CN113882851A - 具有压力测量功能的一般试采工具 - Google Patents

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Abstract

一种具有压力测量功能的一般试采工具，涉及油田试采装备技术领域，包括压力计、储层开关短接和芯塞器，储层开关短接包括外套管和内滑套，外套管侧壁带有连通内外的过液缝隙，内滑套与外套管轴向滑动密封配合，外套管下端固接有下接头，内滑套下方的外套管或者下接头上固定连接有锁套，锁套下部为圆环，其与外套管密封配合，锁套上部为瓣式结构，包括多个弹性条，弹性条与外套管之间留有供弹性条在外套管径向弹动的空间，弹性条上带有卡接口，相应的内滑套下部外侧带有卡接牙，内滑套下行至卡接牙与卡接口对位后，二者卡接，从而限制内滑套上行，此时的弹性条上端面同时对内滑套的下端面限位。

Description

具有压力测量功能的一般试采工具
技术领域
本发明属于油田试采装备领域，尤其涉及一种具有压力测量功能的一般试采工具。
背景技术
试采，实际上就是生产，即油田小规模或短时间的生产，一般是评价井或详探井(包括预探井)的生产。试采的主要目的是了解油井的生产动态和产量压力的递减情况。试采过程要进行一系列的试井测试。
目前，对于具有多储层井的试采主要采用由下至上的单层逐层试采，在逐层试采过程中，一趟管柱只能完成一个目标层的试采、测压，一层试采结束后在对其上一层试采前，必须起出管柱，下入桥塞将已试采层封堵，在进行上一层的试采，如此逐一上返完成一口井的试采测试工作，上述工作的缺陷在于需要频繁的起下管柱，致使试采测试周期长，且易造成地面污染。另外，上述试采过程无法复采，即桥塞一旦封堵后无法对已试采层进行复采，想要复采必须进行打捞桥塞或者钻除桥塞，因此目前要求试采层必须一次试采成功。
发明内容
为解决现有的一般试采工具逐一上返试采测试过程中需频繁起下管柱的问题，本发明提供一种具有压力测量功能的一般试采工具，本发明中的储层开关短接可以打开或者关闭，因此上返试采过程中不需要下桥塞封堵，所以大幅缩短了试采测试周期。
本发明提供的技术方案是：一种具有压力测量功能的一般试采工具，包括压力计，还包括储层开关短接和芯塞器，所述的储层开关短接包括外套管和内滑套，外套管侧壁带有连通内外的过液缝隙，内滑套与外套管轴向滑动密封配合，从而将过液缝隙打开或关闭，外套管上端固接有上接头，上接头与内滑套之间设置有弹性部件，在弹性部件的弹性作用下内滑套具有下行的趋势；外套管下端固接有下接头，内滑套下方的外套管或者下接头上固定连接有锁套，锁套下部为圆环，其与外套管密封配合，锁套上部为瓣式结构，包括多个弹性条，弹性条与外套管之间留有供弹性条在外套管径向弹动的空间，弹性条上带有卡接口，相应的内滑套下部外侧带有卡接牙，内滑套下行至卡接牙与卡接口对位后，二者卡接，从而限制内滑套上行，此时的弹性条上端面同时对内滑套的下端面限位；所述的压力计放置于芯塞器的上部，芯塞器的下部带有密封胶筒，密封胶筒胀封后的轴向总长度大于锁套下部的圆环段的轴向长度。
进一步的技术方案是：所述的下接头内径小于锁套内径，从而二者之间形成的台阶对胀封胶筒下行限位。
进一步的技术方案是：所述的芯塞器上设置有导向销，导向销的一端通过转动轴与芯塞器连接，转动时导向销另一端可伸出芯塞器外侧或收拢在芯塞器内，转动轴上设置有扭簧，在扭簧的扭力作用下导向销具有收拢在芯塞器内侧的趋势，内滑套内壁上设置有与导向销匹配的导向滑道，所述的导向滑道包括下端开口滑槽、上死点、下死点和上端开口滑槽，内滑套为磁性材质，芯塞器上行经过内滑套时，在磁力的吸附下，导向销自由端转动伸出芯塞器外侧进入导向滑道内。
进一步的技术方案是：所述的芯塞器下部为空心筒，所述的密封胶筒套装于空心筒上，胶筒上方有胶筒推板，空心筒侧壁沿轴向带有供胶筒推板穿过的豁口，从而限制胶筒推板相对空心筒发生转动，芯塞器中部设置有电机，电机轴向下延伸进入空心筒内，电机轴与胶筒推板螺纹配合。
