專利名稱：一種大通徑井下測試閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油氣井測試工具，尤其是具有通徑大，可操作配套井下取樣器的一種大通 徑井下測試闊，主要用于油氣井地層測試中進行井下開關井，屬^"石油勘探試油測試領域。
背景技術：
在油氣井地層測試中，目前常用的有三種類型的測試閥可供選擇，其操作方式分別是上提下放 測試管柱操作、套管環(huán)空壓力操作、旋轉測試管柱操作。其中只有旋轉測試管柱操作和上提下放測 試管柱操作的井下測試閥可用于裸眼井的地層測試。
旋轉操作的測試閥不能用于狗腿度大的斜井，并且操作時地面管柱旋乾圈數(shù)與井下工具需要的 圈數(shù)之間隨井況不同，存在很大差異，不易控制，現(xiàn)在已基本淘汰?，F(xiàn)有通過上提下放測試管柱來 操作的測試閥，除能完成測試開關井功能外，自身帶有取樣器，可以在上提測試管柱關井同時，取 得井下的地層流體樣品，帶到地面后進行分析化驗。但這些工具所帶的取樣器只有一個，隨測試陶 開關而開關，只能取得最后一次關井時的地層流體樣品。此外，通過上提下放測試管柱來操作的測 試閥的通徑都較小，不能適應大產(chǎn)量井測試，不能用于進行酸化壓裂措施改造作業(yè)，也不能進行鋼 絲、電纜作業(yè)。針對這種情況，也有廠家開發(fā)了上提下放測試管柱操作的全通徑測試閥，但這些測 試閥在實現(xiàn)了全通徑的時候，卻確失去了取樣功能。 發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術上提下放操作的井下測試閥不能在保證大通徑的前提下進行提放操作，或不 能操作取樣器配套井下工具的缺陷，本實用新型提供了一種大通徑井下測試閥，^有通徑大，可操 作配套井下取樣器工具，可延時打開防止下鉆遇阻改變工具工作狀態(tài)，并能在關井取壓力恢復資料 過程中，保持對封隔器的鉆壓特性，能進行酸化一測試聯(lián)作，能進行鋼絲/屯纜作業(yè)。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是制作一體的上接頭與球閥外筒、延時外筒、 聯(lián)接短節(jié)、花鍵外筒、傳壓接頭、油室外筒、下接頭連接構成整體外殼，其內順序安裝球籠上芯軸、 延時套、操作臂、.球閥總成、球籠、彈性爪、拉套、限位套、上芯軸、鎖環(huán)、彈簧護套、彈簧、延
時套、定位螺母、鎖緊螺釘、T形銷、花鍵套、花鍵芯軸、下芯軸、活塞芯軸、補償活塞、定位芯 軸、平鍵，相互連接而構成本實用新型。采用球閥部分控制工具的開關狀態(tài)，確保工具通徑；閥的 開關在提放操作行程的末端實現(xiàn)，并且狀態(tài)可以鎖定，不被意外打開；閥的打開有一個延時過程， 防止下鉆遇阻改變工具開關狀態(tài)；采用隨上下動作旋轉換位的行程控制機構，使關井取壓力恢復資 料過程中，也能下放測試管柱保持對封隔器的鉆壓，確保封隔器密封；通過液壓運動轉遞，將工具上部外筒的上下運動轉換為下部工具內部芯軸的運動，用于操作配接在下面的其他工具，實現(xiàn)聯(lián)動 特殊功能。
本實用新型的有益效果是具有通徑大，可操作配套井下取樣器工具，可延時打開防止下鉆遇 阻改變工具工作狀態(tài)，并能在關井取壓力恢復資料過程中，保持對封隔器的鉆壓特性，能進行酸化 一測試聯(lián)作，能進行鋼絲/電纜作業(yè)。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明


圖1為本實用新型的上半部分和下半部分結構示意圖。
