完井试压工具的制作方法

本实用新型涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种完井试压工具。

背景技术：

油田的油井和水井在作业过程中，为保证作业质量，当下完油管柱等固定组件后，通常要对油管柱的作业质量进行检查，即油管柱保压试验，油管试压合格后才可下入完井管柱。

现有技术中常规的油管试压是在油管底部带一个单流球座，全井油管下到位后，投球试压，若试压合格，起出管柱连接泵座下入完井管柱。若试压不合格需采用两分法挑出问题油管，先起出全井一半油管在进行试压，判断问题油管是在上半部分还是下半部分，若在上半部分继续起出一半油管查找；若在下半部分，则需要下入一半油管查找，直到找到问题油管。

上述两分法挑出有问题油管的方法，耗时较久，严重影响完井进度，延长油井投产时间，影响油田产量。

技术实现要素：

本实用新型提供一种完井试压工具，可实现试压、完井一趟管柱完成，下钻过程中实时对油管试压，快速找出问题油管，提高完井时效，在试压合格后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。

本实用新型提供一种完井试压工具，包括：中心管、试压滑套、试压钢球、固定机构和卡瓦机构；

所述试压滑套设置在所述中心管内，所述试压钢球设置在所述试压滑套内并与所述试压滑套密封连接，所述固定机构用于在试压过程中固定所述试压滑套，并在试压完成后释放所述试压滑套；所述卡瓦机构位于所述固定机构的下方，所述卡瓦结构用于在试压完成后将所述中心管锚定在套管上。

本实用新型实施例提供的完井试压工具，可实现试压、完井一趟管柱完成，下钻过程中实时对油管试压，快速找出问题油管，提高完井时效，在试压合格后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。

进一步地，所述固定机构包括固定钢球和固定并环，所述中心管的侧壁上设置有通孔，所述试压滑套上设置有凹槽，所述固定钢球卡设在所述通孔和所述凹槽组成的容置空间内，所述固定并环套设在所述中心管外以卡紧所述固定钢球。

进一步地，所述固定机构还包括:固定锥体；所述固定锥体的上端与所述固定并环固定连接，所述固定锥体的下端通过剪切销钉固定在所述中心管上。

进一步地，所述固定锥体包括圆筒部和位于所述圆筒部下方的圆锥部，所述圆筒部的内径大于所述中心管的外径，所述圆锥部的内径等于所述中心管的外径，所述圆筒部的内壁与所述中心管的外壁之间形成空腔，试压完成后所述固定锥体向上移动至所述空腔与所述通孔相对时，所述试压滑套被释放。

进一步地，所述中心管的侧壁上设置有凸台，所述凸台包括上限位面和下限位面；所述上限位面用于在试压过程中卡接所述固定并环；所述圆筒部和所述圆锥部的连接处形成了限位台阶，所述下限位面用于在所述固定锥体向上移动时抵接所述限位台阶。

进一步地，所述卡瓦机构上设置有钩子，所述中心管上设置限位销钉，所述钩子用于在试压过程中与所述限位销钉固定连接以将所述卡瓦机构与所述中心管固定连接，并在试压完成后脱离所述限位销钉，以使所述卡瓦机构与所述中心管产生径向位移并推动所述固定机构向上移动。

进一步地，所述圆锥部的外壁呈锥形结构，用于与所述卡瓦机构上端的楔形体抵接。

进一步地，所述完井试压工具还包括：上接头，所述上接头设置在所述中心管的上端，用于连接完井管柱泵座。

进一步地，所述完井试压工具还包括：下接头，所述下接头设置在所述中心管的下端，用于连接筛管。

进一步地，所述试压滑套的内壁为圆锥形结构，所述固定钢球位于所述圆锥形结构内且与所述试压滑套的内壁密封连接。

本实用新型实施例提供的完井试压工具，可实现试压、完井一趟管柱完成；下钻过程中实时对油管试压，可快速找出问题油管，提高完井时效；同时在试压合格后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的局部结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的又一局部结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的又一局部结构示意图。

附图标记：

100-中心管

11-通孔

12-凸台

121-上限位面

122-下限位面

200-试压滑套

21-凹槽

300-试压钢球

41-固定钢球

42-固定并环

43-固定锥体

431-圆筒部

432-圆锥部

433-空腔

434-限位台阶

44-剪切销钉

500-卡瓦机构

51-楔形体

600-上接头

700-下接头

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参考附图并结合具体的实施例描述本实用新型。

图1为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的结构示意图，参考图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种完井试压工具，包括：中心管100、试压滑套200、试压钢球300、固定机构和卡瓦机构500；试压滑套200设置在所述中心管100内，试压钢球300设置在试压滑套200内并与试压滑套200密封连接，固定机构用于在试压过程中固定试压滑套200，并在试压完成后释放试压滑套20；卡瓦机构500位于固定机构的下方，卡瓦结构500用于在试压完成后将中心管100锚定在套管上。

