CN201396112Y - 一种大通径井下测试阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于油气井地层测试的一种大通径井下测试阀。主要由制作一体的上接头与球阀外筒、延时外筒、联接短节、花键外筒、传压接头、油室外筒、下接头连接构成整体外壳，其内顺序安装球笼上芯轴、延时套、操作臂、球阀总成、球笼、弹性爪、拉套、限位套、上芯轴、锁环、弹簧护套、弹簧、延时套、定位螺母、锁紧螺钉、T形销、花键套、花键芯轴、下芯轴、活塞芯轴、补偿活塞、定位芯轴、平键，相互连接而构成本实用新型。它通径大，通过提放测试管柱控制其上球阀的开关实现测试开关井操作，开井操作是延时进行的，并能将上下提放操作转换为下部工具内芯轴的上下运动，操作操作配接在下面的其他井下工具。适用于石油勘探试油测试领域的地层测试，并能进行测试与射孔、酸化、压裂的联作，以及钢丝/电缆作业。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种油气井测试工具，尤其是具有通径大，可操作配套井下取样器的一种大通径井下测试阀，主要用于油气井地层测试中进行井下开关井，属于石油勘探试油测试领域。
背景技术
在油气井地层测试中，目前常用的有三种类型的测试阀可供选择，其操作方式分别是上提下放测试管柱操作、套管环空压力操作、旋转测试管柱操作。其中只有旋转测试管柱操作和上提下放测试管柱操作的井下测试阀可用于裸眼井的地层测试。
旋转操作的测试阀不能用于狗腿度大的斜井，并且操作时地面管柱旋转圈数与井下工具需要的圈数之间随井况不同，存在很大差异，不易控制，现在已基本淘汰。现有通过上提下放测试管柱来操作的测试阀，除能完成测试开关井功能外，自身带有取样器，可以在上提测试管柱关井同时，取得井下的地层流体样品，带到地面后进行分析化验。但这些工具所带的取样器只有一个，随测试阀开关而开关，只能取得最后一次关井时的地层流体样品。此外，通过上提下放测试管柱来操作的测试阀的通径都较小，不能适应大产量井测试，不能用于进行酸化压裂措施改造作业，也不能进行钢丝、电缆作业。针对这种情况，也有厂家开发了上提下放测试管柱操作的全通径测试阀，但这些测试阀在实现了全通径的时候，却确失去了取样功能。
发明内容
为了克服现有技术上提下放操作的井下测试阀不能在保证大通径的前提下进行提放操作，或不能操作取样器配套井下工具的缺陷，本实用新型提供了一种大通径井下测试阀，具有通径大，可操作配套井下取样器工具，可延时打开防止下钻遇阻改变工具工作状态，并能在关井取压力恢复资料过程中，保持对封隔器的钻压特性，能进行酸化一测试联作，能进行钢丝/电缆作业。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：制作一体的上接头与球阀外筒、延时外筒、联接短节、花键外筒、传压接头、油室外筒、下接头连接构成整体外壳，其内顺序安装球笼上芯轴、延时套、操作臂、.球阀总成、球笼、弹性爪、拉套、限位套、上芯轴、锁环、弹簧护套、弹簧、延时套、定位螺母、锁紧螺钉、T形销、花键套、花键芯轴、下芯轴、活塞芯轴、补偿活塞、定位芯轴、平键，相互连接而构成本实用新型。采用球阀部分控制工具的开关状态，确保工具通径；阀的开关在提放操作行程的末端实现，并且状态可以锁定，不被意外打开；阀的打开有一个延时过程，防止下钻遇阻改变工具开关状态；采用随上下动作旋转换位的行程控制机构，使关井取压力恢复资料过程中，也能下放测试管柱保持对封隔器的钻压，确保封隔器密封；通过液压运动转递，将工具上部外筒的上下运动转换为下部工具内部芯轴的运动，用于操作配接在下面的其他工具，实现联动特殊功能。
本实用新型的有益效果是：具有通径大，可操作配套井下取样器工具，可延时打开防止下钻遇阻改变工具工作状态，并能在关井取压力恢复资料过程中，保持对封隔器的钻压特性，能进行酸化一测试联作，能进行钢丝/电缆作业。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1为本实用新型的上半部分和下半部分结构示意图。
图中：1.花键外筒、2.花键芯轴、3.花键套、4.T形销、5.联接短节、6.上芯轴、7.定位螺母、8.锁紧螺钉、9.延时套、10.弹簧、11.弹簧扩套、12.锁环、13.延时外筒、14.弹性爪、15.拉套、16.限位套、17.球笼、18.球阀总成、19.操作臂、20.球笼上芯轴、21.球阀外筒、22.上接头、23.传压接头、24.下芯轴、25.活塞芯轴、26.补偿活塞、27.定位芯轴、28.平键、29.油室外筒、30.下接头。
具体实施方式