圖中l(wèi).花鍵外筒、2.花鍵芯軸、3.花鍵套、4.T形銷、5.聯(lián)接短節(jié)、6.上芯軸、7.定位螺母、8. 鎖緊螺釘、9.延時套、IO.彈簧、ll.彈簧擴套、12.鎖環(huán)、13.延時外筒、14.彈性爪、15.拉套、16.限位 套、17.球籠、18.球閥總成、19.操作臂、20.球籠上芯軸、21.球閥外筒、22.上接頭、23.傳壓接頭、 24.下芯軸、25.活塞芯軸、26.補償活塞、27.定位芯軸、28.平鍵、29.油室外筒、30.下接頭。
具體實施方式
參照圖l,制作一體的上接頭(22)與球閥外筒(21)、延時外筒(13)、聯(lián)接短節(jié)(5)、 花鍵外筒(1)、傳壓接頭(23)、油室外筒(29)、下接頭(30)連接構成整體外殼，其內順序安裝 球籠上芯軸(20)、操作臂(19)、球閥總成(18)、球籠(17)、彈性爪(14)、拉套(15)、限位套 (16)、上芯軸(6)、鎖環(huán)(12)、彈簧護套(11)、彈簧(10)、延時套(9)、定位螺母(7)、鎖緊 螺釘(8)、 T形銷(4)、花鍵套(3)、花鍵芯軸(2)、下芯軸(24)、活塞芯軸(25)、補償活塞(26)、 定位芯軸(27)、平鍵(28)，相互連接而構成本實用新型。采用球閥部分控制工具的開關狀態(tài)，確 保l工具通徑；閥的開關在提放操作行程的末端實現(xiàn)，并且狀態(tài)可以鎖犖，不被意外打開；閥的打開 有一個延時過程，防止下鉆遇阻改變工具開關狀態(tài)采用隨上下動作旋轉換位的行程控制機構，使 關井取壓力恢復資料過程中，也能下放測試管柱保持對封隔器的鉆壓，確保封隔器密封；通過液壓 運動轉遞，將工具上部外筒的上下運動轉換為下部工具內部芯軸的運動，用于操作配接在下面的其 他工具，實現(xiàn)聯(lián)動特殊功能。
本實用新型由球閥部分、液壓延時部分、換位部分、液力運動轉換部分組成。 球閥部分的結構原理為由球籠上芯軸(20)和球籠(17)通過螺紋連為一體，并夾持固定球 閥總成(18),上接頭(22)與球閥外筒(21)連接，操作臂(19)上的操作銷嵌在球閥的操作孔內， 另一端與彈簧爪(14)鉤連，彈簧爪(14)的爪頭可以被限位套(16)限制在上芯軸(6)上的2個限位槽內，上限位槽對應球閥關閉狀態(tài)，下限位槽對應球閥開啟狀態(tài)，拉套(15)與延時外筒(13) 連接。在其工作原理是操作臂(19)上的球形凸銷插在球形閥體(18)上的操作孔中，當連接在一 起的上接頭(22)、球閥外筒(21)和延時外筒(13)向下運動時，拉套(15)隨之下行，經(jīng)過一定 行程帶動限位套(16)下行，彈簧爪(14)頭在限位套(16)中部張大后，隨限位套自由下行，爪 頭行至上芯軸(6)上的2個限位槽中間的凸臺上，限位套(16)將強制帶動彈簧爪下行，進而帶動 操作臂(19)通過球形凸銷撥動球形閥體轉動到開啟位置。當連接在一起的上接頭(22)、球閥外筒 (21)和延時外筒(13)向上運動時，機構動作會反過來，使球閥關閉。
液壓延時部分的結構原理為延時套(9)的內錐面上芯軸(6)下部的外錐面貼合，其間隙大 小可通過轉動定位螺母(7)來調節(jié)，延時套(9)將延時外筒(13)和上芯軸(6)之間的環(huán)形空間 隔成上下2個腔室，內部注滿液壓油，當延時外筒向下運動時，上腔室的容積減小，擠壓上腔室內 的液壓油通過延時套(9)與延時外筒(13)內壁的間隙，以及延時套(9)與上芯軸(6)下部的可 調錐面間隙流到下腔室，由于液壓油有粘度，過流間隙又很小，對液壓油的節(jié)流作用使這個過程耍 持續(xù)一段時間，使得球閥不會很快打開，這個特性在工具下到井下的過.程中，即使遇阻，只要即使 上提，就不會打開球閥，改變l:作狀態(tài)。等延時外筒(13)上部的擴徑臺啟越過延時套(9)后， 延時套(9)與延時外筒(13)內壁的間隙變得很大，失去對液壓油的節(jié)流作用，延時外筒(13)會 快速下行，下行結束位置正好使上部球閥處于打開位置。近似于自由墜落的下行速度通過作業(yè)管柱 轉遞到地面，可以給地面操作人員一個明顯的指示，表明井下球閥己打開。
