CN212454391U - 高压测试开井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒，所述外筒内设有用于封闭外筒内腔的剪切芯轴，所述剪切芯轴与外筒同轴设置，且所述剪切芯轴的外壁上设有与油管内壁密封的密封装置，所述外筒上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒的销钉座，所述剪切芯轴上设有多个与销钉座位置对应的销钉孔，所述销钉座内安装有用于与剪切芯轴的销钉孔相固定连接的剪切销钉。本实用新型能够在酸化加砂压裂测试联作中，通过工具内打压，实现一次开井，结构简单，成本低。

Description

高压测试开井装置

技术领域

本实用新型涉及油田地层测试时，需要封隔油套环形空间的测试封隔器，特别是高压测试开井装置。

背景技术

酸化加砂压裂测试联作施工，此类施工中需要使用开井阀作为开井使用。现有的石油工业中的开井装置，特别是高压测试开井装置，均为在油管内设置球阀，通过球阀的开闭来实现开井作业，由于高压井泥浆密度大，在套管打压操作开井阀时，泥浆易在开井阀的球阀处沉淀，导致球阀卡死，无法有效开井，致使工艺失败，造成很大的经济损失，存在井控风险。

中国专利CN105625983A公开了一种油井施工井下自动开关。主要解决现有井下开关的开关操作和结构复杂的问题。其特征在于：支撑座通过上接头固定在下接头内，支撑座周边有过液孔，支撑座主孔上端内有与卡簧相配的环形凹槽，支撑座主孔下部内有波转销钉，封堵盘上对应过液孔有开口，封堵盘上端与关井阀相连接，关井阀为T字形，下端面为斜面，上端面镶嵌有铜片，关井阀颈部凹槽内置有卡簧，关井阀通过剪断销钉连接在支撑座主孔内。该油井施工井下自动开关具有开关操作和结构简单的特点。为不让腐蚀性液体进入泵筒或井口喷液，只需要把光杆下放到底，该油井施工井下自动开关就会自动关闭，光杆提起后，又自动打开，该油井施工井下自动开关可使用多次，保证密封。虽然能够实现自动开关，但遇到泥浆沉淀时，卡簧等容易失效，从而导致开井困难。

中国专利CN110905447A公开了一种井下开关装置，属于石油开采领域。所述装置包括：内壁从上至下依次有间隔的第一销钉孔、上球座凹槽、通道孔、环箍凹槽和下球座凹槽的外筒，固定于外筒内壁的第一销钉孔内的弹性部件，与弹性部件相抵的第一销钉，位于外筒内部的空腔中的上球座，与上球座下端连接的上滑套，第二销钉，通过第二销钉与上滑套连接的下滑套，将下滑套与外筒固定的第三销钉，位于下滑套下端的环箍，位于下滑套和环箍内部的下球座，第一球和第二球。具体工作过程为：需要开启装置时，向油管内投入的第一球，使第一球从上球座内部的空腔中穿过，落于下球座，通过钻杆或油管缓慢加压，当压力大于第三销钉的剪断压力时，第三销钉被剪断，则下滑套与外筒的固定连接被解除，下滑套带动上滑套及上球座沿外筒内壁向下移动。发生移动后，上球座侧壁的弹性台阶在外筒内壁的限制作用下发生形变，使上球座能够承接在后续投球过程中投入的直径与第一球的直径相同的第二球；当上滑套外壁的第一销钉凹槽移动至正对外筒内壁的第一销钉孔时，第一销钉孔内的弹性部件解除压缩状态，第一销钉在弹性作用下进入第一销钉凹槽，锁定上滑套。继续通过钻杆或油管缓慢加压，当压力大于第二销钉的剪断压力时，第二销钉被剪断，解除上滑套与下滑套的连接，下滑套脱离被锁定的上滑套继续向下移动，使外筒内壁的通道孔暴露；当环箍下端的突出卡檐移动至正对外筒内壁的环箍凹槽时，该突出卡檐进入外筒内壁的环箍凹槽，环箍的缩颈状态解除，同时环箍解除对下球座的约束作用，则下球座脱离环箍继续向下移动。当下球座移动至正对外筒内壁的下球座凹槽时，下球座进入下球座凹槽，下球座的弹性侧壁解除压缩状态，同时该弹性侧壁发生形变，释放落于其上的第一球，第一球穿过下球座内部的空腔落入井内。

