CN217681714U - Apr地层测试工具 - Google Patents

Abstract

一种APR地层测试工具，涉及石油机械设备技术领域，它包括油管、伸缩接头、钻铤、安全循环阀、OMNI阀、放样阀、LPR‑N阀、压力机托筒、大约翰震击器、液压循环阀、安全接头、封隔器和筛管，油管、伸缩接头、钻铤、安全循环阀、OMNI阀、放样阀、LPR‑N阀、压力机托筒、大约翰震击器、液压循环阀、安全接头、封隔器和筛管由上至下依次连接。本APR地层测试工具录取地层资料比常规试油准确而且全面；能够很好地保护地层。

Description

APR地层测试工具

技术领域：

本实用新型涉及石油机械设备技术领域，具体涉及APR地层测试工具。

背景技术：

地层测试是试油的一种方式，它是在钻井过程中或在下套管完井之后，用钻杆或油管将测试工具(测试阀、封隔器、压力计)下至井内待测试位置，经地面操作打开或关闭测试阀，对目的层进行测试，获取井下压力随时间变化的关系曲线，并取得测试层的产出样品，通过分析处理曲线和样品得到动态条件下地层和流体的各种参数，对储层作出评价。现有的测试工具测量的准确率低，经常破坏地表，可靠性差。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供APR地层测试工具，它可靠性强，测试准确率高。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：包括油管、伸缩接头、钻铤、安全循环阀、OMNI阀、放样阀、LPR-N阀、压力机托筒、大约翰震击器、液压循环阀、安全接头、封隔器和筛管，油管、伸缩接头、钻铤、安全循环阀、OMNI阀、放样阀、LPR-N阀、压力机托筒、大约翰震击器、液压循环阀、安全接头、封隔器和筛管由上至下依次连接。

所述的伸缩接头包括上外筒、下外筒、上心轴、下心轴、活塞、连接短节和下接头，上外筒和下外筒通过螺纹连接，上外筒和下外筒内分别套有上心轴和下心轴，上心轴和下心轴通过连接短节连接，上心轴和下心轴通过活塞分别与上外筒和下外筒内壁连接，下外筒底端设有下接头，下接头与钻铤连接。

本实用新型的有益效果是结构简单，使用方便：

1)录取地层资料比常规试油准确而且全面。

2)能够很好地保护地层。由于地测试一般是将常规试油的多道工序合成一道工序来作，大大缩短了空井的时间，减轻了钻井液对地层的浸泡和污染，同时地层测试一般是负压测试，能够避免常规试油所采取的正压试油方式对地层的再污染。

3)经济效益明显。如前所述，地层测试一般是将常规试油的多道工序组合成一道工序来做，大大节省了施工的费用，普通地层测试一般可节约常规试油费用的50％，而射孔与测试联作和射孔与测试、排液联作方式可节约常规试油的60％—70％的费用。

4)施工安全可靠。由于地层测试的管串可以根据测试要求任意组合，特别是对高压油气井和含硫化氢井的测试，可采取先连好防喷设备再进行射孔与测试的联作方式。安全系数较高，所以在这一类井的试油中地层测试方式被广泛采用。据不完全统计，目前，我国海洋井的试油已全部采用地层测试方式，而陆地井的试油采用地层测试方式也已占到全部试油量的70～80％，而且，随着地层测试技术的不断发展，地层测试必将最终取代传统的常规试油方式。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，本实用新型具体采用如下实施方式：包括油管1、伸缩接头2、钻铤3、安全循环阀4、OMNI阀5、放样阀6、LPR-N阀7、压力机托筒8、大约翰震击器9、液压循环阀10、安全接头11、封隔器12和筛管13，油管1、伸缩接头2、钻铤3、安全循环阀4、OMNI 5、放样阀6、LPR-N阀7、压力机托筒8、大约翰震击器9、液压循环阀10、安全接头11、封隔器12和筛管13由上至下依次连接。所述的伸缩接头2包括上外筒、下外筒、上心轴、下心轴、活塞、连接短节和下接头，上外筒和下外筒通过螺纹连接，上外筒和下外筒内分别套有上心轴和下心轴，上心轴和下心轴通过连接短节连接，上心轴和下心轴通过活塞分别与上外筒和下外筒内壁连接，下外筒底端设有下接头，下接头与钻铤3连接。

本测试工具在使用时，伸缩接头2的作用：在管柱中提供一段伸、缩长度以帮助补偿测试或措施期间管柱压缩、伸长，使封隔器上的钻压保持恒定，确保封隔器密封。该工具也可与常规测试工具管串组合，接在测试器以下进行常规测试。在测试期间，当操作钻杆使测试阀换位时，提供一段自由行程，有利于开关井的操作。原理：当浮式钻井船向上运动时，钻杆将伸缩接头拉长，于是管柱的内容积增加。同时，在伸缩接头内的一个压差活塞将同样量的液体排入管柱内，结果是净的内容积没有变化。相反，浮式钻井船向下运动则排出流体。这是体积平衡型伸缩接头，其压力平衡的特征是最大限度地缩小压力激动。

