專利名稱：全通徑取樣測試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田井下的測試取樣工具，具體地說是 一種全通徑取 樣測試器。
背景技術(shù)：
目前，油田經(jīng)常使用的測試器可分為三種。 一種是上提下放形式， 雖然這種測試器可以隨著鉆桿或油管上提下放，但因其不能提供大通 道，致使其它測試工具或儀器不能從其內(nèi)容通過，降低了測試效率， 也得不到全開鉆柱各個(gè)位置的多個(gè)開關(guān)井壓力。另外一種是能夠提供 大通道的測試器，但這種測試器不能在開關(guān)井的同時(shí)完成取樣作業(yè)，功能單一，工作效率低。再一種是LPR—N測試閥，雖然具有大通徑， 但卻屬于壓控式，需要高純度的氮?dú)庾鳛閴毫υ?，測試前準(zhǔn)備工作較 多，操作復(fù)雜，既增加了成本，又降低了測試效率；此外，在一些油 井無法加壓的工作環(huán)境下，這種壓控式的測試器就無法進(jìn)行測試了。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠上提 下放的全通徑取樣測試器，隨著鉆桿或油管上提下放，提供大通徑可 使其它工具通過，并且同時(shí)可以完成取樣。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)及球閥機(jī)構(gòu)，球閥機(jī) 構(gòu)連接于心軸的下端，在心軸外側(cè)自上而下依次套設(shè)有取樣機(jī)構(gòu)、換 位機(jī)構(gòu)和延時(shí)機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)之間依次相連，心軸在各機(jī)構(gòu)內(nèi)可上下往 復(fù)運(yùn)動，帶動球閩機(jī)構(gòu)的開關(guān)。其中所述延時(shí)機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)償活塞、延時(shí)外簡、延時(shí)閥及密封擋 圈，延時(shí)機(jī)構(gòu)的心軸外側(cè)套設(shè)有延時(shí)外簡，其兩端與心軸之間分別設(shè) 有補(bǔ)償活塞及密封擋圈，在補(bǔ)償活塞與密封擋圈之間的心軸上套設(shè)有 延時(shí)閥，與延時(shí)外簡的內(nèi)壁間隙配合，延時(shí)閥與心軸連動；所述球閥
機(jī)構(gòu)包括操作銷、上、下座圈、C形夾板及球閥，球閩置于上、下座 圈內(nèi)，上座圈外側(cè)設(shè)有可上下往復(fù)運(yùn)動的操作銷，其一端與延時(shí)機(jī)構(gòu) 相連，另一端連接球閥，操作銷與上座圈之間設(shè)有固定球閥的c形夾 板；所述換位機(jī)構(gòu)包括連接短節(jié)、換位擋圈及花鍵外簡，換位機(jī)構(gòu)的 心軸通過連接短節(jié)與取樣機(jī)構(gòu)連接，在連接短節(jié)外側(cè)套設(shè)有花鍵外 簡，花鍵外簡內(nèi)壁的圓周表面設(shè)有換位槽，其內(nèi)容置有套接于連接短 節(jié)上的換位擋圈，可沿?fù)Q位槽轉(zhuǎn)動；所述取樣機(jī)構(gòu)包括取樣活塞、取 樣心軸、取樣外簡、傳壓接頭、液壓心軸及液壓外簡，取樣心軸及取 樣外簡通過傳壓接頭分別與液壓心軸及液壓外簡相連接，液壓心軸與 液壓外簡通過剪銷相連接，取樣心軸與取樣外簡之間密封設(shè)有取樣活塞，傳壓接頭與取樣活塞之間形成取樣腔，傳壓接頭另 一側(cè)為空氣腔；各機(jī)構(gòu)的心軸之間相通，心軸的內(nèi)孔通道為cb 44 ~ 58mm;各機(jī)構(gòu) 的外簡外徑為(J) 98 ~ 130mm。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1. 本發(fā)明在鉆桿或油管上下運(yùn)動的帶動下，可對井下工具中球 閥的開關(guān)及取樣進(jìn)行操作和控制，操作方便、動作靈活可靠。2. 本發(fā)明釆用大通徑、大流量、全通徑的設(shè)計(jì)，耐高壓，有效 地避免了阻流現(xiàn)象的發(fā)生，擴(kuò)大了工具的使用作業(yè)范圍，大大提高了 工具的利用率和測試成功率。3. 球閥可通過反復(fù)上提和下放鉆桿或油管多次開、關(guān)，獲得多 次開井流動和關(guān)井測壓期。4. 測試時(shí)，可在地面上清楚、容易地觀察到球閥打開和判斷井 下工具所處的位置。


圖i為本發(fā)明分段結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的A—A剖面圖；圖3為圖1中操作銷的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的右視5為圖1中C形夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；其中l(wèi)為上接頭，2為鎖塊，3為取樣活塞，4為取樣心軸，5 為取樣外簡，6為傳壓接頭，7為注油塞，8為液壓心軸，9為液壓外