需要关闭装置时，投入直径与第一球的直径相同的第二球，第二球落于上球座上，通过钻杆或油管缓慢加压，当压力大于第一销钉的剪断压力时，第一销钉被剪断，解除上滑套的锁定状态，上滑套带动上球座沿外筒内壁向下移动，将外筒内壁的通道孔重新封堵。当上球座移动至正对外筒内壁的上球座凹槽时，上球座进入上球座凹槽，上球座外壁的弹性台阶解除压缩状态，同时该弹性台阶发生形变，释放落于其上的第二球，第二球穿过上球座内部的空腔落入井内。由此可知，此专利通过投入双球并配合油管加压的方式控制井下开关装置的开启和关闭，作业难度小、作业周期短、作业成本低，进而提高了地层测试的测试效率。另外，通过上球座外壁的弹性台阶，使得装置使用过程中上球座所能承接的小球直径发生变化，则可投入相同外径双球并配合油管打压的方式控制装置的开启与关闭，有效避免了施工现场的误操作。虽然能实现开井作业，但结构复杂，尤其高压井泥浆密度大，这种滑套结构容易在套管打压时，被泥浆卡死，无法有效开井。

中国专利CN106482934A公开了一种反循环井下工具开启压力测试装置及方法，其中装置包括外筒，所述外筒径向安装一个试压接头，该试压接头的中心孔连通外筒内腔，所述外筒的内径要大于反循环井下工具的外径。所述外筒的上端设置上密封环并通过上密封环压帽压扣固定，上密封环压帽下端与外筒螺纹式连接。所述外筒的下端设置下密封环并通过下密封环压帽压扣固定，下密封环压帽上端与外筒螺纹式连接。所述外筒上、下端外壁与上、下密封环之间均设置密封圈，当反循环井下工具穿过上、下密封环时与上、下密封之间也设置密封圈。所述外筒与反循环井下工具之间形成环空。反循环井下工具开启压力测试装置的工作方式：将反循环井下工具开启压力测试装置套装在反循环井下工具外循环孔位置，测试装置与井下工具的密封通过密封圈实现，密封圈安装在上密封环、下密封环内侧的密封圈槽内，密封圈的位置位于要测试工具的外循环孔的两边。测试时通过测试装置试压接头向测试装置与井下工具之间的环空打压，当压力达到井下工具滑套上的剪钉的剪断压力时，剪钉被剪断，环空内压力推动滑套下移并压缩弹簧，滑套被打开，记录剪钉的剪断压力，完成反循环井下工具开启压力的测试。同理，对于采用其他开启压力设定方式的反循环井下工具，如完全采用弹簧力等等，同样可以采用上述操作方法进行测试。本发明解决了现有技术中采用常规测试方式，工作量较大，工作效率较低的问题。虽然此专利也是通过无球阀进行开井测试，但结构相对复杂，成本相对也高。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种高压测试开井装置，能够在酸化加砂压裂测试联作中，通过工具内打压，实现一次开井，结构简单，成本低。

本实用新型的技术方案是：高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒，所述外筒内设有用于封闭外筒内腔的剪切芯轴，所述剪切芯轴与外筒同轴设置，且所述剪切芯轴的外壁上设有与油管内壁密封的密封装置，所述外筒上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒的销钉座，所述剪切芯轴上设有多个与销钉座位置对应的销钉孔，所述销钉座内安装有用于与剪切芯轴的销钉孔相固定连接的剪切销钉。

优选的，所述外筒上位于销钉座的下端设有直径大于外筒内径的解封槽。

优选的，所述开井装置还包括油管、套管、筛管和回接筒，所述油管与套管之间通过封隔器密封，所述油管下端依次连接有筛管和回接筒，所述外筒的上下两端分别与油管连接在一起。

