一种完井测试工具的制作方法

1.本发明涉及一种完井测试工具，尤其是高温高压含硫气井井下完井测试工具，属于完井测试工具领域。


背景技术：

2.国内高温高压含硫气藏主要分布在四川盆地川东北等地区，以中石油罗家寨、龙岗、中石化普光、元坝等高含硫气田，川西海相彭州气田为主。目前主体测试工艺均采用apr测试工艺。
3.apr测试主要工具：rd安全循环阀、rd循环阀、omni阀、rtts封隔器。rd安全循环阀具备井下关井功能，rd循环阀具备循环压井，omni阀具备循环替酸功能。apr测试工艺结构构相对复杂、工具较多、部分工具操作相对复杂。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种完井测试工具，结构简单、操作方便、运行稳定，可以取代rd阀、omni阀和液压旁通等工具，集成循环替酸、压井堵漏等功能，以简化管柱结构，降低测试成本。
5.为了实现以上发明目的，本发明提出了一种完井测试工具，包括：
6.外筒，所述外筒上设置有上循环孔和下循环孔；以及
7.设置在所述外筒的内部的内筒，所述内筒与所述外筒之间可分离式相连，所述内筒和所述外筒分离后能够沿轴向相对滑动；
8.其中，在循环替酸作业时，所述内筒处于第一状态，这时所述内筒封堵所述上循环孔，所述下循环孔处于开启的状态；在改造作业时，所述内筒沿轴向移动到第二状态，这时所述内筒封堵所述上循环孔和下循环孔；在压井堵漏作业时，所述内筒沿轴向移动到第三状态，这时，所述上循环孔和所述下循环孔均处于开启的状态。
9.本发明的进一步改进在于，所述内筒包括第一内筒，所述第一内筒的下端可分离式连接有第二内筒；
10.在第一状态时，所述第一内筒和所述第二内筒相连，并且所述第一内筒封堵所述上循环孔，所述第二内筒位于所述下循环孔的上方；
11.在第二状态时，所述第一内筒和所述第二内筒分离，并且所述第二内筒移动到封堵所述下循环孔的位置；
12.在第三状态时，所述第一内筒移动到所述上循环孔的下方，所述第二内筒移动到所述下循环孔的下方。
13.本发明的进一步改进在于，所述第二内筒上设置有第一球座，在循环替酸作业完成后投入第一级球，所述第一级球与所述第一球座结合使第一级球上方憋压，所述第二内筒在压力的作用下移动到所述第二状态的位置；继续憋压后所述第一级球与所述第一球座分离。
14.本发明的进一步改进在于，所述外筒的内壁上设置有台阶结构，所述外筒上位于台阶结构的上方的部分的内径大于位于台阶结构的下方的部分的内径；所述上循环孔设置在所述台阶结构的上方，所述下循环孔设置在所述台阶结构的下方。
15.本发明的进一步改进在于，所述第一内筒的下部的外侧设置有环形槽，所述环形槽与所述外筒之间形成环形腔；所述第二内筒的上端设置有伸入所连接腔内的弹片，所述弹片的端部设置有凸卡；
16.所述环形槽的下端设置有弧勾，所述弧勾与所述外筒的台阶结构形成环形腔的收口；当所述第二内筒向下移动时，所述凸卡在所述环形腔内向下移动，并卡在所述收口处停止，这时所述内筒处于第二状态。
17.本发明的进一步改进在于，在第一状态时，所述第二内筒的上端通过第一销钉连接所述第一内筒，下端通过第二销钉连接所述第一球座；所述第二销钉的剪断压力大于所述第一销钉的剪断压力。
18.本发明的进一步改进在于，所述第一球座包括挡块，以及设置在所述挡块内的球座爪；所述外筒的底部设置有下接头，并且下接头在所述外筒的内部形成挡块台阶，所述挡块向下移动时能够卡接在所述挡块台阶上；
19.其中，在投入所述第一级球并且所述内筒进入第二状态后，所述第一级球的上方的压力增大到一定值时，所述球座爪张开使所述第一级球从所述第一球座上分离。