每个伸缩接头2有1.524m的行程。为了获得较大的自由行程，可以多个伸缩接头串联使用，最上部的一个伸缩接头走完它的1.524m行程；然后接着是接在其下面的一个。

安全循环阀4是一种用于套管井内靠环空压力操作的全通径安全循环阀。此工具主要用在油气井测试结束时封隔测试层和将地层流体循环、排出管柱。作为安全阀，可以在测试期间的任一时刻操作该工具，以封堵测试管柱和封隔地层。对环空施加压力，一旦环空压力超过破裂盘的破裂压力，安全阀就起作用。用一个选用接头来代替球阀部分，此工具就变成了一个单作用的循环阀。

安全循环阀4主要由循环部分、动力部分和球阀部门组成。循环部分：这部分有循环孔。当剪切心轴处于上限位置时，循环孔是密封的(关闭的)，剪切心轴靠上接头上的剪销固定在上限位置。动力部分：动力部分提供操作该工具所需的操作力。空气室由破裂盘外筒和剪切心轴构成。下井时，安全循环阀上接头的破裂盘把空气室与环空液柱压力隔开，安全循环阀则由破裂盘外筒上的破裂盘把它们隔开。一旦破裂盘破裂后，作用在差动面积上的环空压力就将球阀关闭，循环孔打开。球阀部分由一个球阀、操作销、指状弹簧组成，弹簧爪卡在剪切心轴上的槽内。当剪切心轴向下运动时，弹簧爪推动操作销而使球阀转动至关闭位置。当剪切心轴下移到转动球阀使之关闭所需的距离后，弹簧爪就从槽中释放出来，而剪切心轴则继续向下运动，直至露出循环孔。

OMNI阀5主要由氮气室、油室动力机构、循环机构和球阀机构四大部分组成。油室动力机构主要由过油短节、动力阀总成、卡套、换位套、动力阀筒、换位心轴、钢球、油室心轴、油室外筒、平衡活塞等零件构成。油室动力机构中充满专用液压油用以传递压力。动力阀总成两边各有一对单向阀，阀心在推力或压力作用下可推动弹簧使单向阀打开。循环机构主要由连接短节、循环外筒、循环短节、循环心轴、密封圈等零件组成。循环机构的功能主要是当工具运行到一定位置时，使环空与钻柱之间沟通形成通道，以便进行正、反循环。球阀机构主要由锁紧爪、连接短节、上座圈、下座圈、球阀总成、操作销、球阀外筒、下接头等零件组成。球阀机构的球阀在工具循环孔打开之前关闭，这样确保循环时循环介质与地层流体隔离。氮气室主要由上接头、充氮阀体、氮腔心轴、氮腔外筒、活塞、氮气塞、充氮塞等零件组成。氮气室中充入高纯度氮气用以平衡静液柱和环空压力并贮存能量，充氮压力取决于静液柱压力和井下温度。

放样阀6为了获得更多的样品，可以在LPR-N阀7和安全循环阀之间加若干根钻铤3，放样阀6通常接在测试阀顶端，可以放出圈闭的样品，而回收样品的体积由安全循环阀与测试阀之间所加油管(钻铤3)的多少来确定，一般是加一根油管或钻铤。

LPR-N阀7是整个管柱的主阀，地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。如此反复操作，从而实现多次开关井。

液压循环阀10主要由延时计量系统和旁通部分组成。计量系统由浮动活塞、花键外筒、短节、计量套、计量及加油外筒、锁定活塞和硅油等组成；旁通部分由循环套、循环外筒和下接头组成。作用原理：全通径液压循环阀可接于测试阀以下或测试阀以上。当接于测试阀以下时，该工具作为封隔器的上部旁通，在插入生产封隔器时，帮助释放测试阀下面升高的压力；当该工具接于测试阀以上时，可在测试后作为循环阀使用。操作液压循环阀10不需要旋转，当对工具施加钻压后，液压计量装置要延时2min，以关闭旁通孔，延时机构保证在旁通孔关闭前使封隔器坐封或插入生产封隔器。上提不延时即可打开旁通。

大约翰震击器9由震击心轴，花键外筒，液压缸，震击锤，计量套，计量锥体，计量调节螺母，压力平衡活塞，下心轴及下接头等组成。工作原理：震击器的作用与TR震击器的完全相同，工作原理相似。所不同的是，操作震击器时，上油室的液压油可以从两条通道流入下油室，一条是计量套与液压缸之间很小的间隙，另一条通道是计量锥与计量套下部的内圆锥面之间的间隙(可以调节)。通过计量调节螺母调节计量锥与计量套下部的内圆锥面之间的间隙，可以改变震击器的液压延时时间。