优选的，所述油管内腔、外筒内腔和筛管内腔形成与套管内腔连通的流通通道。

优选的，所述密封装置为环形密封圈，所述环形密封圈为均匀分布在剪切芯轴的外壁上的三个。

优选的，所述外筒的外圆周表面与油管的外圆周表面平齐，位于外筒上的销钉座为四个。

优选的，所述剪切芯轴为实心结构。

优选的，所述回接筒安装在筛管的下端，所述回接筒的下端为封闭式结构。

优选的，所述外筒与下端的油管之间设有安全接头。

优选的，所述销钉孔为盲孔。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：

1、具有油管内打压开井功能，能够有效防止因泥浆沉淀而卡死开井装置的现象；2、能够在酸化加砂压裂测试联作中，通过工具内打压，实现一次开井，成本低，维修方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1、外筒；2、剪切芯轴；3、油管；4、密封装置；5、销钉座；6、销钉孔；7、剪切销钉；8、解封槽；9、套管；10、筛管；11、回接筒；12、封隔器；13、安全接头。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一

参照图1所示，高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒1，在外筒1内设有用于封闭外筒1内腔的剪切芯轴2，剪切芯轴2与外筒1同轴设置，且剪切芯轴2的外壁上设有与油管3内壁密封的密封装置4，密封装置4为安装在剪切芯轴2上的密封圈，通过密封圈能保证外筒1与剪切芯轴2形成密封。外筒1上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒1的销钉座5，剪切芯轴2上设有多个与销钉座5位置对应的销钉孔6，销钉座5内安装有用于与剪切芯轴2的销钉孔6相固定连接的剪切销钉7。具体安装时，在销钉座5内安装上剪切销钉7，然后将剪切芯轴2安装到外筒1的内腔中，将剪切芯轴2上的销钉孔6与销钉座5位置对应，最后通过剪切销钉7进行固定即可。

根据施工设计要求，将该装置连接在管柱中，下入井内设计位置，油管3打压，压力作用在剪切芯轴2上，当压力达到一定数值时，剪断剪切销钉7，剪切芯轴2向下运动，使外筒1内腔打开，使工具内流体与地层连通，实现开井。

实施例二

高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒1，在外筒1内设有用于封闭外筒1内腔的剪切芯轴2，剪切芯轴2与外筒1同轴设置，且剪切芯轴2的外壁上设有与油管3内壁密封的密封装置4，密封装置4为安装在剪切芯轴2上的密封圈，通过密封圈能保证外筒1与剪切芯轴2形成密封。剪切芯轴2为实心结构。外筒1上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒1的销钉座5，剪切芯轴2上设有多个与销钉座5位置对应的销钉孔6，销钉座5内安装有用于与剪切芯轴2的销钉孔6相固定连接的剪切销钉7。具体安装时，在销钉座5内安装上剪切销钉7，然后将剪切芯轴2安装到外筒1的内腔中，将剪切芯轴2上的销钉孔6与销钉座5位置对应，最后通过剪切销钉7进行固定即可。

为了保证剪切芯轴2在剪断剪切销钉7后在外筒1内腔下落的顺畅，在外筒1上位于销钉座5的下端设有直径大于外筒1内径的解封槽8。解封槽8的直径大于剪切芯轴2的外径，防止下落时摩擦外筒1内壁。

将该装置连接在管柱中，下入井内设计位置，油管3打压，压力作用在剪切芯轴2上，当压力达到一定数值时，剪断剪切销钉7，剪切芯轴2向下运动，使外筒1内腔打开，使工具内流体与地层连通，实现开井。

实施例三

高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒1，在外筒1内设有用于封闭外筒1内腔的剪切芯轴2，剪切芯轴2与外筒1同轴设置，且剪切芯轴2的外壁上设有与油管3内壁密封的密封装置4，密封装置4为安装在剪切芯轴2上的密封圈，通过密封圈能保证外筒1与剪切芯轴2形成密封。剪切芯轴2为实心结构。外筒1上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒1的销钉座5，剪切芯轴2上设有多个与销钉座5位置对应的销钉孔6，销钉座5内安装有用于与剪切芯轴2的销钉孔6相固定连接的剪切销钉7。具体安装时，在销钉座5内安装上剪切销钉7，然后将剪切芯轴2安装到外筒1的内腔中，将剪切芯轴2上的销钉孔6与销钉座5位置对应，最后通过剪切销钉7进行固定即可。

