专利名称：环压控制测试阀的换位动力机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油勘探设备技术领域，特别是石油井下测试仪器领域。
背景技术：
目前使用的环压控制测试阀的关键部件是计量套，它主要是利用计量
套的延时功能来完成测试阀的开启、关闭操作。其特点是压力平衡原理
以及整机和计量套结构复杂，加工困难，制造成本高；测试阀轴向尺寸较 长，操作不方便，保养要求高；测试操作控制压力随井深、井温、井下压 力等因素的变化而变化；测试阀测试下井速度受限制，测试设计复杂；以 及开井时需大型压裂车持续工作，进行环空保压，操作成本高。 发明内容
本实用新型的设计目的是设计一种环压控制测试阀的换位动力机构。 使得该机构用换位槽的变化来开启、关闭球型开关阀，原理及结构简单， 操作压力恒定，并无需环空保压。
具体的说，环压控制测试阀换位动力机构，其是由动力阀、单流阀、 油室外筒、钢球、动力心轴、换位套、卡套和排油短节组成；油 室外简一端与压力平衡机构中的氮腔外简连接，另一端与排油短节连接; 排油短节另 一端与压力平衡机构中加压外简连接;动力心轴位于油室外简中且一端与油室外简的内壁形成一个液压油室，另 一端排油短节和位于其
上的单流阀之间X^成一个液压油室；换位套、卡套、动力阀分别依次套 在动力心轴上。
在动力心轴和换位套之间开有"之"字形换位槽，在换位槽内置有钢球。
所述的动力阀的行程是球型开关阀开启或关闭行程L的两倍。
本实用新型与背景技术相比具有以下几个特点1、釆用滑套压力平 衡原理，整机结构简单、紧凑，加工更简便，降低了加工成本；2、通过
换位槽的变化来开启或关闭球型开关阀，使开关井更加安全、可靠，不会
出现下井过程中，突然开井的情况；3、带压开井，采用拉动球型开关阀，
减小球型开关阀与球座的正压力，降低了球型开关阀与球座之间的摩擦
力，使球型开关阀开关更加灵活；4、在结构上淘汰了计量套，解决了计 量錄靠进口，价格昂贵等问题，降低了整套工具的价格；5、测试作业 开井时，操作压力无需环空保压，操作简便，降低作业成本。
图1为本实用新型中环压控制测试阀的总装配结构示意图(由于其横
向尺寸太长，故从中间截断化为两幅图)。
图2为环压控制测试阀中换位动力机构结构示意图(由于其横向尺寸
太长，故从中间截断化为两幅图)。
图3'为环压控制测试阀中球型开关阀搡作机构结构示意图。 图4为环压控制测试阀中换位动力机构的动力阀结构示意图。 图5为环压控制测试阀中换位动力机构中换位槽结构示意图。 具体实施方式
本实用新型中所述的环压控制测试开关阀，结构如图l所示，由球型
开关闽操作机构、压力平衡机构和换位动力机构构成；球型开关阀操作机 构中的球型开关阀外简(6)与压力平衡机构中充氮接头(8) —端连接，
球型开关阀操作机构中的连接短节(7)与压力平衡机构中充氮心轴(9)
一端连接；压力平衡机构中的氮腔外简(io)和换位动力机构中的油室外
简(12)连接，压力平衡机构中的充氮心轴(9)另一端和换位动力机构 中的动力心轴(13) —端连接；换位动力机构中的排油短节(19)和压力 平衡机构中加压外筒(20)连接，换位动力机构中的动力心轴(13)另一 端与压力平衡机构中的活塞心轴(21)连接。
球型开关阀操作机构如图3所示，釆用球型开关阀(3)来实现密封 结构；且该球型开关阀操作机构由上座圈(1)、操作销(2)、球型开关阀 (3 )、座弹簧(4 )、下座圈(5 )、球型开关阀外简(6)以及连接短节(7 ) 组成；连接短节(7 )与位于球型开关阀(3 )销孔中的操作销(2 )连接， 并带动操作销(2 )拨动球型开关阄(3)转动而开启或关闭；下座圈(5 ) 以螺紋连于上座围(1)上以限制球型开关阀轴向定位尺寸，保证球型开 关阀轴向精度；为球型开关闽(3)提供预紧力，保证球型开关阀(3)低 压密封功能的座弹簧(4)置于球型开关阀(3)旁并被下座圏(5 )定位; 球型开关闽外筒(6)套在上座圈(1)外部。下座圈(5)以螺紋连于上 座圏(1)上，可以限制球型开关阀轴向定位尺寸，保证球型开关阀轴向 精度；座弹簧(4)为球型开关阀(3)提供预紧力，保证球型开关阀(3) 低压密封功能。环压控制测试开关阀的换位动力机构如图i 4、 5所示，主要由动力 阀(17)、单流阀(18)、油室外简(12)、钢球(14)、动力心轴(13)、 换位套(15)、卡套(16)和排油短节(19)组成；油室外筒(12) —端
