压控式测试阀的制作方法
【专利摘要】压控式测试阀，属于石油地层开关井工具。所要解决的技术问题是上提下放测试管柱，在操作中，容易提送封隔器，致使封隔器泄压，在超压层上提管柱易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作中存在井喷的危险。解决其技术问题的技术方案，上连接头与上阀座芯轴以螺纹连接，上球座芯轴与球阀外筒采用了花键连接，操作臂安装于上阀座芯轴与下阀座芯轴与球阀外筒构成的环形空间内，操作臂的内部球状凸头嵌与球阀上的径向圆孔内，在球座内加装了碟型弹簧片；端盖与剪切芯轴、连接套筒与连接短节、动力短节上下与球阀外筒、换位外筒均采用螺纹连接，剪切芯轴与动力短节间采用了花键连接；动力短节与剪切芯轴利用剪切销固定，剪切芯轴与动力芯轴采用螺纹连接，动力短节上开有环空孔A。
【专利说明】压控式测试阀
【技术领域】
[0001]本实用新型属属于石油地层开关井工具，具体涉及的是压控式测试阀。
【背景技术】
[0002]在现有的测试技术中，采用的测试器是靠上提下放测试管柱进行开关井操作的。实际操作中，上提管柱时，容易提松封隔器，致使封隔器泄压；在超压层上提管柱易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作中存在井喷的危险；普通测试工具芯轴过细，其它工具无法从其内部通过，降低了测试效率，高产井易产生节流，影响产能评价。
【发明内容】
[0003]为了克服上提下放测试管柱，在操作中，容易提送封隔器，致使封隔器泄压，在超压层上提管柱易发生管柱上窜，导致开井困难，而且在操作中存在井喷的危险，普通测试工具芯轴过细，其它工具无法从其内部通过，降低了测试效率，高产井易产生节流，影响产能评价，针对上述出现的问题，本实用新型提供了一种压控式测试阀，在不动管柱的情况下通过环空压力控制开关井操作，操作简单、井控性能好，有效的预防了井喷事故的发生；本阀采用了大通径，可使电子压力计等测试工具下入，能更准确的提供评价地层的资料。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:该工具由上连接头、上阀座芯轴、球阀外筒、操作臂、球座、碟型弹簧、下阀座芯轴、连接短节、剪切芯轴、动力短节、动力芯轴、换位外筒、换位套、注氮短节、氮气外筒、平衡活塞、氮气室芯轴、传压短节、液压外筒、液压芯轴、补偿活塞、助推活塞、下接头、端盖、连接套筒、安全销帽、剪切销、非挤压环、阻止螺钉、氮气塞、注氮阀、挤压环、球阀组成；上连接头的内部螺纹与测试管柱连接，上连接头与上阀座芯轴以螺纹连接，上球座芯轴与球阀外筒采用了花键连接，操作臂安装于上阀座芯轴与下阀座芯轴与球阀外筒构成的环形空间内，操作臂的内部球状凸头嵌与球阀上的径向圆孔内，在动力机构的作用下，操作臂带动球阀开启与关闭。在球座内加装了碟型弹簧片；端盖与剪切芯轴、连接套筒与连接短节、动力短节上下与球阀外筒、换位外筒均采用螺纹连接，剪切芯轴与动力短节间采用了花键连接；动力短节与剪切芯轴利用剪切销固定，剪切芯轴与动力芯轴采用螺纹连接，动力短节上开有环空孔A。
[0005]本实用新型的有益效果是，该压控式测试阀，在不动管柱的情况下通过环空压力控制开关井操作，操作简单、井控性能好，有效的预防了井喷事故的发生。本阀采用了大通径，可使电子压力计等测试工具下入，能更准确的提供评价地层的资料。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的结构示意图。
[0007]图2是图1的A-A剖视图。