为了保证剪切芯轴2在剪断剪切销钉7后在外筒1内腔下落的顺畅，在外筒1上位于销钉座5的下端设有直径大于外筒1内径的解封槽8。解封槽8的直径大于剪切芯轴2的外径，防止下落时摩擦外筒1内壁。

进一步的，开井装置还包括油管3、套管9、筛管10和回接筒11，油管3与套管9之间通过封隔器12密封，油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，外筒1的上下两端分别与油管3连接在一起。回接筒11安装在筛管10的下端，而且回接筒11的下端为封闭式结构。

使用时，将外筒1两端分别与油管3连接，然后油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，下入井内设计位置，向油管3内打压，压力作用在剪切芯轴2上，当压力达到一定数值时，剪断剪切销钉7，剪切芯轴2向下运动，使外筒1内腔打开，而剪切芯轴2掉落如回接筒11内，便于打捞回用；这样液体经筛管10上的筛孔进入油管3，并经外筒1返回底层，使工具内流体与地层连通，实现开井。

实施例四

高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒1，在外筒1内设有用于封闭外筒1内腔的剪切芯轴2，剪切芯轴2与外筒1同轴设置，且剪切芯轴2的外壁上设有与油管3内壁密封的密封装置4，密封装置4为安装在剪切芯轴2上的密封圈，通过密封圈能保证外筒1与剪切芯轴2形成密封。剪切芯轴2为实心结构。外筒1上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒1的销钉座5，剪切芯轴2上设有多个与销钉座5位置对应的销钉孔6，销钉座5内安装有用于与剪切芯轴2的销钉孔6相固定连接的剪切销钉7。具体安装时，在销钉座5内安装上剪切销钉7，然后将剪切芯轴2安装到外筒1的内腔中，将剪切芯轴2上的销钉孔6与销钉座5位置对应，最后通过剪切销钉7进行固定即可。

为了保证剪切芯轴2在剪断剪切销钉7后在外筒1内腔下落的顺畅，在外筒1上位于销钉座5的下端设有直径大于外筒1内径的解封槽8。解封槽8的直径大于剪切芯轴2的外径，防止下落时摩擦外筒1内壁。

进一步的，开井装置还包括油管3、套管9、筛管10和回接筒11，油管3与套管9之间通过封隔器12密封，油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，外筒1的上下两端分别与油管3连接在一起。回接筒11安装在筛管10的下端，而且回接筒11的下端为封闭式结构。

当减掉剪切销钉7后，油管3内腔、外筒1内腔和筛管10内腔形成与套管9内腔连通的流通通道，这样使工具内流体与地层连通。

上述的密封装置4为均匀分布在剪切芯轴2的外壁上的三个环形密封圈。

为了保证顺利下入套管9，使外筒1的外圆周表面与油管3的外圆周表面平齐，而且四个剪切销钉7位于安装在外筒1上的销钉座5内。

使用时，将外筒1两端分别与油管3连接，然后油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，下入井内设计位置，向油管3内打压，压力作用在剪切芯轴2上，当压力达到一定数值时，剪断剪切销钉7，剪切芯轴2向下运动，使外筒1内腔打开，而剪切芯轴2掉落如回接筒11内，便于打捞回用；这样液体经筛管10上的筛孔进入油管3，并经外筒1返回底层，使工具内流体与地层连通，实现开井。

