专利名称：一种大通量多流测试器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油地层测试开关井工具，主要用于油井中途测试和完井测试，适用于井下油层、水层、天然气等多种介质，特别适用于高压油气井的测试，为评价地层提供更准确的资料。
现有的测试器，如美国江斯顿公司测试器，虽属上提下放形式，但因其流体流经取样器机构时要经两次改变方向，受阻力很大，造成阻流现象，影响了开关井和测试数据的准确性，此外，其密封扣型采用普通的钻杆、油管扣，常因端面划伤、碰造成管柱漏失、不耐高压、气密封效果更差，影响了工具的使用寿命和测试成功率。
本实用新型的目的是针对上述存在的缺点，提供一种不易造成阻流现象、耐高压、气密封效果好的大通量多流测试器。
本实用新型包括换位机构、延时机构和取样机构三部分，具有带轴承换位销(6)的换位机构的换位外筒(3)通过连接外筒(7)接延时机构的延时外筒(12)上端，延时外筒下端经螺纹连取样机构的放样短节(15)上端，放样短节的下端和取样外筒(19)的上部相接，取样外筒的下端接下连接外筒(24)。延时外筒内装有延时芯轴(9)、推拉活塞(10)、密封档圈(8)、延时端帽(14)；取样外筒内置放取样芯轴(20)、芯轴密封圈(17)、V型密封圈(16)、上取样筒(18)、下取样筒(22)。
本实用新型借助于钻杆(油管)的上、下运动来操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠、地面显示清晰的特点。测试时在地面可以容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期，下井时测试器的阀处于关闭状态，到达井底后，通过钻柱施加重力，经过一段延时，测试阀打开，在打开的一瞬间，钻柱突然下坠28mm，这种现象在地面可以明显观察到，表明阀已打开，如果要关闭测试阀时，只需将钻柱上提即可。可反复上提和下放钻柱，可将测试阀多次开、关，获得多次流动和关井期，不会造成阻流现象，而且耐高压、气密封效果好。该工具已在内孔Φ38、外径Φ108工具试验中获得全部成功。
图1为本实用新型的结构示意图(分段示意图)。
图2为图1中的换位销局部放大图。
换位机构由换位外筒(3)、花键心轴(2)、花键套(5)和换位销(6)组成，花键心轴(2)上沿180°的圆周面铣有换位槽，花键套(5)套在花键心轴(2)上，换位销(6)由销体和微型轴承紧配合装配而成。换位销(6)用螺纹固定在花键套(5)上，换位销的轴承端插入花键心轴(2)的换位槽，花键心轴(2)与上接头(1)连接、上接头与钻柱连接。当上提下放钻柱时，花键心轴(2)随着上下运动，但不能转动，由于换位销(6)插入花键心轴的换位槽内，所以，当花键心轴(2)作上下运动时，换位销(6)沿换位槽滚动、转动，因此，花键套(5)也随之转动，但不能作上下(轴向)运动，当花键心轴(2)随钻柱作上下运动时，换位销(6)就从一个位置换到另一个位置，测试阀也就随之从开到关、从关到开地变换位置，达到多次开关井的目的。
延时机构由延时芯轴(9)、延时外筒(12)、推拉活塞(10)、密封档圈(8)、延时端帽(14)组成，延时外筒(12)下部通过螺纹固定延时端帽(14)，延时芯轴(9)上部外测套装推拉活塞(10)，推拉活塞(10)上轴向根据孔径大小开有数个小孔，延时外筒(12)上端部设有密封挡圈(8)，延时外筒(12)中下部设有一个注油塞(13)，液压油密封在延时外筒(12)内推拉活塞(10)和延时端帽(14)之间，推拉活塞(10)外径与延时外筒(12)内壁上部由O形圈密封配合，而推拉活塞(10)内径与延时心轴(9)外径用O形圈密封配合，并且延时外筒(12)内壁下部直径大于上部。管柱向下加压时延时芯轴(9)下移，推拉活塞(10)同时向下移动，压缩液压油，液压油通过推拉活塞(10)自身的小孔向延时芯轴(9)上部缓慢渗透，产生延时，当推拉活塞(10)整体移动过延时外筒(12)内径突变处后，液压油直接从推拉活塞(10)与延时外筒(12)之间泻过，推拉活塞(10)阻力消失，管柱突然下坠，该动作为测试阀开启显示。