所述的导向滑道的下端开口滑槽为锥形口。所述的芯塞器上端通过电缆拉拽。
本发明的有益效果为：
1.与现有技术逐层试采需要频繁起下管柱下入桥塞封堵已试采层相比较，本发明中的储层开关短接可以打开储层或者关闭储层，本发明中的芯塞器即是打开储层开关短接的“钥匙”，又可以封堵中央通道的，使当前试采层与已试采层封隔。
2.本发明如果不将密封胶筒胀封，就不存在径向挤压弹性条的挤压力，内滑套的上行、下行都被束缚，无法打开，本发明只有现将密封胶筒胀封，一方面中央通道先关闭，另一方面径向挤压弹性条，使弹性条与内滑套的卡接解除，再上提芯塞器使内滑套上行，才能打开储层开关短接，因为，本发明充分的保证了在储层开关短接打开前，中央通道的密封。
3.本发明中磁性材质的滑动套、滑动套内侧的导向滑道、芯塞器上的导向销三个结构特征的组成的技术方案为密封胶筒的胀封位置提供精确支持，密封胶筒胀封位置合理才能确保储层开关短接被打开。
4.本发明使得试采测试工作不必完全的由下至上逐级进行，即可以跳级试采，又可以反复试采，使试采作业灵活进行。
附图说明
图1是本发明中储层开关短接关闭状态的结构示意图。
图2是本发明中储层开关短接被芯塞器打开后的结构示意图。
图3是本发明中芯塞器的结构示意图。
图4是本发明中内滑套的内表面展开图。
图中：1、上接头；2、弹性部件；3、外套管；4、过液缝隙；5、锁套；501、弹性条；502、圆环；503、卡接口；6、下接头；7、密封胶筒；8、内滑套；9、卡接牙；10、导向销；11、电机；12、压力计；13、胶筒推板；14、豁口；15、下端开口滑槽；16、上死点；17、上端开口滑槽；18、下死点；19、空心筒。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-4所示，本实施例包括压力计12，使用压力计12测量并储存地层压力降低规律，是现有技术已经存在的技术手段，因此压力计12部分在此不再赘述。
本实施例还包括储层开关短接和芯塞器，所述的储层开关短接串接在油管管柱中，储层开关短接位于储层所在位置，油管管柱中还串接有封隔器，封隔器将相邻储层封隔开。在试采开始前，将管柱中所有的封隔器坐封，使每一个试采层均与其相邻的试采层封隔。
所述的储层开关短接包括外套管3和内滑套8，外套管3侧壁带有连通内外的过液缝隙4，内滑套8位于外套管3内部，内滑套8与外套管3轴向滑动密封配合，从而能够将过液缝隙4打开或关闭。过液缝隙4打开后，可进行该储层的试采，过液缝隙4关闭后，停止该储层的试采。为了避免内滑套8意外被打开，本发明通过以下结构控制内滑套8的打开和关闭。
首先，外套管3下端固接有下接头6(下接头6与油管管柱螺纹连接)，内滑套8下方的外套管3或者下接头6上固定连接有锁套5。所述的锁套5包括两部分，其下部分为圆环502，圆环502与外套管3密封配合；其上部分为瓣式结构，包括多个弹性条501，弹性条501与外套管3之间留有供弹性条501在外套管3径向弹动的空间，弹性条501上带有卡接口503，相应的内滑套8下部外侧带有卡接牙9，内滑套8下行至卡接牙9与卡接口503对位后，二者卡接，从而限制内滑套8上行，此时的弹性条501的上部位于内滑套8外侧，弹性套上端面同时对内滑套8的下端面限位；即处于卡接状态的内滑套8即不能上行，也无法下行，因此，本发明达到了避免内滑套8被意外打开的目的。
其次，为了使内滑套8能够自行的关闭，本发明的设计结构还包括外套管3上端固接有上接头1(上接头1与油管管柱螺纹连接)，上接头1与内滑套8之间设置有顶出弹簧，在顶出弹簧的弹性作用下内滑套8具有下行的趋势。常规状态下内滑套8处于关闭的状态(封堵过液缝隙4的状态)，推动内滑套8上行才能将其打开，当推力消除后，内滑套8受到顶出弹簧的弹力自行复位，从而内滑套8自行的关闭。
所述的压力计12罩放于芯塞器上部，芯塞器壳体罩上带有通压孔，使压力计12能够测量到试采层压力变化。
