解脫封堵測試閥的製作方法

2023-06-15 10:00:11

專利名稱：解脫封堵測試閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油氣井試油試採井下工具，尤其是涉及一種集井下開關井、 管柱解脫與管內封堵為一體的試油試採井下工具。
背景技術：
隨著石油勘探開發的進展，油氣井試油試採工藝不斷更新，對儲層的改造 越來越普遍和深入。常用的儲層改造技術主要是酸化和壓裂。儲層經過改造以 後滲透性很好，地層流體非常活躍，解封起管柱需要大量的泥漿壓井，造成大 量的人力和物力的浪費，對儲層也造成了嚴重的汙染，同時在起管柱過程中如
果不能封堵地層，還存在井噴或油氣洩漏的危險，如果地層流體含H2S等有毒氣 體，即使是微小的洩漏都有可能造成致命的人身傷害。
目前常用的方法是採用雙向自鎖封隔器+密封脫接器組合，雙向自鎖封隔 器座封后可實現儲層與環空的封隔，密封脫接器心軸內可通過鋼絲作業投入堵 塞器實現管內封堵，作業管柱可以從密封脫接器處解脫和對接。這樣在對儲層 改造結束後可先通過鋼絲作業在密封脫接器心軸內投入堵塞器將管內封堵，再 從密封脫接器處解脫管柱。此時密封脫接器心軸和堵塞器留在井下與雙向自鎖 封隔器一起實現對儲層的封堵。需要投產時再更換管柱撈出堵塞器即可。但是 採用此種鋼絲作業投、撈堵塞器的方式存在許多不可靠因素，管柱的彎曲、井 深、井斜、地磁、管內沉砂或結垢等都可能影響鋼絲投、撈堵塞器的成敗，一 旦投、撈堵塞器失敗就只能被迫解封起管柱。此時又容易出現前面說過的問題， 而且即使堵塞器投、撈順利有時也無法完成測試作業，因為投、撈堵塞器必須在壓力平衡的條件下完成，測試壓差無法建立。同時，鋼絲作業本身也是一項 繁瑣而費時的作業，需要一整套鋼絲絞車、井口防噴設備和鋼絲作業工具，以 及一批熟練的作業人員。

發明內容
針對以上現有技術的狀況，本發明首先解決的問題是在解脫的同時實現封 堵，其次是利用解脫封堵裝置完成井下測試工作。本發明的方案如下 一種井 下解脫封堵測試裝置，包括順序連接的對接心軸、回接筒、球閥和下接頭，其 改進在於，所述對接心軸與回接筒採用剪切銷釘連接，所述對接心軸前端有固 定凸耳，所述回接筒連接對接心軸端有V形滑槽，所述凸耳卡入V形滑槽內， 所述回接筒內部依次安裝有自鎖套、彈簧，所述回接筒前端內壁上有鎖定臺階， 所述自鎖套與回接筒內壁之間有棘爪套，所述棘爪套前部為根部連接前端均勻 分隔的多個凸塊，所述凸塊向軸心傾斜，所述棘爪套中間有圈凸臺，所述球閥 外筒內壁安裝兩根操作臂，所述操作臂一端帶有凸球另一端安裝與棘爪套後端 相連接的卡合裝置，所述球閥內的球閥總成上開有兩個孔洞，所述操作臂的凸 球卡入所述球閥總成上的孔洞內。
本發明的一優選方式棘爪套後端的凹槽，操作臂前端的凸條，所述棘爪 套上的凹槽與操作臂上的凸條卡合。
本發明的一優選方式所述回接筒內壁位於彈簧底端安裝有限位塊。
本發明的再一優選方式所述對接心軸連接端的銷釘孔有兩個且間隔一定 距離呈上下排列。
本發明的另一優選方式所述下接頭另一端連接有存儲式壓力計。本發明的又一優選方式所述對接心軸與回接筒接觸端有密封圈。 本發明的再一優選方式所述V形滑槽一邊為敞口， 一邊帶有掛勾。 本方案採用棘爪套來卡住自鎖套，完成井下球閥的開頭，避免了井下氣體或 液體的洩露，利用V形滑槽達到管柱解脫的目的，採用管柱直接打撈球閥，避 免了使用鋼絲投、撈的浪費與失誤，在下接頭處連接存儲式壓力計完成井下測 壓的工序，不用第二次開關球閥， 一次就完成井下封堵與測試，本方案效率高、 事故率低，使用方便。


圖1解脫封堵關井示意圖 圖2解脫封堵開井示意圖