具体地，固定机构的具体实现方式在本实施例中不做具体限制，其应当能可以实现在试压过程中固定试压滑套200，在试压完成后释放试压滑套200的功能。

需要说明的是，完井试压工具的最大外径应小于套管的内径，完井试压工具连接在完井管柱泵座的下端，随着完井管柱一起下入套管内，当试压合格后，将卡瓦机构500锚定在套管上，且试压合格后，试压滑套200和试压钢球300被释放落入尾管中，中心管100内部导通，可实现与完井管柱内部导通，形成石油生产通道。

可选地，试压滑套200的内壁为圆锥形结构，固定钢球300位于圆锥形结构内且与试压滑套200的内壁密封连接。试压滑套200的内壁上部直径大，由上而下内径逐渐缩小，试压钢球300投入试压滑套200后，被卡设在圆锥形结构内，试压过程中施加较大压力时，试压钢球300不会从试压滑套200内脱落。

本实用新型实施例提供的完井试压工具的工作原理为，试压滑套200通过固定机构固定在中心管100上，在完井管柱需要试压时，试压滑套200通过试压钢球300密封上部空间，可进行一定压力的试压作业。试压过程中，需要将完井试压工具连接在完井管柱泵座以下，每下入一定长度的管柱(例如500米)进行一次油管试压，试压合格继续下入完井油管，若试压不合格，在此次试压的一定长度的管柱中及时挑出问题油管，直至将完井管柱下入预定位置。

当完井管柱下到位后，需要全通径生产时，旋转并下放管柱，卡瓦机构500的卡瓦牙撑开锚定在套管上不再发生位移，试压滑套200失去固定机构的固定作用，在重力的作用下试压滑套200和试压钢球300向下脱落，最终落入尾管中，完井管柱内部形成全通径生产通道，至此完成管柱试压和完井两道工序。

本实用新型实施例提供的完井试压工具，可实现试压、完井一趟管柱完成，下钻过程中实时对油管试压，快速找出问题油管，提高完井时效，在试压合格后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。

下面采用更加详细的实施例，对各部件的结构进行详细说明。

图3为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的局部结构示意图，参考图1、图2和图3所示，固定机构包括固定钢球41和固定并环42，中心管100的侧壁上设置有通孔11，试压滑套200上设置有凹槽21，固定钢球41卡设在通孔11和凹槽21组成的容置空间内，固定并环42套设在中心管100外以卡紧固定钢球41。

固定钢球41卡起到固定连接中心管100和试压滑套200的作用，固定并环42则用于卡紧固定钢球41，防止固定钢球41掉落中心管100外。其中，通孔11和凹槽21的大小应当与固定钢球41的尺寸相匹配，以避免固定钢球41在容置空间内移动，影响整体结构的稳定性以及试压滑套200和试压钢球300的密封性能。

进一步地，固定机构还包括:固定锥体43；固定锥体43的上端与固定并环42固定连接，固定锥体43的下端通过剪切销钉44固定在中心管100上。固定锥体43与固定并环42固定连接，且固定锥体43通过剪切销钉44固定在中心管100的侧壁上，固定锥体43起到进一步地固定作用。当对固定锥体43施加较大的剪切力时，剪切销钉44会被剪断。固定锥体43和固定并环42的具体连接方式在本实施例中不做具体限制，一般可以采用丝扣连接及铆钉连接的方式。

图4为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的局部结构示意图，参考图1-图4所示，固定锥体43包括圆筒部434和位于圆筒部431下方的圆锥部432，圆筒部431的内径大于中心管100的外径，圆锥部432的内径等于中心管100的外径，圆筒部431的内壁与中心管100的外壁之间形成空腔433，试压完成后固定锥体43向上移动至空腔433与通孔11相对时，试压滑套200被释放。

具体地，固定锥体43的结构不仅可实现固定试压滑套200的作用，还可以实现在试压完成后释放试压滑套200的效果。具体地，固定锥体43中空腔433的存在，使得当固定锥体43的剪切销钉44被剪断时，在施加了向上的推力之后，固定锥体43和固定并环42会向上移动，当移动至空腔433与通孔11相对时，由于固定钢球41失去了固定并环42的卡紧力，固定钢球41将向空腔433内移动，则固定钢球41失去对试压滑套200的卡设固定作用，试压滑套200和试压钢球100会在重力作用下掉落。