20.本发明的进一步改进在于，所述外筒的内部位于所述下循环孔的位置的内侧设置有锁定槽；所述第二内筒上设置有c环卡槽，所述c环卡槽内设置有c型环；当所述第二内筒密封所述下循环孔时，所述c型环的外侧卡接在所述锁定槽内。
21.本发明的进一步改进在于，所述第一内筒的内侧设置有第二球座，在第一状态和第二状态时，所述第一内筒和所述外筒之间通过第三销钉相连；
22.在改造作业完成后，投入第二级球，所述第二级球卡接在所述第二球座上，并且所述第二级球上方憋压，当压力增大到一定值时，所述第三销钉剪断，所述第一内筒移动到第三状态的位置。
23.本发明的进一步改进在于，所述第一内筒的下部设置有若干第一内循环孔；在进行压井堵漏作业时，所述内循环孔与所述下循环孔相对齐。
24.与现有技术相比，本发明的优点在于：
25.本发明的一种完井测试工具，其简单结构成型，通过本工具取代rd阀、omni阀和液压旁通等工具，集成循环替酸、压井堵漏等功能。采用投球操作实现“开-关-开”功能，工具可靠性高、使用成本低。
附图说明
26.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
27.图1所示为本发明的一个实施例的完井测试工具的结构示意图，显示了内筒处于第一状态时结构；
28.图2所示为本发明的一个实施例的完井测试工具的结构示意图，显示了内筒处于第二状态时结构；
29.图3所示为本发明的一个实施例的完井测试工具的结构示意图，显示了内筒处于
第三状态时结构。
30.附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
31.在附图中各附图标记的含义如下：1、外筒，2、第一内筒，3、第二内筒，11、上循环孔，12、下循环孔，13、台阶结构，14、上接头，15、下接头，16、挡块台阶，21、环形槽，22、第二球座，23、第三销钉，24、内循环孔，31、第一球座，32、弹片，33、第一销钉，34、第二销钉，35、c型环，36、挡块，37、球座爪。
具体实施方式
32.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
33.图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的完井测试工具，包括外筒1，所述外筒1上设置有上循环孔11和下循环孔12。外筒1的上端设置有上接头14，用于连接上游组件；下端设置有下接头15，用于连接下游组件。所述外筒1的内部设置有内筒，所述内筒与所述外筒1之间可分离式相连，所述内筒和所述外筒1分离后能够沿轴向相对滑动。
34.其中，在循环替酸作业时，所述内筒处于第一状态，这时所述内筒封堵所述上循环孔11，所述下循环孔12处于开启的状态，这时，所述下循环孔导通，通过下循环孔进行循环替酸作业。
35.在改造作业时，所述内筒在压力的作用下沿轴向移动到第二状态，这时所述内筒封堵所述上循环孔11和下循环孔12。整个内筒沿轴向方向是导通的，通过内筒的中心流道进行改造作业。
36.在压井堵漏作业时，所述内筒在压力的作用下继续沿轴向移动到第三状态，这时，所述上循环孔11和所述下循环12孔均处于开启的状态。
37.根据本实施例所述的完井测试工具，其内筒包括三种不同的状态，能够在压力的作用下进行改变。其用作满足高温高压含硫气井完井测试过程中循环替酸、酸化压裂改造、循环压井等功能。
38.在一个实施例中，所述内筒包括第一内筒2和第二内筒3，在第一状态时，第一内筒2可分离式连接在所述外筒1上，并封堵所述上循环孔11；所述第二内筒3可分离式连接在所述外筒1上，并且设置在所述上循环孔11的上方。