圖3 V形滑槽結構示意圖 圖4棘爪套立體示意圖 圖5棘爪套主視圖 圖6棘爪套俯視圖
具體實施例方式
本方案採用對接心軸l、回接筒2、球閥3和下接頭4連接在一起的方式， 完成整個封堵解脫過程。
具體過程如圖l、 2所述將對接心軸1 一端與管柱連接，另一端與回接筒 2連接，對接心軸1的前端直徑小於回接筒2的內徑並可插入回接筒2內，與回 接筒2連接採用剪切銷軸17的方式固定連接，如圖3所示，在回接筒2銷軸孔的下方有一個V形滑槽15， V形滑槽15—邊有掛勾，另一為敞口，在對接心軸 1上有兩個上下排列的銷釘孔18，兩個銷釘孔之間的距離與V形滑槽15的底部 至掛勾處的距離相等，在對接心軸1銷釘孔18下方有固定凸耳16，凸耳16卡 在回接筒2的V形滑槽裡15，在不同的銷釘孔18中安裝剪切銷釘17，可以決
定下井時球閥是打開的還是關閉的，對接心軸1的前端為圓柱形，在最前端有 段直徑稍大的鎖柱22，對接心軸1的前端直徑小於回接筒的內徑並可插入回接 筒管內，回接筒2與球闊3之間通過螺紋連接，回接筒2前部的直徑大於回接 筒後部的直徑，直徑落差在回接筒2中部形成一個限位階14。
在球閥3的管壁內部有兩根操作臂8，每個操作臂8朝向軸心面的前端有凸 球9，後端開有凹槽12，球閥總成10上有兩個對應操作臂8上凸起的凹洞19， 操作臂8上的凸球9卡入球閥總成10表面上的凹洞19裡並形成密封。
在球閥3管內安裝有可軸向運動的自鎖套5，自鎖套5與球閥總成10之間 安裝有彈簧7，如圖4、 6所示，自鎖套5與球閥2管壁之間安裝有棘爪套6， 棘爪套6的前端一圈為凸起20，整圈凸起20被均勻分成有間隔的多個凸塊21， 正常情況下各凸塊21向軸心傾斜，自鎖套5的直徑大於對接心軸1上鎖柱22 的直徑，未施加力時自鎖套5被彈簧7頂到棘爪凸塊21處將凸塊向外撐開，凸 塊21形成的直徑小於自鎖套5的直徑，因此自鎖套5不會從棘爪套6中脫出， 凸塊21另一邊緊靠在回接筒2的鎖定臺階14上，鎖定臺階14可以保證此時不 會因為其它原因使自鎖套5向下運動使球閥3意外開關。棘爪套6的中部有圈 凸臺13，當自鎖套5向下運動時推動棘爪中部的凸臺13帶動棘爪套6向下運動， 如圖5所示，棘爪套6後部與兩根操作臂凸塊12相對處有凹槽11，操作臂上凸 塊12卡入棘爪套凹槽12內，自鎖套5受力時向下運動推動彈簧7，彈簧7在被壓縮的過程中，帶動棘爪套6向下運動，進而棘爪套後端的凹槽ll推動兩個操 作臂8向下運動，操作臂8上的凸球9推動球閥總成10，完成井下開井或關井， 彈簧7與自鎖套5相對端有限位塊，可以防止彈簧7被過度壓縮而產生彈性形 變。
棘爪套6與操作臂8的連接還可以彩用鉸接、扣合等方式。 如圖1、 2所示，工作時將對接心軸1與回接筒2通過剪切銷釘17固定在 一起，剪切銷釘17固定位置可以根據球閥3是需要打開還是關閉來確定，再將 回接筒2與球閥3連接，球閥3的另一端與下接頭4連接。球閥3下到預定位 置後，設定剪切銷釘17剪切壓小於推動自鎖套5的壓力，利用環空打壓的方式， 將剪切銷釘17切斷使對接心軸1與回接筒2分開，回接筒2通過V形滑槽15 上的掛勾與對接心軸1上的凸耳16形成活動連接，繼續下落管柱，此時對接心 軸端部的凸耳16落在V形滑槽15的底部，鎖柱22落入棘爪套6前端的凸塊21 內與自鎖套5接觸，並推動自鎖套5向下運動，自鎖套5向下運動時棘爪凸塊 21自動向中間合攏並卡住鎖柱22，自鎖套5繼續向下壓彈簧7並帶動棘爪套6 推動操作臂8，完成球閥總成10的關閉和打開，需要解脫時，旋轉管柱，使對 接心軸1上的凸耳16從V形滑槽15的敞口處旋出，進而脫離回接筒2，同時鎖 柱22向上運動，自鎖套5也同時在彈簧7作用下向上頂起，到達棘爪套凸塊21 前，將凸塊21向外撐開，凸塊21鬆開鎖柱22，繼續上提管柱完成整個解套過 程。