取样机构的放样短节(15)与延时外筒(12)通过螺纹连接，取样芯轴(20)通过螺纹与延时芯轴(9)下部连接，上取样筒(18)通过螺纹与放样短节(15)内孔连接，取样外筒(19)与放样短节(15)外螺纹连接，在取样外筒(19)与取样芯轴(20)间形成取样空间，芯轴密封挡圈(17)与V型密封圈(16)共同压缩在取样芯轴(20)与上取样筒(18)、下取样筒之间(22)，形成滑动配合，取样芯轴(20)和上取样筒(18)、下取样筒(22)园周上都开有数个斜型长孔，下连接外筒(24)通过气密封CAS螺纹与大通量液压销紧机构(其它工具)连接，放样塞(21)固定在取样外筒(19)壁上，呈密封状态。当管柱向下移动时，带动取样芯轴(20)，通过芯轴密封挡圈(17)、V型密封圈(16)共同向下移动，当移动至取样芯轴(20)的斜形长孔与上、下取样筒的斜形长孔相对应时，井下流体介质通过斜形长孔流入取样外筒(19)内，其特点为斜形长孔的通量足够大，有效地避免了阻流现象，实现了大流通量测试的目的，上提管柱时，取样器关闭，流动状态下的地层样品保留在取样腔内，取样器提升至地面后，通过放样塞取出地层样品，以供分析。
本实用新型采用大通径比设计，内孔通道根据使用可在Φ35至Φ42之间选择，而且外径均小于等于Φ108，取样器采取园周斜形45°长孔通道设计，有效避免了阻流现象，此外，测试器上、下端采用了气密封CAS螺纹扣型，能有效承受100MPa高压，使漏失率下降为零，大大提高了工具的使用寿命和测试成功率。
图中的4为垫圈，11为弹簧组件。
权利要求1.一种大通量多流测试器，连接在工作管柱上用于地层测试，包括换位机构、延时机构和取样机构，其特征是具有带轴承换位销(6)的换位机构的换位外筒(3)通过连接外筒(7)接延时机构的延时外筒(12)上端，延时外筒下端经螺纹连取样机构的放样短节(15)上端，放样短节的下端和取样外筒(19)的上部相接，取样外筒的下端接下连接外筒(24)。
2.按照权利要求1所述的测试器，其特征是延时外筒内装有延时芯轴(9)、推拉活塞(10)、密封档圈(8)、延时端帽(14)；取样外筒内置放取样芯轴(20)、芯轴密封圈(17)、V型密封圈(16)、上取样筒(18)、下取样筒(22)。
3.按照权利要求1所述的测试器，其特征是延时机构的推拉活塞(10)上轴向开有数个小孔。
4.按照权利要求1所述的测试器，其特征是内孔通道可在Φ35～Φ42之间，而外径为Φ95～Φ108；取样机构采取在取样心轴和上、下取样筒的圆周上分别开有4～6个45°斜形长孔通道。
5.按照权利要求1所述的测试器，其特征是本测试器的上、下端采用耐高压、气密封CAS扣。
专利摘要本实用新型属于石油地层测试开关井工具,包括换位机构、延时机构和取样机构三部分。换位机构的换位外筒通过连接外筒接延时机构的延时外筒上端,延时外筒下端经螺纹连取样机构的放样短节上端,放样短节的下端和取样外筒的上部相接,取样外筒的下端接下连接外筒。本实用新型借助于钻杆(油管)的上、下运动来操作和控制井下工具的各种阀,具有操作方便、动作灵活可靠、地面显示清晰的特点。不会造成阻流现象,而且耐高压、气密封效果好。
文档编号E21B49/00GK2399509SQ9922526
公开日2000年10月4日 申请日期1999年10月13日 优先权日1999年10月13日
发明者许苏明 申请人:许苏明