39.在第一状态时，所述第一内筒2封堵所述上循环孔11，所述第二内筒3位于所述下循环孔12的上方。这时所述上循环孔11封堵，下循环孔12开启，通过下循环孔12进行循环替酸作业。
40.当第二状态时，所述第二内筒在压力的作用下与第一内筒相分离，并且，第二内筒3在压力的作用下沿轴向向下移动，移动到第二状态时封堵下循环孔12，从而使下循环孔12密封。内筒的中心流道可以用于改造作业。
41.在第三状态时，所述第一内筒2在压力的作用下移动到所述上循环孔11的下方，同时，所述第二内筒3移动到所述下循环孔12的下方。上循环孔11和下循环孔12均处于开启的状态。
42.在根据本实施例所述的完井测试工具中，内筒分段设置，并在压力的作用下分段移动，从而在第一状态、第二状态和第三状态之间依次切换。在第一状态转换为第二状态时，第一内筒保持不动，其对上循环孔始终启到良好的密封作用，不会影响上循环孔的密封。
43.在一个实施例中，所述第二内筒3上设置有第一球座，在循环替酸作业完成后投入第一级球，所述第一级球与所述第一球座结合，第一级球上方的空间会憋压，随着压力越来越大，第二内筒3会在压力的作用下开始移动，当移动到第二位置时停止移动。第一级球上方继续憋压，在压力增大到一定值时，第一级球在第一球座上弹出，其与第一球座分离。在本实施例中，通过投球的方式使内筒从第一状态转换为第二状态，不需要复杂的操作就能够完成。
44.在一个实施例中，所述外筒1的内壁上设置有台阶结构13，台阶结构13设置在外筒1的中部。通过台阶结构13将外筒1分成两部分，位于台阶结构13上方的部分为外筒1上部，位于台阶结构13下方的部分为外筒1下部。外筒1上部和外筒1下部为一体的，并不是分开的。外筒1上部的内径大于外筒1下部的内径，上循环孔11设置在台阶结构13的上方，也就是在外筒1上部的侧壁上；下循环孔12设置在台阶结构13的下方，也就是外筒1下部的侧壁上。
45.在一个实施例中，所述第一内筒2的下部的外侧设置有环形槽21，所述环形槽21与所述外筒1之间形成环形腔。所述第二内筒3的上端设置有伸入所连接腔内的弹片32，弹片32是多个片状的结构，所述弹片32的端部设置有凸卡。
46.所述环形槽21的下端设置有弧勾，弧勾的弯曲方向朝向外筒1的一方。在初始状态下，弧勾的位置与外筒1的台阶结构13的位置相接近。这样，所述弧勾与所述外筒1的台阶结构13形成环形腔的收口。弹片32的凸卡的厚度比环形腔内主体的厚度小，但比收口的宽度大。因此，凸卡可以在环形腔内移动，而不能移出环形腔。当所述第二内筒3向下移动时，所述凸卡在所述环形腔内向下移动，并卡在所述收口处停止，这时所述内筒处于第二状态。在本实施例中，凸卡和收口的作用是使第二内筒3在移动到第二状态的位置时停止，保证其刚好封堵下循环孔。
47.在一个实施例中，在第一状态时，所述第二内筒3的上端通过第一销钉33连接所述第一内筒2，下端通过第二销钉34连接所述第一球座31。第一销钉33的剪断压力小于第二销钉34的剪断压力。
48.在使用根据本实施例所述的完井测试工具时，所述第一级球卡接在所述第一球座31上后，所述第一级球上方的空间憋压，压力逐渐增大，压力增大到一定值时，所述第一销钉33断裂，所述第二内筒3向下移动，当所述第二内筒3向下移动到凸卡卡接在环形腔的收口处时停止移动，第一级球的上方继续憋压，压力增大到一定值时，所述第二销钉34断裂，所述球座与所述第一级球向下移动。
49.在一个实施例中，所述第一球座31包括挡块36。挡块36为圆环形的结构，其上部与所述第二内筒3通过螺纹相连。挡块36的内部设置有球座爪37，其上部与所述第二内筒3通过所述第二销钉34相连。球座爪37正常状态时是收缩的，当第一级球移动到球座爪37上时能够密封卡接在所述球座爪37上。这样第一级球上方憋压，将内筒从第一状态转化为第二状态，在内筒进入第二状态后继续憋压，压力增大到一定值时，所述球座爪37张开使所述第一级球从所述第一球座31上分离。使球座爪37分离的压力大于第一销钉33和第二销钉34的