換位部分的結構原理為花鍵芯軸(2)上部外表面銑有圖示的換位槽，T形銷(4)安裝在花 鍵套(3)上并插在花鍵芯軸(2)的換位槽中，花鍵套(3)隨花鍵外筒(1)上下運動，在換位槽 的作用下，花鍵套(3)產(chǎn)生圓周運動，每上下運動一次，花鍵套(3)轉動90度，花鍵套(3)上 的花鍵與花鍵芯軸(2)上的花鍵毎隔卯度產(chǎn)生一次干涉，限制花鍵套(3)的行程，進而限制了花 鍵外筒(1)的行程，在受限制的行程中，球閥不會打開。將出現(xiàn)"下行(球閥打開) 一上行(球閥 關閉) 一下行(球閥不動作) 一上行(球闊不動作)"這樣周而復始的運動，即每下放上提工具二次， 才出現(xiàn)一次球閥打開狀態(tài)，其中"下行(球閥不動作)"狀態(tài)用于關井取壓力恢復資料過程中，保持 對封隔器的鉆壓。
液力運動轉換部分的結構原理為在工具下行時，延時外筒(13)、花鍵外筒(1)與上芯軸(6) 和花鍵芯軸(2)之間組成的環(huán)形空間容積將減小，其內充滿的液壓油將通過花鍵芯軸(2)下部側 壁的傳壓孔和傳壓接頭(23)的傳壓孔流到下部油室外筒(29)，推動活塞芯軸(25)向下運動。當 工具上行時，活塞芯軸(25)也相應向上運動。這樣，就把工具上部外筒的上下運動轉化成了工具下部的內部芯軸運動，這種芯軸運動可用于操作配接在下面的其他丄具，實現(xiàn)一些特殊功能，如隨 球閥開關進行井下取樣等。該部分還有一個補償活塞(26)，使得工具下井后，井下壓力能夠推動補 償活塞(26)，使液壓油能充滿油腔，不留空隙。
權利要求1.一種大通徑井下測試閥，其特征是制作一體的上接頭與球閥外筒、延時外筒、聯(lián)接短節(jié)、花鍵外筒、傳壓接頭、油室外筒、下接頭連接構成整體外殼，其內順序安裝球籠上芯軸、延時套、操作臂、球閥總成、球籠、彈性爪、拉套、限位套、上芯軸、鎖環(huán)、彈簧護套、彈簧、延時套、定位螺母、鎖緊螺釘、T形銷、花鍵套、花鍵芯軸、下芯軸、活塞芯軸、補償活塞、定位芯軸、平鍵，相互連接而構成本實用新型。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種大通徑井下測試閥，其特征是花鍵芯軸下部側壁和傳壓接頭設計有傳壓孔。
專利摘要本實用新型公開了用于油氣井地層測試的一種大通徑井下測試閥。主要由制作一體的上接頭與球閥外筒、延時外筒、聯(lián)接短節(jié)、花鍵外筒、傳壓接頭、油室外筒、下接頭連接構成整體外殼，其內順序安裝球籠上芯軸、延時套、操作臂、球閥總成、球籠、彈性爪、拉套、限位套、上芯軸、鎖環(huán)、彈簧護套、彈簧、延時套、定位螺母、鎖緊螺釘、T形銷、花鍵套、花鍵芯軸、下芯軸、活塞芯軸、補償活塞、定位芯軸、平鍵，相互連接而構成本實用新型。它通徑大，通過提放測試管柱控制其上球閥的開關實現(xiàn)測試開關井操作，開井操作是延時進行的，并能將上下提放操作轉換為下部工具內芯軸的上下運動，操作操作配接在下面的其他井下工具。適用于石油勘探試油測試領域的地層測試，并能進行測試與射孔、酸化、壓裂的聯(lián)作，以及鋼絲/電纜作業(yè)。
文檔編號E21B49/08GK201396112SQ20082018116
公開日2010年2月3日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權日2008年12月15日
發(fā)明者張國鋒, 程煥清, 袁發(fā)勇, 魏大農(nóng) 申請人:中國石油化工集團公司