可以包括多个一体化结构的外筒焊接而成的外筒，进一步地，也可以包括一个一体化外筒。
动力芯轴可以设置在外筒的内部空腔中，如图1所示，动力芯轴的内壁上可以设置有安装孔，外壁上沿轴向可以依次设置有第一密封槽、传压孔、固定槽、第二密封槽和第三密封槽，传压孔可以与安装孔连通，以传递动力芯轴内部的压力。
第一、第二、第三密封件可以分别安装在第一、第二、第三密封槽内以实现动力芯轴与外筒之间的密封，且第一密封件、第二密封件、破裂盘、传压孔上的侧壁、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第一环腔空间，第二密封件、第三密封件、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第二环腔空间，所述第一、第二和第三密封件都可以包括O型密封圈。进一步地，所述动力芯轴还可以包括多个支撑环，一个密封圈可以对应两个支撑环，即支撑环可以安装在O型密封圈的两侧、可用于提高O型密封圈的密封压力。
在本实施例中，传压孔可以位于第一、第二密封槽之间且与安装孔连通，以向第一环腔空间传递动力芯轴内部的压力。
在本实施例中，破裂盘可以安装在所述安装孔内，以使所述第一环腔空间处于密封状态。
在本实施例中，固定槽可以位于所述传压孔的下部，固定件可以安装在所述固定槽内，用于当破裂盘被破坏之前、防止动力芯轴因为抖动等不稳定因素的影响而发生位移变化，所述固定件可以包括若干个剪切销钉，例如两个。
在本实施例中，芯轴对接槽可以用于连接动力芯轴下部的其他部件，该部件与动力芯轴匹配，因部件的不同而实现不同的功能。
在本实施例中，所述动力装置还可以包括设置在所述外筒内壁上的减震件，所述减震件可以用于缓冲当动力芯轴在外筒内移动时产生的冲击力、减少震动、增加稳定性。
在本实施例中，所述动力芯轴可以采用全通径设计，与其他的工具的内径一致，能够用于现阶段常用的多种井下工具中(可以包括循环阀、测试阀、取样器)，与测试有关以及现有的测试工具都可以直接连接。
在本实施例中，当本装置处于初始状态时，内置于破裂盘安装孔内的破裂盘能够隔绝第一环腔空间与动力芯轴内的压力，第一环腔空间和第二环腔空间处于保持压力平衡，使装置能够保持初始状态。当需要所述装置进行工作时，可以通过油管内加压的方式将所述破裂盘打破，此时，如图3所示，传压孔将装置内部传来的压力传递至第一环腔空间，压力传递后，第一环腔空间与第二环腔空间形成压差，推动芯轴向下移动、芯轴下行剪断剪切销钉，随后继续下行、实现井下工具开关的目的，此时，可以根据芯轴对接槽所连接的功能部件的不同，实现不同的功能。
在本实施例中，当所述井下工具为循环阀时，在试油完井中，内加压式循环阀随测试工具下入井内预定位置后，在需要开关时，开泵向油管内注入液体，油管内的液压压力作用在破裂盘上，达到一定压力后将破裂盘打通，压力由安装孔和传压孔到达第一环腔空间，使得压力作用在动力芯轴上，使之下行剪断剪切销钉，并实现径向或侧向的开关功能。
综上所述，本发明的内加压式动力芯轴及用于试油完井的井下动力装置优点可包括：内加压方式的井下动力装置，将破裂盘安装在动力芯轴上，外筒上不需要传压孔，工具的密封全是金属密封，而不需要橡胶件密封，因此从根本上杜绝了泄露的可能性。同时，油管内加压的方式在实现工具针对工况的状态改变的同时，达到工具本身不发生窜漏的目的，保证了整个试油管柱的完整性，减少因工具窜漏影响井筒完整性的风险。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
综上所述，本发明的用于试油完井的内压控制井下工具优点可包括：内加压方式的井下动力装置，将破裂盘安装在动力芯轴上，外筒使用一体化成型方式进行加工，外筒上不需要传压孔，工具的密封全是金属密封，而不需要橡胶件密封，因此从根本上杜绝了泄露的可能性。同时，油管内加压的方式在实现工具针对工况的状态改变的同时，达到工具本身不发生窜漏的目的，保证了整个试油管柱的完整性，减少因工具窜漏影响井筒完整性的风险。。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (9)
1.一种用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述工具包括内置的动力装置，所述动力装置包括外筒、动力芯轴、破裂盘、固定件、第一密封件、第二密封件和第三密封件，其中，
动力芯轴设置在外筒的内部空腔中，动力芯轴的内壁上设置有安装孔，外壁上设置有沿轴向依次分布的第一密封槽、传压孔、固定槽、第二密封槽和第三密封槽，传压孔与安装孔连通，以传递动力芯轴内部的压力；
破裂盘安装在所述安装孔内；
固定件安装在所述固定槽内，以固定动力芯轴；
第一、第二、第三密封件分别安装在第一、第二、第三密封槽内以实现动力芯轴与外筒之间的密封，且第一密封件、第二密封件、破裂盘、传压孔、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第一环腔空间，第二密封件、第三密封件、外筒的部分内壁和动力芯轴的部分外壁能够形成一个密闭的第二环腔空间。
2.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述外筒包括一体化外筒。
3.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述动力芯轴的外壁上还设置有芯轴对接槽，所述芯轴对接槽位于第三密封槽的下部，以用来连接其他能够与动力芯轴连接的部件。
4.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述固定件包括若干个剪切销钉。
5.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件都包括O型密封圈。
6.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述井下动力装置还包括设置在所述外筒内壁上的减震件，以缓冲动力芯轴在外筒内移动时冲击力。
7.根据权利要求6所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述减震件位于所述第二环腔空间内。
8.根据权利要求1所述的用于试油完井的内压控制井下工具，其特征在于，所述动力芯轴采用全通径设计。
9.根据权利要求1所述的用于试油测试的内加压井下工具，其特征在于，所述井下工具包括循环阀、测试阀或取样器。
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