芯塞器的下部带有密封胶筒7，密封胶筒7胀封后的轴向总长度大于锁套5下部的圆环502段的轴向长度。本发明对密封胶筒7长度限定主要原因在于胀封的密封胶筒7需要发挥两方面的作用，首先，胀封的密封胶筒7将油管管柱的中央通道封堵，使试采层产出的原油不向下流，这样压力计12才能测量到该试采层压力变化。其次，胀封的密封胶筒7径向挤压弹性条501，使弹性条501与内滑套8的卡接解除，再上提芯塞器在导向销与导向滑道的配合下，使内滑套8上行，才能打开储层开关短接。因此，本发明胀封的密封胶筒7不仅仅发挥封堵的作用，同时还是打开储层开关短接的“钥匙”。如果假设胀封后的密封胶筒7的长度不够，那么上述两个作用就不一定能全部的充分发挥，例如：如果胀封后的密封胶筒7仅作用在锁套5的圆环502段，那么就不能使弹性条501内收；如果胀封后的密封胶筒7仅作用在弹性条501段，由于弹性条501与外套管3之间具有空间，无法起到密封中央通道的目的。因此必须要密封胶筒7胀封后的轴向总长度大于锁套5下部的圆环502段的轴向长度，才能发挥上述两方面的作用。上述特征充分的保证了本发明在储层开关短接打开前，中央通道已经封堵。
为了使胀封后的密封胶筒7不发生下行位移，所述的下接头6内径小于锁套5内径，胀封后的密封胶筒7与锁套5密封配合，从而二者之间形成的台阶对胀封胶筒下行限位。
为了使密封胶筒7的胀封位置更精确，如图3所示，所述的芯塞器上设置有导向销10，导向销10的一端通过转动轴与芯塞器连接，转动时导向销10另一端可伸出芯塞器外侧或收拢在芯塞器内，转动轴上设置有扭簧，在扭簧的扭力作用下导向销10具有收拢在芯塞器内侧的趋势。内滑套8内壁上设置有与导向销10匹配的导向滑道，所述的导向滑道包括下端开口滑槽15、上死点16、下死点18和上端开口滑槽17，内滑套8为磁性材质，芯塞器上行经过内滑套8时，在磁力的吸附下，导向销10自由端转动伸出芯塞器外侧进入导向滑道内，当导向销10到达上死点16后，整个芯塞器提拉不动，此时即为胀封密封胶筒7的位置，密封胶筒7胀封位置合理才能确保储层开关短接被打开。
需要说明的是，芯塞器上行时，导向销10受到磁力吸引，其自由端由上向下转动，因此上提过程中导向销10不会收回，导向销10会在导向滑道内滑动，而下放芯塞器即便受到磁力吸引，导向销10依然可以收回到芯塞器内，因此芯塞器的下行不受导向销10和滑道的影响，可自由下行。
如图3所示，所述的芯塞器下部为空心筒19，所述的密封胶筒7套装于空心筒19上，密封胶筒7上方的空心筒19上设置有胶筒推板13，胶筒推板13将向下的推力作用在密封胶筒7上，为了使胶筒推板13不相对于空心筒19发生转动，在空心筒19上部侧壁沿轴向加工有供胶筒推板13穿过的豁口14，从而限制胶筒推板13相对空心筒19发生转动，芯塞器中部设置有电机11，电机11的轴向下延伸进入空心筒19内，电机11轴与胶筒推板13螺纹配合，电机11轴转动时，由于胶筒推板13不发生转动，因此胶筒推板13发生轴向的位移，胶筒推板13向下移动对密封胶筒7施加向下的推力，使胶筒胀封。
需要说明的是，由于上部的密封胶筒7主要的作用是推开弹性条501，并不是起到封堵中央通道的作用，因此，只要豁口14不影响下部的密封胶筒7与空心筒19之间的密封就可以，空心筒19的下端为密闭口。
为了确保导向销10顺利进入导向滑道内，如图4所示，导向滑道的下端开口滑槽15为锥形口。
所述的芯塞器上端通过电缆拉拽，电缆为电机11和压力计12供电。
本发明的工作原理是：