实施例五

高压测试开井装置，包括具有中空内腔的外筒1，在外筒1内设有用于封闭外筒1内腔的剪切芯轴2，剪切芯轴2与外筒1同轴设置，且剪切芯轴2的外壁上设有与油管3内壁密封的密封装置4，密封装置4为安装在剪切芯轴2上的密封圈，通过密封圈能保证外筒1与剪切芯轴2形成密封。剪切芯轴2为实心结构。外筒1上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒1的销钉座5，剪切芯轴2上设有多个与销钉座5位置对应的销钉孔6，销钉座5内安装有用于与剪切芯轴2的销钉孔6相固定连接的剪切销钉7。具体安装时，在销钉座5内安装上剪切销钉7，然后将剪切芯轴2安装到外筒1的内腔中，将剪切芯轴2上的销钉孔6与销钉座5位置对应，最后通过剪切销钉7进行固定即可。

为了保证剪切芯轴2在剪断剪切销钉7后在外筒1内腔下落的顺畅，在外筒1上位于销钉座5的下端设有直径大于外筒1内径的解封槽8。解封槽8的直径大于剪切芯轴2的外径，防止下落时摩擦外筒1内壁。

进一步的，开井装置还包括油管3、套管9、筛管10和回接筒11，油管3与套管9之间通过封隔器12密封，油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，外筒1的上下两端分别与油管3连接在一起。回接筒11安装在筛管10的下端，而且回接筒11的下端为封闭式结构。

当减掉剪切销钉7后，油管3内腔、外筒1内腔和筛管10内腔形成与套管9内腔连通的流通通道，这样使工具内流体与地层连通。

上述的密封装置4为均匀分布在剪切芯轴2的外壁上的三个环形密封圈。

为了保证顺利下入套管9，使外筒1的外圆周表面与油管3的外圆周表面平齐，而且四个剪切销钉7位于安装在外筒1上的销钉座5内。而且销钉孔6为盲孔。

外筒1与下端的油管3之间设有安全接头13。

使用时，将外筒1两端分别与油管3连接，然后油管3下端依次连接有筛管10和回接筒11，下入井内设计位置，向油管3内打压，压力作用在剪切芯轴2上，当压力达到一定数值时，剪断剪切销钉7，剪切芯轴2向下运动，使外筒1内腔打开，而剪切芯轴2掉落如回接筒11内，便于打捞回用；这样液体经筛管10上的筛孔进入油管3，并经外筒1返回底层，使工具内流体与地层连通，实现开井。

本实用新型具有油管内打压开井功能，能够有效防止因泥浆沉淀而卡死开井装置的现象；耐压105MPa，耐温204℃，耐压级别高、耐温性能强。本工具为自主研发装置，成本为原进口开井装置的五分之一，维修方便。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.高压测试开井装置，其特征在于，包括具有中空内腔的外筒，所述外筒内设有用于封闭外筒内腔的剪切芯轴，所述剪切芯轴与外筒同轴设置，且所述剪切芯轴的外壁上设有与油管内壁密封的密封装置，所述外筒上位于外圆周表面的同一截面设有多个用于贯穿外筒的销钉座，所述剪切芯轴上设有多个与销钉座位置对应的销钉孔，所述销钉座内安装有用于与剪切芯轴的销钉孔相固定连接的剪切销钉。

2.根据权利要求1所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述外筒上位于销钉座的下端设有直径大于外筒内径的解封槽。

3.根据权利要求2所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述开井装置还包括油管、套管、筛管和回接筒，所述油管与套管之间通过封隔器密封，所述油管下端依次连接有筛管和回接筒，所述外筒的上下两端分别与油管连接在一起。

4.根据权利要求2所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述油管内腔、外筒内腔和筛管内腔形成与套管内腔连通的流通通道。

5.根据权利要求1所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述密封装置为环形密封圈，所述环形密封圈为均匀分布在剪切芯轴的外壁上的三个。

6.根据权利要求3所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述外筒的外圆周表面与油管的外圆周表面平齐，位于外筒上的销钉座为四个。

7.根据权利要求1所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述剪切芯轴为实心结构。

8.根据权利要求3所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述回接筒安装在筛管的下端，所述回接筒的下端为封闭式结构。

9.根据权利要求3所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述外筒与下端的油管之间设有安全接头。

10.根据权利要求1所述的高压测试开井装置，其特征在于：所述销钉孔为盲孔。

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