专利名称：一种全通径取样测试器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田井下的测试取样工具，具体地说是一种全通 径取样测试器。
技术背景目前，油田经常使用的测试器可分为三种。一种是上提下放形式， 虽然这种测试器可以随着钻杆或油管上提下放，但因其不能提供大通 道，致使其它测试工具或仪器不能从其内容通过，降低了测试效率， 也得不到全开钻柱各个位置的多个开关井压力。另外一种是能够提供 大通道的测试器，但这种测试器不能在开关井的同时完成取样作业，功能单一，工作效率低。再一种是LPR—N测试阀，虽然具有大通径， 但却属于压控式，需要高纯度的氮气作为压力源，测试前准备工作较 多，操作复杂，既增加了成本，又降低了测试效率；此外，在一些油 井无法加压的工作环境下，这种压控式的测试器就无法进行测试了。实用新型内容为了解决上述的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种能够 上提下放的全通径取样测试器，随着钻杆或油管上提下放，提供大通 径可使其它工具通过，并且同时可以完成取样。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的 本实用新型包括取样机构、换位机构、延时机构及球阀机构，球 闽机构连接于心轴的下端，在心轴外侧自上而下依次套设有取样机 构、换位机构和延时机构，各机构之间依次相连，心轴在各机构内可 上下往复运动，带动球阀机构的开关。其中所述延时机构包括补偿活塞、延时外简、延时阀及密封挡 圈，延时机构的心轴外侧套设有延时外简，其两端与心轴之间分别设 有补偿活塞及密封挡圈，在补偿活塞与密封挡圈之间的心轴上套设有 延时阀，与延时外简的内壁间隙配合，延时阀与心轴连动；所述球阀机构包括操作销、上、下座圈、c形夹板及球阀，球阀置于上、下座 圈内，上座圈外侧设有可上下往复运动的操作销，其一端与延时机构相连，另一端连接球阀，搡作销与上座圈之间设有固定球阀的c形夹板；所述换位机构包括连接短节、换位挡圈及花键外简，换位机构的 心轴通过连接短节与取样机构连接，在连接短节外侧套设有花键外简，花键外简内壁的圆周表面设有换位槽，其内容置有套接于连接短节上的换位挡圈，可沿换位槽转动；所述取样机构包括取样活塞、取样心轴、取样外简、传压接头、液压心轴及液压外简，取样心轴及取 样外简通过传压接头分别与液压心轴及液压外简相连接，液压心轴与 液压外简通过剪销相连接，取样心轴与取样外简之间密封设有取样活塞，传压接头与取样活塞之间形成取样腔，传压接头另 一侧为空气腔； 各机构的心轴之间相通，心轴的内孔通道为(J) 44 ~ 58mm;各机构 的外简外径为4) 98 ~ 130mm。本实用新型的优点与积极效果为1. 本实用新型在钻杆或油管上下运动的带动下，可对井下工具 中球阀的开关及取样进行操作和控制，操作方便、动作灵活可靠。2. 本实用新型釆用大通径、大流量、全通径的设计，耐高压， 有效地避免了阻流现象的发生，扩大了工具的使用作业范围，大大提 高了工具的利用率和测试成功率。3. 球阀可通过反复上提和下放钻杆或油管多次开、关，获得多 次开井流动和关井测压期。4. 测试时，可在地面上清楚、容易地观察到球阀打开和判断井 下工具所处的位置。
图l为本实用新型分段结构示意图；图2为图1中的A—A剖面图；图3为图1中操作销的结构示意图；图4为图3的右视图图5为图1中C形夹板的结构示意图；其中l为上接头，2为锁块，3为取样活塞，4为取样心轴，5 为取样外简，6为传压接头，7为注油塞，8为液压心轴，9为液压外简，IO为剪销，ll为下连接外简，12为上连接短节，13为下连接短 节，14为连接短节，15为心轴，16为压帽，17为换位挡圈，18为 挡圈，19为花键外筒，20为键套，21为上连接外简，22为上心轴， 23为补偿活塞，24为注油塞，25为延时外简，26为延时阀，27为 上弹簧座，28为弹簧，29为下弹簧座，30为下心轴，31为密封挡圈， 32为密封接头，33为连接头，34为球阀外简，35为操作销，36为 上座圈，37为C形夹板，38为座弹簧，39为球阀，40为下座圈，41 为下接头，42为定位销。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。