参照图1，制作一体的上接头(22)与球阀外筒(21)、延时外筒(13)、联接短节(5)、花键外筒(1)、传压接头(23)、油室外筒(29)、下接头(30)连接构成整体外壳，其内顺序安装球笼上芯轴(20)、操作臂(19)、球阀总成(18)、球笼(17)、弹性爪(14)、拉套(15)、限位套(16)、上芯轴(6)、锁环(12)、弹簧护套(11)、弹簧(10)、延时套(9)、定位螺母(7)、锁紧螺钉(8)、T形销(4)、花键套(3)、花键芯轴(2)、下芯轴(24)、活塞芯轴(25)、补偿活塞(26)、定位芯轴(27)、平键(28)，相互连接而构成本实用新型。采用球阀部分控制工具的开关状态，确保1工具通径；阀的开关在提放操作行程的末端实现，并且状态可以锁定，不被意外打开；阀的打开有一个延时过程，防止下钻遇阻改变工具开关状态：采用随上下动作旋转换位的行程控制机构，使关井取压力恢复资料过程中，也能下放测试管柱保持对封隔器的钻压，确保封隔器密封；通过液压运动转递，将工具上部外筒的上下运动转换为下部工具内部芯轴的运动，用于操作配接在下面的其他工具，实现联动特殊功能。
本实用新型由球阀部分、液压延时部分、换位部分、液力运动转换部分组成。
球阀部分的结构原理为：由球笼上芯轴(20)和球笼(17)通过螺纹连为一体，并夹持固定球阀总成(18)，上接头(22)与球阀外筒(21)连接，操作臂(19)上的操作销嵌在球阀的操作孔内，另一端与弹簧爪(14)钩连，弹簧爪(14)的爪头可以被限位套(16)限制在上芯轴(6)上的2个限位槽内，上限位槽对应球阀关闭状态，下限位槽对应球阀开启状态，拉套(15)与延时外筒(13)连接。在其工作原理是操作臂(19)上的球形凸销插在球形阀体(18)上的操作孔中，当连接在一起的上接头(22)、球阀外筒(21)和延时外筒(13)向下运动时，拉套(15)随之下行，经过一定行程带动限位套(16)下行，弹簧爪(14)头在限位套(16)中部张大后，随限位套自由下行，爪头行至上芯轴(6)上的2个限位槽中间的凸台上，限位套(16)将强制带动弹簧爪下行，进而带动操作臂(19)通过球形凸销拨动球形阀体转动到开启位置。当连接在一起的上接头(22)、球阀外筒(21)和延时外筒(13)向上运动时，机构动作会反过来，使球阀关闭。
液压延时部分的结构原理为：延时套(9)的内锥面上芯轴(6)下部的外锥面贴合，其间隙大小可通过转动定位螺母(7)来调节，延时套(9)将延时外筒(13)和上芯轴(6)之间的环形空间隔成上下2个腔室，内部注满液压油，当延时外筒向下运动时，上腔室的容积减小，挤压上腔室内的液压油通过延时套(9)与延时外筒(13)内壁的间隙，以及延时套(9)与上芯轴(6)下部的可调锥面间隙流到下腔室，由于液压油有粘度，过流间隙又很小，对液压油的节流作用使这个过程要持续一段时间，使得球阀不会很快打开，这个特性在工具下到井下的过程中，即使遇阻，只要即使上提，就不会打开球阀，改变工具工作状态。等延时外筒(13)上部的扩径台肩越过延时套(9)后，延时套(9)与延时外筒(13)内壁的间隙变得很大，失去对液压油的节流作用，延时外筒(13)会快速下行，下行结束位置止好使上部球阀处于打开位置。近似于自由坠落的下行速度通过作业管柱转递到地面，可以给地面操作人员一个明显的指示，表明井下球阀已打开。
换位部分的结构原理为：花键芯轴(2)上部外表面铣有图示的换位槽，T形销(4)安装在花键套(3)上并插在花键芯轴(2)的换位槽中，花键套(3)随花键外筒(1)上下运动，在换位槽的作用下，花键套(3)产生圆周运动，每上下运动一次，花键套(3)转动90度，花键套(3)上的花键与花键芯轴(2)上的花键每隔90度产生一次干涉，限制花键套(3)的行程，进而限制了花键外筒(1)的行程，在受限制的行程中，球阀不会打开。将出现“下行(球阀打开)-上行(球阀关闭)-下行(球阀不动作)-上行(球阀不动作)”这样周而复始的运动，即每下放上提工具二次，才出现一次球阀打开状态，其中“下行(球阀不动作)”状态用于关井取压力恢复资料过程中，保持对封隔器的钻压。
液力运动转换部分的结构原理为：在工具下行时，延时外筒(13)、花键外筒(1)与上芯轴(6)和花键芯轴(2)之间组成的环形空间容积将减小，其内充满的液压油将通过花键芯轴(2)下部侧壁的传压孔和传压接头(23)的传压孔流到下部油室外筒(29)，推动活塞芯轴(25)向下运动。当工具上行时，活塞芯轴(25)也相应向上运动。这样，就把工具上部外筒的上下运动转化成了工具下部的内部芯轴运动，这种芯轴运动可用于操作配接在下面的其他工具，实现一些特殊功能，如随球阀开关进行井下取样等。该部分还有一个补偿活塞(26)，使得工具下井后，井下压力能够推动补偿活塞(26)，使液压油能充满油腔，不留空隙。
Claims (2)
1.一种大通径井下测试阀，其特征是：制作一体的上接头与球阀外筒、延时外筒、联接短节、花键外筒、传压接头、油室外筒、下接头连接构成整体外壳，其内顺序安装球笼上芯轴、延时套、操作臂、球阀总成、球笼、弹性爪、拉套、限位套、上芯轴、锁环、弹簧护套、弹簧、延时套、定位螺母、锁紧螺钉、T形销、花键套、花键芯轴、下芯轴、活塞芯轴、补偿活塞、定位芯轴、平键，相互连接而构成本实用新型。
2、根据权利要求1所述的一种大通径井下测试阀，其特征是花键芯轴下部侧壁和传压接头设计有传压孔。
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