[0008]图中I上连接头、2上阀座芯轴、3球阀外筒、4操作臂、5球座、6碟型弹簧、7下阀座芯轴、8连接短节、9剪切芯轴、10动力短节、11动力芯轴、12换位外筒、13换位套、14注氮短节、15氮气外筒、16平衡活塞、17氮气室芯轴、18传压短节、19液压外筒、20液压芯轴、21补偿活塞、22助推活塞、23下接头、24端盖、25连接套筒、26安全销帽、27剪切销、28非挤压环、29阻止螺钉、30氮气塞、31注氮阀、32挤压环、33球阀、34环空孔A、35环空孔B、36环空孔C、37环空孔D。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:如图1、图2所示，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:如图1示，球阀部分由上连接头1、上阀座芯轴2、球阀外筒3、操作臂4、球座5、蝶型弹簧6、下阀座芯轴7、连接短节8、连接套筒25、球阀33构成，这部分主要在动力机构的作用下实现开关球阀的功能；上连接头I的内部螺纹与测试管柱连接，上连接头I与上阀座芯轴2以螺纹连接，上球座芯轴2与球阀外筒3采用了花键连接，便于安装；操作臂4安装于上阀座芯轴2与下阀座芯轴3与球阀外筒3构成的环形空间内，操作臂4的内部球状凸头嵌与球阀33上径向圆孔内，在动力机构的作用下，操作臂4带动球阀33开启与关闭；在球座内加装了碟型弹簧片6，利用碟型弹簧片6的作用，既能保证球阀的顺利开启，也能保证球阀的密封可靠，这部分的密封均采用了胶圈密封，螺纹采用了高级密封丝扣(CAS扣)承压能力高，在高压气井中可以保证连接紧密可靠；动力机构由剪切芯轴
9、动力短节10、动力芯轴11、端盖24、安全销帽26、剪切销27、非挤压环28构成；端盖24与剪切芯轴9、连接套筒25与连接短节8、动力短节10上下与球阀外筒3、换位外筒12均采用螺纹连接，剪切芯轴9与动力短节10间采用了花键连接，确保剪切芯轴9可以上下运动，剪切芯轴9的径向开有2个直径5毫米的孔作为泄压孔，测试器开关前，先泄压后开启，可以避免因球阀上下压差过大而出现开关困难或损坏球阀，延长了球阀的使用寿命；动力短节10与剪切芯轴9利用剪切销固定，剪切芯轴9与动力芯轴11采用螺纹连接，动力短节10上开有环空孔A 34，动力芯轴11 一端与氮气腔连通，另一端通过环空孔A 34与环空液柱连通；工具下井时球阀33处于关闭状态。到达预定深度，封隔器座封后，环空加压，压力作用在动力芯轴11上，压缩氮气，动力芯轴11带动剪切芯轴9下移，剪断剪切销27，剪切芯轴9带动连接套筒25、连接短节8及操作臂4使球阀33转动打开，实现开井。释放环空压力，在氮气的作用下，动力芯轴11上移，带动操作臂4使球阀33转动关闭，实现关井.这部分的密封均采用了密封胶圈附加支撑环的结构，增加了密封的耐磨性和可靠性。螺纹采用了高级密封丝扣，增加了连接的安全性和可靠性。换位机构由换位外筒12、换位套13、注氮短节14、氮气外筒15、平衡活塞16、氮气室芯轴17、传压短节18、阻止螺钉29、氮气塞30、注氮阀31、挤压环32构成；氮气室芯轴17凸头作为滑动销，可以在换位套内的换位滑道中滑动，以实现球阀33开启与关闭；氮气室芯轴17与氮气室外筒15、注氮短节14及平衡活塞16间的环形空间构成了氮气室，注氮短节14上开有两个轴向通孔作为传压通道，径向安装有氮气塞30和注氮阀31，下井前，根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气室冲氮到预定压力，此压力作用在动力芯轴11上，使球阀33在工具下井时始终保持关闭状态。