在上述实施例的基础上，中心管100的侧壁上设置有凸台12，凸台12包括上限位面121和下限位面122；上限位面121用于在试压过程中卡接固定并环42；圆筒部431和圆锥部432的连接处形成了限位台阶434，下限位面122用于在固定锥体43向上移动时抵接限位台阶434。

具体地，凸台12设置在通孔11的下方，在试压过程中凸台12的上限位面121与固定并环42卡接，进一步限定了固定并环42的位置；当固定锥体43向上移动一段距离后，固定锥体43的限位台阶434与下限位面122抵接，固定锥体43不能再向上移动，即凸台12的设置便于限定固定锥体43向上移动的位置。

图5为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于试压状态下的又一局部结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的完井试压工具处于完井状态下的又一局部结构示意图，参考图1-图6所示，卡瓦机构500上设置有钩子(图中未示出)，中心管100上设置限位销钉(图中未示出)，钩子用于在试压过程中与限位销钉固定连接以将卡瓦机构500与中心管100固定连接，并在试压完成后脱离限位销钉，以使卡瓦机构500与中心管100产生径向位移并推动固定机构向上移动。

试压过程中，卡瓦机构500上的钩子与中心管100上的限位销钉连接，限制了卡瓦机构500与中心管100的相对位置。当试压完成后，旋转并下放管柱，卡瓦机构500与中心管100产生径向旋转，钩子将从限位销钉上脱落，则卡瓦机构500可以与中心管100产生径向位移，当卡瓦机构500向上移动至与固定锥体43抵接时，卡瓦机构500上的卡瓦牙撑开锚定在套管上不再发生位移。

进一步地，圆锥部432的外壁呈锥形结构，用于与卡瓦机构500上端的楔形体51抵接。卡瓦机构500上端的楔形体52的形状与圆锥部432外壁的锥形结构相匹配，以增大卡瓦机构500与固定锥体43的接触面积，避免受力过大损坏卡瓦机构500。

继续参考图1和图2所示，完井试压工具还包括：上接头600，上接头600设置在中心管100的上端，用于连接完井管柱泵座。完井试压工具还包括：下接头700，下接头700设置在中心管100的下端，用于连接筛管。

可选地，上接头600和下接头700分别设置有丝扣结构，上接头600与完井管柱泵座丝扣连接，下接头700与筛管丝扣连接。上接头600、下接头700的内径与中心管100的内径相通，且与完井管柱和筛管的内径相通，以在完井后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。其中，筛管起到防砂作用，便于石油生产。

完井试压工具通过上接头600连接在完井管柱泵座上，随着完井管柱一起下入井内，每次下入一定长度的油管后，向油管内打压进行试压操作，试压合格后，通过油管短节增加下入油管的长度，再次打压进行试压操作，若试压合格，则不断增加油管长度，直至完井管柱下入预定位置，如果试压不合格，则证明最上端下入的油管存在问题，可及时将该段油管取出进行检查和更换。相比于现有技术中通过二分法挑出问题油管的操作，本实用新型提供的完井试压工具相当于逐段排查问题有段，操作简单，工作效率高。

综上上述记载，本实用新型实施例提供的完井试压工具的工作原理为，试压滑套200通过固定钢球41固定在中心管100上，且固定并环42将固定钢球41卡紧使得不易滚落。在完井管柱需要试压时，试压滑套200通过试压钢球300密封上部空间，可进行一定压力的试压作业。试压过程中，需要将完井试压工具连接在完井管柱泵座以下，每下入一定长度的管柱(例如500米)进行一次油管试压，试压合格继续下入完井油管，若试压不合格，在此次试压的一定长度的管柱中及时挑出问题油管，直至将完井管柱下入预定位置。

当完井管柱下到位后，需要全通径生产时，旋转并下放管柱，卡瓦机构500与中心管100产生径向旋转，卡瓦机构500上的钩子从限位销钉上退出，下放时卡瓦机构500与中心管100产生径向位移；当卡瓦机构500位移至固定锥体43时，卡瓦机构500的卡瓦牙撑开锚定在套管上不再发生位移；继续下放管柱，固定锥体43在卡瓦机构500的阻挡下产生向上的作用力剪短剪切销钉44；继续下放管柱，固定锥体43和固定并环42与中心管100发生相对位移，固定锥体43的空腔433与中心管100上的通孔11相对时，固定钢球41失去固定并环12的卡紧作用，试压滑套200失去固定钢球41的固定作用，在重力的作用下试压滑套200和试压钢球300向下脱落，最终落入尾管中，完井管柱内部形成全通径生产通道，至此完成管柱试压和完井两道工序。

本实用新型实施例提供的完井试压工具，可实现试压、完井一趟管柱完成；下钻过程中实时对油管试压，可快速找出问题油管，提高完井时效；同时在试压合格后实现管柱大通径生产，不影响单井产量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。