剪断压力。
50.在本实施例中，所述外筒1的底部设置有下接头15，并且下接头15在所述外筒1的内部形成挡块台阶16，所述挡块36向下移动时能够卡接在所述挡块台阶16上。
51.在使用根据本实施例所述的完井测试工具时，投入第一级球之后，第二内筒3与第一内筒2分离并向下移动，当移动到凸卡卡接在收口处时停止。第一级球上方的压力继续增大，第二销钉34剪断，球座爪37向下移动，当移动到挡块36上台阶面处时停止移动。这时，第一级球的上方的压力继续增大，当增大到一定值时，第一球座31的球座爪37张开，第一级球在压力的作用下继续向下移动，并移除本实施例所述工具。
52.在一个优选的实施例中，所述外筒1的内部位于所述下循环孔12的位置的内侧设置有锁定槽。所述第二内筒3上设置有c环卡槽，所述c环卡槽内设置有c型环35。c型环35具有移动的弹性，在第一状态时处于压缩的状态，当内筒移动第二状态时，这时c型环35移动到锁定槽的位置，并弹起卡接在所述锁定槽内，使其密封所述下循环孔12。所述c型环35的两侧分别设置有若干密封圈。在本实施例中，所述c型环35的的上端面为直角面，下端面设置有倒角。直角面避免c型环35在锁定槽的上方移出，倒角方便c型环35向下移动。在内筒从第二状态移动到第三状态时，c型环35从锁定槽内向下移出，倒角结构能够使其顺利移动。
53.在一个实施例中，所述第一内筒2的内侧设置有第二球座22，所述第二球座22与所述第二级球相配合。第二球座22为台阶状的结构，开设在第一内筒2的内部，与第一球座31不同，第二球座22是第一内筒2的一部分，两者是一个整体；第一球座31与第二内筒3之间为连接在一起的两个不同的部件。当第二级球投入之后第二球座22能够卡接在所述第二球座22上，第二级球上方开始憋压，在压力的作用下，所述第一内筒2向下移动。当第一内筒2移动到其环形槽21的上端面卡接在外筒1的台阶结构13上时停止。这时，所述第一内筒2移动到了上循环孔11的下方，所述上循环孔11开启。
54.在一个优选的实施例中，所述第一内筒2的外侧与所述外筒1的内侧之间设置通过第三销钉23相连，所述第三销钉23位于所述上循环孔11的下方。所述上循环孔11和所述第三销钉23的上下两侧均设置有若干密封圈，优选地，所述上循环孔11的上方设置两组密封圈，第三销钉23的下方设置两组密封圈。密封圈能够密封第一内筒2和外筒1之间的间隙，从而使上循环孔11在初始状态时保证其密封性。
55.在一个实施例中，所述第一内筒2的下部设置有若干第一内循环孔24；在进行压井堵漏作业时，所述内循环孔24与所述下循环孔12相对齐。通过设置内循环孔24能够保证在第三状态时所述下循环孔12处于导通的状态。
56.在根据本实施例所述的完井测试工具中，当第二级球卡接在所述第二球座22上时，第三销钉23被剪断，第一内筒2向下移动，在移动的过程中，第一内筒2下端的弧勾离开台阶结构13的位置，这时，第二内筒3上端的凸卡也从所述收口处脱离，并随第一内筒2一同向下移动。当第一内筒2的环形槽21的上端卡接在台阶结构13上时，第二内筒3脱离原来的位置移动到下循环孔12的下方。这时，所述上循环孔11开启，同时，下循环孔12与所述内循环孔24对齐，也处于开启的状态。
57.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/
或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。