首先，油管管柱中串接多个储层开关短接和封隔器，封隔器将相邻储层封隔；初始状态下储层开关短接处于关闭状态，如图1所示。当计划对该储层试采时，通过电缆下入芯塞器，芯塞器下到储层开关短接下方后再上提，当芯塞器的导向销10经过内滑套8时，受到磁力的吸引，导向销10进入导向滑道的上死点16，由于导向销10卡在上死点16，因此电缆无法上提芯塞器，此时启动电机11，电机11轴转动将胶筒推板13下推，密封胶筒7胀封，密封胶筒7胀封完毕后，完成了封堵中央通道的任务，同时也完成了内滑套8与锁套5的解锁，此时上提电缆及芯塞器，内滑套8跟随同步上行，将过液缝隙4打开，从而进行该储层的试采，试采过程中压力计12完成测压工作。当该层试采结束后，在此启动电机11反转，密封胶筒7胀封力消失，密封胶筒7回弹复位，弹性条501复位，在顶出弹簧的作用下内滑套8复位，并从新与弹性条501卡接，储层开关短接自动关闭。
本发明的结构简单，但解决的问题重大，与现有技术逐层试采需要频繁起下管柱下入桥塞封堵已试采层相比较，节省了大量的起下管柱时间，规避了地面污染；并且本发明使得试采不必完全的由下至上逐级进行，即可以跳级试采，又可以反复试采，使试采作业达到了从未有过的灵活程度。

Claims (6)

1.一种具有压力测量功能的一般试采工具，包括压力计(12)，其特征在于：还包括储层开关短接和芯塞器，所述的储层开关短接包括外套管(3)和内滑套(8)，外套管(3)侧壁带有连通内外的过液缝隙(4)，内滑套(8)与外套管(3)轴向滑动密封配合，从而将过液缝隙(4)打开或关闭，外套管(3)上端固接有上接头(1)，上接头(1)与内滑套(8)之间设置有弹性部件(2)，在弹性部件(2)的弹性作用下内滑套(8)具有下行的趋势；外套管(3)下端固接有下接头(6)，内滑套(8)下方的外套管(3)或者下接头(6)上固定连接有锁套(5)，锁套(5)下部为圆环(502)，其与外套管(3)密封配合，锁套(5)上部为瓣式结构，包括多个弹性条(501)，弹性条(501)与外套管(3)之间留有供弹性条(501)在外套管(3)径向弹动的空间，弹性条(501)上带有卡接口(503)，相应的内滑套(8)下部外侧带有卡接牙(9)，内滑套(8)下行至卡接牙(9)与卡接口(503)对位后，二者卡接，从而限制内滑套(8)上行，此时的弹性条(501)上端面同时对内滑套(8)的下端面限位；所述的压力计(12)放置于芯塞器的上部，芯塞器的下部带有密封胶筒(7)，密封胶筒(7)胀封后的轴向总长度大于锁套(5)下部的圆环(502)段的轴向长度。
2.根据权利要求1所述的具有压力测量功能的一般试采工具，其特征在于：所述的下接头(6)内径小于锁套(5)内径，从而二者之间形成的台阶对胀封胶筒下行限位。
3.根据权利要求1所述的具有压力测量功能的一般试采工具，其特征在于：所述的芯塞器上设置有导向销(10)，导向销(10)的一端通过转动轴与芯塞器连接，转动时导向销(10)另一端可伸出芯塞器外侧或收拢在芯塞器内，转动轴上设置有扭簧，在扭簧的扭力作用下导向销(10)具有收拢在芯塞器内侧的趋势，内滑套(8)内壁上设置有与导向销(10)匹配的导向滑道，所述的导向滑道包括下端开口滑槽(15)、上死点(16)、下死点(18)和上端开口滑槽(17)，内滑套(8)为磁性材质，芯塞器上行经过内滑套(8)时，在磁力的吸附下，导向销(10)自由端转动伸出芯塞器外侧进入导向滑道内。
4.根据权利要求3所述的具有压力测量功能的一般试采工具，其特征在于：所述的芯塞器下部为空心筒(19)，所述的密封胶筒(7)套装于空心筒(19)上，胶筒上方有胶筒推板(13)，空心筒(19)侧壁沿轴向带有供胶筒推板(13)穿过的豁口(14)，从而限制胶筒推板(13)相对空心筒(19)发生转动，芯塞器中部设置有电机(11)，电机(11)轴向下延伸进入空心筒(19)内，电机(11)轴与胶筒推板(13)螺纹配合。
5.根据权利要求3所述的具有压力测量功能的一般试采工具，其特征在于：所述的导向滑道的下端开口滑槽(15)为锥形口。
6.根据权利要求4或5或6任意一项所述的具有压力测量功能的一般试采工具，其特征在于：所述的芯塞器上端通过电缆拉拽。
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