儲層改造的下井管柱應具備解脫與封堵功能，而且在管柱解脫以前必須將 儲層封堵，本方案中當球閥在井下時，可以利用環空打壓的方式，壓力作用到 自鎖套5上，自鎖套5向下運動並下壓彈簧7帶動棘爪套6推動操作臂8，完成球閥的關閉和打開。如果需要提出球閥時，再將對接心軸下到井下，使前端的
凸耳從回接筒的v形滑槽敞口端進入，再旋轉至v形滑槽另一邊，利用另一邊
的掛勾，此時上提管柱就將球閥一併起出。也可以在球閥下接頭掛接存儲式壓 力計，等測試時間後提出壓力計，以取得井下各種數據。
權利要求
1、一種井下解脫封堵測試裝置，包括順序連接的對接心軸(1)、回接筒(2)、球閥(3)和下接頭(4)，其特徵在於，所述對接心軸(1)與回接筒(2)採用剪切銷釘(17)連接，所述對接心軸(1)前端有固定凸耳(16)，所述回接筒(2)連接對接心軸端有V形滑槽(15)，所述凸耳(16)卡入V形滑槽(15)內，所述回接筒(2)內部依次安裝有自鎖套(5)、彈簧(7)，所述回接筒(2)前端內壁上有鎖定臺階(14)，所述自鎖套(5)與回接筒(2)內壁之間有棘爪套(6)，所述棘爪套(6)前部為根部連接前端均勻分隔的多個凸塊(21)，所述凸塊(21)向軸心傾斜，所述棘爪套(6)中間有圈凸臺(13)，所述球閥(3)外筒內壁安裝兩根操作臂(8)，所述操作臂(8)一端帶有凸球(9)另一端安裝與棘爪套(6)後端相連接的卡合裝置，所述球閥(3)內的球閥總成(10)上開有兩個孔洞，所述操作臂(8)的凸球(9)卡入所述球閥總成(10)上的孔洞內。
2、 如權利要求1所述的一種井下解脫封堵測試裝置，所述卡合裝置包括 棘爪套(6)後端的凹槽(11)，操作臂(8)前端的凸條(12)，所述棘爪套(6) 上的凹槽(11)與操作臂(8)上的凸條(12)卡合。
3、 如權利要求1或2所述的一種井下解脫封堵測試裝置，其特徵在於，所 述回接筒(2)內壁位於彈簧底端安裝有限位塊。
4、 如權利要求3所述的一種井下解脫封堵測試裝置，其特徵在於，所述對 接心軸(1)連接端的銷釘孔(18)有兩個且間隔一定距離呈上下排列。
5、 如權利要求4所述的一種井下解脫封堵測試裝置，其特徵在於，所述下接頭另一端連接有存儲式壓力計。
6、 如權利要求5所述的一種井下解脫封堵測試裝置，其特徵在於，所述對 接心軸(1)與回接筒(2)接觸端有密封圈。
7、如權利要求6所述的一種井下解脫封堵測試裝置，其特徵在於，所述V 形滑槽(15) —邊為敞口一邊帶有掛勾。
全文摘要
本發明涉及一種井下解脫封堵測試閥，具體是涉及一種集井下開關井、管柱解脫與封堵為一體的試油試採井下工具。本方案採用對接心軸與回接筒採用剪切銷釘連接，對接心軸前端有固定凸耳，回接筒連接對接心軸端有V形滑槽，凸耳卡入V形滑槽內，回接筒內部依次安裝有自鎖套、彈簧，回接筒前端內壁上有鎖定臺階，自鎖套與回接筒內壁之間有棘爪套，棘爪套前部為根部連接前端均勻分隔的多個凸塊，凸塊向軸心傾斜，棘爪套中間有圈凸臺後端有凸條，球閥外筒內壁安裝兩根操作臂，操作臂一端帶有凸球另一端有凹槽，球閥內的球閥總成上開有兩個孔洞，棘爪套上的凸條卡入操作臂的凹槽內，操作臂的凸球卡入球閥總成上的孔洞內。本方案避免了井下氣體或液體的洩露，簡化了操作流程，節省了投入設備。而且本發明可以直接在球閥下安裝存儲式壓力計，下閥的同時完成測試作業。
文檔編號E21B47/06GK101440700SQ200810239778
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者龐懷慶, 張福祥, 彭建新, 朱進府, 李志國, 楊曉輝, 趙海庫 申請人:新疆華油油氣工程有限公司