如图1~5所示，本实用新型包括取样机构、换位机构、延时机 构及球阀机构，球闽机构连接于心轴的下端，在心轴外侧自上而下依 次套设有取样机构、换位机构和延时机构，各机构之间依次相连，心 轴在各机构内可上下往复运动，带动球阀机构的开关。延时机构由上连接外简21、上心轴22、补偿活塞23、延时外简 25、延时阀26、下心轴30及密封挡圈31组成。延时机构的上、下 心轴22、 30的外侧套设有延时外简25，其一端与上连接外简21螺 紋连接，另一端与密封球阀机构的密封接头32相连。上心轴22的一 端与换位机构的心轴15螺紋连接，另一端套装延时闽26后与下心轴 30的一端螺紋连接，下心轴30的另一端与连接头33相连。延时阀 26的一个端面与上心轴22沿径向延伸阶梯轴端面抵接密封，另一个 端面采用上、下弹簧座27、 29内设置弹簧28的结构作为弹性支撑， 抵接于下心轴30上。延时外简25的两端与上、下心轴22、 30之间 分别设有补偿活塞23及密封挡圈31。延时阀26的外表面与延时外 简25的内壁间隙配合，延时阀26与心轴连动。在延时外简25的两 端分别设有注油塞24,可以通过其向延时外简25内注油，注入的液 压油被密封挡圈31与补偿活塞23密封在延时外简25与上心轴22及 延时外简25与下心轴30之间。球闽机构包括操作销35、上、下座圈36、 40、 C形夹板37及球 闽39,外侧套有球阀外简34,其一端与密封接头32螺紋连接，另一 端螺紋有下接头41。球阀39置于上、下座圈36、 40内，并由C形夹板37将其固定。上座圈36外侧设有可上下往复运动的操作销35, 其一端通过连接头33与延时机构的下心轴30相连，另一端连接球阀 39，操作销35与上座圈36之间设有固定球阀39的C形夹板37。下 座圈40螺紋连接下接头41，并由定位销42固定。换位机构由连接短节14、心轴15、压帽16、换位挡圈17、挡圈18、 花键外简19及键套20组成。换位机构的心轴15通过连接短节 14与取样机构的下连接短节13连接，与其连动。在连接短节14外 侧套设有花键外简19，通过压帽16定位。花键外简19内壁的圆周 表面铣有换位槽，换位挡圈17安装在连接短节14上，挡圈18与连 接短节14螺紋连接，并将换位挡圈17定位；换位挡圈17容置于花 键外筒19内的换位槽中。心轴15的下端铣有花键并插有键套20, 其与延时机构的上连接外简21相连接。取样机构由锁块2、取样活塞3、取样心轴4、取样外简5、传压 接头6、液压心轴8、液压外简9及剪销IO组成。取样心轴4及取样 外简5通过传压接头6分别与液压心轴8及液压外筒9相连接，液压 心轴8与液压外简9通过剪销10相连接，取样心轴4与取样外简5 之间密封设有取样活塞3,传压接头6与取样活塞3之间形成取样腔， 其内部可通过注油塞7注入液压油，用取样活塞3密封；传压接头6 另一侧、液压心轴8和液压外简9之间为空气腔。本实用新型从上至下，上接头1、取样外简5、传压接头6、液 压外简9、上连接短节12、下连接短节13、连接短节14、花键外简19、 键套20、上连接外简21、延时外简25、密封接头32、球阀外简 34、下接头41依次螺紋连接；取样心轴4、传压接头6、液压心轴8、 上连接短节12、下连接短节13、心轴15、上心轴22、下心轴30、 连接头33依次螺紋连接。本实用新型的工作原理为本实用新型借助于钻杆或油管的上、下运动来操作和控制井下工 具中球阀的开关及取样，球阀开关过程中产生延时。当下放钻杆或油 管时，球阀39处于关闭状态，换位机构的连接短节14、心轴15被 带动一起向下运动，但不能转动，由于心轴15下端铣有花键并将键 套20插入花键槽内，所以，当连接短节14、心轴15向下运动时，换位挡圈17沿换位槽转动；当连接短节14、心轴15随钻杆或油管 向下运动时，换位档圈17就从一个位置换到另一个位置。钻杆或油 管向下加压时，延时机构的上心轴22下移，推动延时阀26同时向下 移动，压缩液压油。液压油通过延时阀26与延时外简25之间的间隙 向上心轴22的上部缓慢渗透，产生延时。当延时阀26整体移动过延 时外简25内径变大处后，由于延时阀26与延时外简25之间的间隙 变大，液压油快速上移到心轴上部，延时阀26的阻力变小，钻杆或 油管突然下坠36. 4mm,该动作为球阀开启显示，在地面可以明显观 察到。在钻杆或油管下移时带动上、下心轴22、 30下移时，连接头 33也同时下移。当延时机构完成延时，钻杆或油管突然下坠时，连 接头33开支带动搡作销35向下移动，并带动球阀39转动。球阀39 转过90°时，处于完全打开状态。