专利名称：选压控制测试开关阀的选压控制机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油勘探设备技术领域，特别是石油井下測试器 领域。技术背景目前使用的环压控制测试阀主要是利用计量套的延时功能、换位 动力机构换位槽的变化功能，并通过环空加压孔来实现测试阀的幵 启、关闭操作。其特点是操作压力不确定，测试操作控制压力随井 深、井温、井下压力等因素的变化而改变；測试阀测试下井速度受限 制，测试i殳计复杂；在下井过程中，若下放管柱过快，引起压力波动 过大，会导致其在操作过程中，球阀提前打开，以致使操作失败的事 情发生。发明内容本实用新塑的设计目的是设计一种选压控制全通径测试阀选压 机构-内部环空加液的压力平衡结构和玻裂盘选压结构，并用破裂盘 结构来实现对球阀的开启控制。其原理及结构简单，解决了操作压力 的控制问题以及工具下井速度需控制的问题。实现上述发明目的的选压控制测试开关阀的选压控制机构，由下 接头(13 )和破裂盘(14 )构成；破裂盘(14 )对称分布在下接头(13) 圆周两侧，下接头(13 )上端联接开关阀的加压外筒(12 )并分别和平衡活塞(25 )、油室心轴(11 )、加压外筒(12 )连通构成一个液体 加压室；破裂盘(14)安装在位于下接头(13)圆周上的加压孔上； 下接头(13 )与加压外筒(12 )、平衡活塞(25 )、油室心轴(11)构 成的一个液体加压室与加压孔连通。本实用新型与背景技术相比具有以下几个特点1.通过选用一 定压力级别的被裂盘来确定測试阀的操作压力，使开并变的可以控 制，避免了测试操作控制压力随井深、井温、井下压力等因素变化的 变化影响。2、破裂盘结构的选用，使得工具更加安全、可靠，不会 出现下井过程中，突然开井的情况；3、工具内部环空加液的压力平 衡结构可以确保工具在井下操作压力下安全工作
图1为本实用新型中选压控制全通径測试阀的总装配结构示意 图(由于其横向尺寸太长，故从中截断化为三幅图)。 图2为选压控制測试阀中的选压机构结构示意图。
具体实施方式
本实用新型中所述的选压控制全通径测试阀，结构如图1所示， 由球阀操作机构、压力平衡机构、换位动力机构和选压机构组成；球 阀操作机构中的球阀外筒(2 )与压力平衡机构中充氮接头(4 ) 一端 连接，球阀操作机构中的连接套(3 )与压力平衡机构中氮腔心轴(5 ) 一端连接；压力平衡机构中的氮腔外筒(6)和换位动力机构中的油 室外筒(7 )连接，压力平衡机构中的充氮心轴(5 )另一端和换位动 力机构中的动力心轴(8 )—纖连接；换位动力机构中的排油短节(10 )和压力平衡机构中加压外筒(12 )连接，换位动力机构中的动力心轴 (8)另一端与压力平衡机构中排油短节(10)连接；选压机构中的 下接头(13 )与压力平衡机构中的加压外筒(12 )、油室心轴(11) 连接。球阀操作机构如图1所示，采用球型幵关阀结构。它主要由上座 圈(17 )、操作销(20 )、球阀总成(16 )、座弹簧(18 )、下座圈(15 )、 球阀外筒(2)、以及连接套(3)等零件组成。其工作原理是通过 环空压力操作，使连接套(3)作相应的向上或下运动，带动操作销 (20 )拨动球阀(16 )转动，从而实现球阀的开启(球阀通孔与测试阀通孔接通)或关闭,(球阀球面与测试阀通孔实现密封而关闭)。上 座圈(17 )与下座圈(15 )之间用螺纹连接，既为球阀组装提供了长 度空间又提高了组装精度；座弹簧(20)为球阀(18)提供预紧力， 保证球阀(18 )的低压密封性能。压力平衡机构如图1所示，主要由充氮接头(4 )、氮腔心轴(5 )、 氮腔外筒(6 )、平衡活塞(2G )、油室心轴(11 )、加压外筒(12 )、 单流阀等组成。其工作原理是地面组装时从充氮接头(4 )充入高 纯度氟气和液压硅油。开井时，两单流阀开启，压力推动平衡活塞 (20)，使压力处于内外平衡，球阀保持关闭。换位动力机构如图1所示，主要由动力阀(23)、单流阀、油室 外筒(7 )、钢球(24 )、动力心，(8 )、换位套(9 )、卡套(22 )和 排油短节(10)等组成。