安全接头11由上接头、心轴、反扣螺母、外筒、“O”形圈、短节、张力套和下接头组成。它接在封隔器之上，当封隔器被卡时，对管柱施加拉力，使张力套断开，然后进行上提下放和旋转运动，使安全接头倒开，起出安全接头以上的管柱。正常测试，安全接头靠张力套不会倒开。一旦发生紧急情况需要倒开安全接头时，先对管柱施加拉力使张力套断开，保持对管柱的右旋扭矩并上下运动安全接头，即可完全倒开。

封隔器12由“J”形槽机构、机械卡瓦、胶筒和水力锚组成。胶筒密封部分由上通径规环、2个胶筒、隔环、下通径规环组成；机械卡瓦部分由机械卡瓦本体、上心轴、卡瓦止动销、6个机械卡瓦片、带帽螺钉、开口环箍组成；“J”形槽换位机构由4个摩擦块、16片摩擦块弹簧、4个固定环、摩擦套筒和下心轴组成。工作原理是：封隔器下井时，摩察垫块始终与套管内壁紧贴，凸耳是在换位槽短槽的下端，胶筒处于自由状态。当封隔器下到预定井深时，先上提管柱，使凸耳到短槽的上部位置，右旋管柱1～3圈(正常情况)，在保持扭矩的同时，下放管柱加压缩负荷。由于右旋管柱使凸耳从短槽到长槽内，加压时下心轴向下移动，卡瓦锥体下行把卡瓦张开，卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁，而后胶筒受压膨胀，直到两个胶筒都紧贴在套管壁上，形成密封。如果进行挤注作业，封隔器胶筒以下压力大于封隔器胶筒以上静液柱压力时，下部压力将通过容积管传到水力锚，使水力锚卡瓦片张开，卡瓦上的合金卡瓦牙方向朝上，从而使封隔器牢固地坐封在套管内壁上。如果要起出封隔器，只需施加拉伸负荷，先打开循环阀，使胶筒上、下压力平衡，水力锚卡瓦自动收回，再继续上提，胶筒卸掉压力而恢复原来的自由状态，此时凸耳从长槽沿斜面自动回到短槽内，锥体上行，卡瓦随之收回，便可将封隔器起出井筒。

综上所述，本APR地层测试工具结构简单，使用方便，录取地层资料比常规试油准确而且全面；能够很好地保护地层。由于地测试一般是将常规试油的多道工序合成一道工序来作，大大缩短了空井的时间，减轻了钻井液对地层的浸泡和污染，同时地层测试一般是负压测试，能够避免常规试油所采取的正压试油方式对地层的再污染；经济效益明显。如前所述，地层测试一般是将常规试油的多道工序组合成一道工序来做，大大节省了施工的费用，普通地层测试一般可节约常规试油费用的50％，而射孔与测试联作和射孔与测试、排液联作方式可节约常规试油的60％—70％的费用；施工安全可靠。由于地层测试的管串可以根据测试要求任意组合，特别是对高压油气井和含硫化氢井的测试，可采取先连好防喷设备再进行射孔与测试的联作方式。安全系数较高，所以在这一类井的试油中地层测试方式被广泛采用。据不完全统计，目前，我国海洋井的试油已全部采用地层测试方式，而陆地井的试油采用地层测试方式也已占到全部试油量的70～80％，而且，随着地层测试技术的不断发展，地层测试必将最终取代传统的常规试油方式。

Claims (2)

1.一种APR地层测试工具，其特征在于：包括油管(1)、伸缩接头(2)、钻铤(3)、安全循环阀(4)、OMNI阀(5)、放样阀(6)、LPR-N阀(7)、压力机托筒(8)、大约翰震击器(9)、液压循环阀(10)、安全接头(11)、封隔器(12)和筛管(13)，油管(1)、伸缩接头(2)、钻铤(3)、安全循环阀(4)、OMNI阀(5)、放样阀(6)、LPR-N阀(7)、压力机托筒(8)、大约翰震击器(9)、液压循环阀(10)、安全接头(11)、封隔器(12)和筛管(13)由上至下依次连接。

2.根据权利要求1所述的APR地层测试工具，其特征在于：所述的伸缩接头(2)包括上外筒、下外筒、上心轴、下心轴、活塞、连接短节和下接头，上外筒和下外筒通过螺纹连接，上外筒和下外筒内分别套有上心轴和下心轴，上心轴和下心轴通过连接短节连接，上心轴和下心轴通过活塞分别与上外筒和下外筒内壁连接，下外筒底端设有下接头，下接头与钻铤(3)连接。

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