平衡活塞16位于氮气室外筒15与氮气室芯轴17形成的环形空间内，内外均采用密封圈附以支撑环作为密封，增加了密封的安全性和可靠性；补偿机构由液压外筒19、液压芯轴20、补偿活塞21、助推活塞22、下接头23构成，液压外筒19、液压芯轴20、传压短节18及补偿活塞21构成的环形空间作为氮气补偿室，液压外筒19上的环空孔B 35与环空空间相通；补偿活塞21与液压芯轴20构成了上油腔，液压芯轴20上的环空孔D 37与管柱内部相通，补偿活塞21的外密封采用密封胶圈密封，内密封采用了在任何压力状态下都很稳定且耐压更高的矩形密封；液压外筒19、液压芯轴20、助推活塞22及下接头23通过胶圈密封构成了下油腔，液压外筒19上的环空孔C 36与环空空间相通。在下管柱过程中，静液柱压力通过环空孔D 37进入上油腔，上油腔体积增大，补偿活塞21上行，环空孔B 35被封住，同时在上油腔压力作用下，助推活塞22与下接头23的端面紧靠，封住了环空孔C 36 ;补偿活塞21上行后，补偿室被压缩，压力通过传压短节18的传压通道作用在平衡活塞16上，平衡活塞16上移，氮气腔体积缩小，使氮气压力增高，通过动力芯轴11传递给操作臂4使球阀33保持关闭状态，工具下井过程中氮气腔与上油腔压力平衡，处于动平衡状态。使测试器的操作压力不会随井深的变化而变化，保持为一固定值，降低了操作难度。封隔器座封后，环空加压，在上下油腔压力形成压差还未达到平衡时，动力芯轴11下移带动操作臂4，使球阀33转动打开。达到动平衡后，球阀33保持在打开状态。这部分的连接采用了高级密封丝扣(CAS扣)，增加了连接的安全性和可靠性。
【权利要求】
1.一种压控式测试阀，由上连接头(I)、上阀座芯轴(2)、球阀外筒(3)、操作臂(4)、球座(5)、碟型弹簧(6)、下阀座芯轴(7)、连接短节(8)、剪切芯轴(9)、动力短节(10)、动力芯轴(11)、换位外筒(I2)、换位套(I3)、注氮短节(14)、氮气外筒(I5)、平衡活塞(I6)、氮气室芯轴(17)、传压短节(18)、液压外筒(19)、液压心轴(20)、补偿活塞(21)、助推活塞(22)、下接头(23)、端盖(24)、连接套筒(25)、安全销帽(26)、剪切销(27)、非挤压环(28)、阻止螺钉(29)、氮气塞(30)、注氮阀(31)、挤压环(32)、球阀(33)、环空孔A(34)、环空孔B(35)、环空孔C(36)、环空孔D(37)组成；上连接头(I)的内部螺纹与测试管柱连接，上连接头(I)与上阀座芯轴(2)以螺纹连接，上阀座芯轴(2)与球阀外筒(3)采用了花键连接，操作臂(4)安装于上阀座芯轴(2)与下阀座芯轴(7)与球阀外筒(3)构成的环形空间内，操作臂(4)的内部球状凸头嵌与球阀(33)上的径向圆孔内，在动力机构的作用下，操作臂(4)带动球阀(33)开启与关闭；在球座(5)内加装了碟型弹簧(6)片；端盖(24)与剪切芯轴(9)、连接套筒(25)与连接短节(8)、动力短节(10)上下与球阀外筒(3)、换位外筒(12)均采用螺纹连接，剪切芯轴(9)与动力短节(10)间采用了花键连接；动力短节(10)与剪切芯轴(9)利用剪切销(27)固定，剪切芯轴(9)与动力芯轴(11)采用螺纹连接，动力短节(10)上开有环空孔A (34)。
【文档编号】E21B49/00GK204002701SQ201420385648
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】禹栽星, 黄国全, 韩宏波, 邢全超, 马立国, 孙亮亮 申请人:大庆红祥寓科技有限公司