在球闽39打开后，液压心轴8在 地层压力作用下将剪销10剪断，液压心轴8向上移动，释放液压油， 液压油流入空气腔，地层流体进入取样腔，开始取样。结東后，取样 心轴4在地层流体压力作用下向上移动，关闭取样器，并由锁块2固定。如果要关闭球阀39,上提钻杆或油管，连接头33也随之上移， 经过一段时间后，连接头33开始带动操作销35向上移动，并带动球 阀39回转90° ,球阀处于关闭状态。可反复上提和下放钻杆或油管， 将球阀39多次开、关，获得多次流动和关井期，不会造成阴流现象。本实用新型釆用大通径、大流量、全通径、自动取样的设计，各 机构的心轴之间相通，内孔通道根据使用需要可为(J) 44 ~ 58 mm; 而且各机构的外简外径可为4) 98~ 130mm。测试器上、下端 各连接处均采用CAS螺紋连接，可以耐高压。本实用新型主要用于油井中途测试和完井测试，并可用于其它吉 下作业，适用于井下油层、水层、天然气等多种介质。在地层测试时 提供了大通道，可下电子压力计或其它测试仪器，能更准确地提供评 价地层的资料。
权利要求1.一种全通径取样测试器，其特征在于包括取样机构、换位机构、延时机构及球阀机构，球阀机构连接于心轴的下端，在心轴外侧自上而下依次套设有取样机构、换位机构和延时机构，各机构之间依次相连，心轴在各机构内可上下往复运动，带动球阀机构的开关。
2. 按权利要求1所述的全通径取样测试器，其特征在于所述 延时机构包括补偿活塞(23)、延时外简(25)、延时阀(26)及密封 挡圈(31),延时机构的心轴外侧套设有延时外简(25)，其两端与心 轴之间分别设有补偿活塞(23)及密封挡圈(31),在补偿活塞(23) 与密封挡圈(31)之间的心轴上套设有延时阀(26 ),与延时外简(25 ) 的内壁间隙配合，延时阀(26)与心轴连动。
3. 按权利要求1所述的全通径取样测试器，其特征在于所述 球阀机构包括操作销(35)、上、下座圈(36、 40)、 C形夹板(37) 及球阀(39),球阀(39)置于上、下座圈(36、 40)内，上座圈(36) 外侧设有可上下往复运动的操作销(35),其一端与延时机构相连， 另一端连接球阀(39)，操作销(35)与上座圈(36)之间设有固定 球阀(39)的C形夹板(37)。
4. 按权利要求1所述的全通径取样测试器，其特征在于所述 换位机构包括连接短节(14)、换位挡圈(17)及花键外简(19),换 位机构的心轴(15)通过连接短节(14)与取样机构连接，在连接短 节(14)外侧套设有花键外简(19),花键外简(19)内壁的圆周表 面设有换位槽，其内容置有套接于连接短节(14 )上的换位挡圈(17 ), 可沿换位槽转动。
5. 按权利要求1所述的全通径取样测试器，其特征在于所述 取样机构包括取样活塞(3)、取样心轴(4)、取样外简(5)、传压接 头(6 )、液压心轴(8 )及液压外简(9 ),取样心轴(4 )及取样外简(5)通过传压接头(6)分别与液压心轴(8)及液压外简(9)相连 接，液压心轴(8)与液压外简(9)通过剪销(10)相连接，取样心 轴(4)与取样外简(5)之间密封设有取样活塞(3),传压接头(6)与取样活塞(3)之间形成取样腔，传压接头(6)另一侧为空气腔。
6. 按权利要求1所述的全通径取样测试器，其特征在于各机 构的心轴之间相通，心轴的内孔通道为(1) 44 ~ 58mm;各机构的外 简外径为小98 ~ 130mm。
7. 按权利要求l所述的全通径取样测试器，其特征在于测试 器上、下端各连接处均釆用CAS螺紋连接。
专利摘要本实用新型涉及油田井下的测试取样工具，具体地说是一种全通径取样测试器，包括取样机构、换位机构、延时机构及球阀机构，球阀机构连接于心轴的下端，在心轴外侧自上而下依次套设有取样机构、换位机构和延时机构，各机构之间依次相连，心轴在各机构内可上下往复运动，带动球阀机构的开关。本实用新型在钻杆或油管上下运动的带动下，可对井下工具中球阀的开关及取样进行操作和控制，操作方便、动作灵活可靠；采用大通径、大流量、全通径的设计，耐高压，有效地避免了阻流现象的发生，扩大了工具的使用作业范围，大大提高了工具的利用率和测试成功率；球阀可通过反复上提和下放钻杆或油管多次开、关，获得多次开井流动和关井测压期。
文档编号E21B49/08GK201090211SQ20072001486
公开日2008年7月23日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者刘淑娟, 许苏明 申请人:刘淑娟