动力心轴(8)设计有换位结构。其工作原 理是操^^时，动力阀(23 )处于上极限位置，球阀(16 )处于关闭位置。对环空加压，被裂盘被裂时，动力阀(23)上两个方向的单流 阀同时打开，流道沟通，环空压力推动氮腔中的平衡活塞(27)向上 运动，储存压力能；环空泄压时，动力阀(23)右端单流阀关闭，氮 腔压力推动动力阀(23)向下运动，当换位套(9)带动钢球(24) 运动时，就拖动动力心轴(8 ) —起向下运动，.同时连接套(3 )拉动 操作销拨动球阀(16 )转动，当动力阀运动到下极限位置时，球阀(16 ) 完全关闭。再次对环空加压，动力阀(23)左端单向阀关闭，动力阀(23 )在环空压力的推动下向上运动，当换位套(9 )带动钢球(24 ) 运动，同时带动动力心轴(8 ) —起向上运动，同时连接短节(3 )推 动操作销(19 )拨动球阀(16 )旋转，当动力阀(23 )运动到上极限 位置时，球阀(16)完全打开；继续对环空加压，当达到一定压力时， 动力阀(23)上两个方向的单流阀同时打幵，流道再次沟通，氮腔中 储存压力能；环空泄压，动力阀(23)右端单流阀关闭，动力阀(23) 在氮气压力的作用下向下运动，当动力阀(23)运动到达下极限位置 时，球阀(16)保持在关闭位置不动。重复以上操作，就可多次打开 或关闭球阀，达到幵关井的目的。在这里，卡套(22)不仅具有连接 功能，而且在换位时能够保证换位套(9 )的灵活转动。选压机构如图2所示，由下接头(13 )和破裂盘(14 )构成；破 裂盘(14 )对称分布在下接头(13 )圆周两侧，下接头(13 )上端联 接开关阀的加压外筒(12 )并分别和平衡活塞(25 )、油室心轴(11 )、 加压外筒(12 )连通枸成一个液&加压室；破裂盘(14 )安装在位于下接头(13 )圆周上的加压孔上；下接头(13 )与加压外筒(12 )、平衡活塞(25 )、油室心轴(11 )构成的一个液体加压室与加压孔连 通。其工作原理是工具下井后，若被裂超压力与静液柱压力之和不 到破裂盘预定压力，工具加压孔就不会打开，直到破裂超压力与静液 柱压力之和超过破裂盘预定压力，使破裂盘破坏，加压孔打开，然后 才可搡作球阀的开、关。这样就可确保工具下井时，测试阀免受井深、 井温、井下压力等因素变化的变化影响，使得工具更加安全、可靠， 不会出现下井过程中，突然开井的情况。
权利要求1. 选压控制测试开关阀的选压控制机构，其特征是由下接头(13)和破裂盘(14)构成；破裂盘(14)对称分布在下接头(13)圆周两侧，下接头(13)上端联接开关阀的加压外筒(12)并分别和平衡活塞(25)、油室心轴(11)、加压外筒(12)连通构成一个液体加压室；破裂盘(14)安装在位于下接头(13)圆周上的加压孔上；下接头(13)与加压外筒(12)、平衡活塞(25)、油室心轴(11)构成的一个液体加压室与加压孔连通。
专利摘要本实用新型属于石油钻探设备中选压控制测试开关阀的选压控制机构，它由下接头和破裂盘构成；破裂盘对称分布在下接头圆周两侧，下接头上端联接开关阀的加压外筒并分别和平衡活、油室心轴、加压外筒连通构成一个液体加压室；破裂盘安装在位于下接头圆周上的加压孔上；下接头与加压外筒、平衡活塞、油室心轴构成的一个液体加压室与加压孔连通。其结构简单、紧凑，可避免操作者在下井过程中由于下放管柱过快使压力产生波动，进而导致其在操作过程中，球阀提前打开，以致使操作失败的事情发生。并且使压控式测试阀的压力控制级别实现可以控制，适用于各种套管井全通径压控地层测试作业，测试操作简单方便、安全可靠。
文档编号E21B34/08GK201087727SQ20072003184
公开日2008年7月16日 申请日期2007年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者庄明之, 旭 葛, 陈才虎 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司