与压力平衡机构中的氮腔外简(10)连接，另 一端与排油短节(19 )连接; 排油短节(19)另 一端与压力平衡机构中加压外简(20)连接；动力心轴 (13 )位于油室外筒(12 )中且一端与油室外简的内壁形成一个液压油室， 另 一端排油短节(19 )和位于其上的单流阀(18 )之间又形成一个液压油 室；换位套(")、卡套(16 )、动力阀(l7 )分别依次套在动力心轴(13) 上。在动力心轴(13 )和换位套(15 )之间开有如附图5所示的"之"字 形换位槽，在换位槽内置有钢球(14)。动力阀的行程是球型开关阀开启 或关闭行程L的两倍。换位槽机构一方面保证钢球(14 )在换位槽内的自 由滑动；另一方面，通过换位槽的长度变化，来达到控制球法(3)的开 启、关闭。动力闽的行程-2L，球型开关阀开启或关闭行程-L。在下井 时，动力闽(l7 )处于上级限位置，钢球(")在换位槽位置I处，球型 开关阀(3)关闭。环空加压时，油室中的液压油压力升高，当压力达到 一定值时，动力阀(17)两个方向的单流阀(18)同时打开，流道沟通， 液压油就推动氮腔中的平衡活塞(11)向上运动，并储存一定的压力能； 环空泄压后，动力阀(17)右端单流阀(18)关闭，氮气中的压力能释放 出来，推动动力阀(l7)向下运动，当动力阀(l7)向下运动L时，钢 球(14)处于换位槽位置2 ，动力阀(n)就通过钢球(")推动动力 心轴(13) —起向下运动，同时操作销(2)拨动球型开关阀(3)转动， 当动力阀(17)向下运动2L,达到下极限位置时，球型开关阀(3)完全
打开；环空再次加压，动力阀(17)左端单流阀(1S)关闭，动力阀(17) 在环空压力的作用下向上运动，当动力阀(17)运动L时，钢球在位置3 处，动力阀(17)继续向上并带动动力心轴(l3) —起运动，同时操作销 (2)推动球型开关闽(3)转动，当动力阀向上运动2L，达到上极P艮位 置时，蜂型开关阀完全关闭，同时推开动力阀(1"7)上左端的单流阀(1S) 打开，流道沟通，氮腔中储存压力能；环空泄压，动力阀(17)右端单流 阀(18)关闭，动力阀(17)在氮气压力的作用下向下运动，当动力阀(17) 运动2L，到达下极限位置时，钢球运动到位置4处，球型开关阀(3)保 持关闭位置不动。对环空继续加压、泄压就可重复完成以上动作，达到多 次开、关的目的。
图中N为氮气，SI为液压硅油。
权利要求1、环压控制测试阀换位动力机构，其特征是由动力阀(17)、单流阀(18)、油室外筒(12)、钢球(14)、动力心轴(13)、换位套(15)、卡套(16)和排油短节(19)组成；油室外筒(12)一端与压力平衡机构中的氮腔外筒(10)连接，另一端与排油短节(19)连接；排油短节(19)另一端与压力平衡机构中加压外筒(20)连接；动力心轴(13)位于油室外筒(12)中且一端与油室外筒的内壁形成一个液压油室，另一端排油短节(19)和位于其上的单流阀(18)之间又形成一个液压油室；换位套(15)、卡套(16)、动力阀(17)分别依次套在动力心轴(13)上。
2、 根据权利要求l所述的环压控制测试阀换位动力机构，其 特征是在动力心轴(13 )和换位套(15 )之间幵有"之"字形换位槽, 在换位槽内置有钢球(14)。
3、 根据权利要求1所述的环压控制测试阀换位动力机构，其 特征是动力阀的行程是球阀开启或关闭行程L的两倍。
专利摘要环压控制测试阀换位动力机构，属于石油勘探设备中井下测试仪器技术领域。它是由动力阀、单流阀、油室外筒、钢球、动力心轴、换位套、卡套和排油短节组成；油室外筒一端与压力平衡机构中的氮腔外筒连接，另一端与排油短节连接；动力心轴位于油室外筒中且一端与油室外筒的内壁形成一个液压油室，另一端排油短节和位于其上的单流阀之间又形成一个液压油室；换位套、卡套、动力阀分别依次套在动力心轴上。本实用新型由于通过换位槽的变化来开启或关闭球阀，使开关井更加安全、可靠，不会出现下井过程中，突然开井的情况。
文档编号E21B47/00GK201187291SQ20072012600
公开日2009年1月28日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者庄明之, 旭 葛, 黄志遂 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司