簡，IO為剪銷，ll為下連接外簡，12為上連接短節(jié)，13為下連接短 節(jié)，14為連接短節(jié)，15為心軸，16為壓帽，17為換位擋圏，18為 擋圈，19為花鍵外簡，20為鍵套，21為上連接外簡，22為上心軸， 23為補(bǔ)償活塞，24為注油塞，25為延時(shí)外簡，26為延時(shí)閥，27為 上彈簧座，28為彈簧，29為下彈簧座，30為下心軸，31為密封擋圈， 32為密封接頭，33為連接頭，34為球閥外簡，35為搡作銷，36為 上座圈，37為C形夾板，38為座彈簧，39為球閥，40為下座圈，41 為下接頭，42為定位銷。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。如圖1~5所示，本發(fā)明包括取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)及 球閥機(jī)構(gòu)，球閥機(jī)構(gòu)連接于心軸的下端，在心軸外側(cè)自上而下依次套 設(shè)有取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)和延時(shí)機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)之間依次相連，心軸在 各機(jī)構(gòu)內(nèi)可上下往復(fù)運(yùn)動，帶動球閥機(jī)構(gòu)的開關(guān)。延時(shí)機(jī)構(gòu)由上連接外簡21、上心軸22、補(bǔ)償活塞23、延時(shí)外簡 25、延時(shí)閥26、下心軸30及密封擋圈31組成。延時(shí)機(jī)構(gòu)的上、下 心軸22、 30的外側(cè)套設(shè)有延時(shí)外簡25，其一端與上連接外簡21螺 紋連接，另一端與密封球閥機(jī)構(gòu)的密封接頭32相連。上心軸22的一 端與換位機(jī)構(gòu)的心軸15螺紋連接，另一端套裝延時(shí)閥26后與下心軸 30的一端螺紋連接，下心軸30的另一端與連接頭33相連。延時(shí)閥 26的一個(gè)端面與上心軸22沿徑向延伸階梯軸端面抵接密封，另一個(gè) 端面釆用上、下彈簧座27、 29內(nèi)設(shè)置彈簧28的結(jié)構(gòu)作為彈性支撐， 抵接于下心軸30上。延時(shí)外簡25的兩端與上、下心軸22、 30之間 分別設(shè)有補(bǔ)償活塞23及密封擋圈31。延時(shí)閥26的外表面與延時(shí)外 簡25的內(nèi)壁間隙配合，延時(shí)閥26與心軸連動。在延時(shí)外簡25的兩 端分別設(shè)有注油塞24，可以通過其向延時(shí)外簡25內(nèi)注油，注入的液 壓油被密封擋圈31與補(bǔ)償活塞23密封在延時(shí)外簡25與上心軸22及 延時(shí)外簡25與下心軸30之間。球閥機(jī)構(gòu)包括操作銷35、上、下座圈36、 40、 C形夾板37及球 閥39,外側(cè)套有球閥外簡34,其一端與密封接頭32螺紋連接，另一 端螺紋有下接頭41。球閥39置于上、下座圈36、 40內(nèi)，并由C形
夾板37將其固定。上座圈36外側(cè)設(shè)有可上下往復(fù)運(yùn)動的操作銷35, 其一端通過連接頭33與延時(shí)機(jī)構(gòu)的下心軸30相連，另 一端連接球閥 39,操作銷35與上座圈36之間設(shè)有固定球閥39的C形夾板37。下 座圈40螺紋連接下接頭41,并由定位銷42固定。換位機(jī)構(gòu)由連接短節(jié)14、心軸15、壓帽16、換位擋圈17、擋圈 18、花鍵外簡19及鍵套2G組成。換位機(jī)構(gòu)的心軸15通過連接短節(jié) 14與取樣機(jī)構(gòu)的下連接短節(jié)13連接，與其連動。在連接短節(jié)14外 側(cè)套設(shè)有花鍵外簡19,通過壓帽16定位?；ㄦI外簡19內(nèi)壁的圓周 表面銑有換位槽，換位擋圈17安裝在連接短節(jié)14上，擋圈18與連 接短節(jié)14螺紋連接，并將換位擋圈17定位；換位擋圈17容置于花 鍵外簡19內(nèi)的換位槽中。心軸15的下端銑有花鍵并插有鍵套20, 其與延時(shí)機(jī)構(gòu)的上連接外簡21相連接。取樣機(jī)構(gòu)由鎖塊2、取樣活塞3、取樣心軸4、取樣外簡5、傳壓 接頭6、液壓心軸8、液壓外簡9及剪銷10組成。取樣心軸4及取樣 外簡5通過傳壓接頭6分別與液壓心軸8及液壓外簡9相連接，液壓 心軸8與液壓外簡9通過剪銷10相連接，取樣心軸4與取樣外簡5 之間密封設(shè)有取樣活塞3,傳壓接頭6與取樣活塞3之間形成取樣腔， 其內(nèi)部可通過注油塞7注入液壓油，用取樣活塞3密封；傳壓接頭6 另一側(cè)、液壓心軸8和液壓外筒9之間為空氣腔。本發(fā)明從上至下，上接頭1、取樣外簡5、傳壓接頭6、液壓外 簡9、上連接短節(jié)12、下連接短節(jié)13、連接短節(jié)14、花鍵外簡19、 鍵套20、上連接外簡21、延時(shí)外簡25、密封接頭32、球閥外簡34、 下接頭41依次螺紋連接；取樣心軸4、傳壓接頭6、液壓心軸8、上 連接短節(jié)12、下連接短節(jié)13、心軸15、上心軸22、下心軸30、連 接頭33依次螺紋連接。本發(fā)明的工作原理為本發(fā)明借助于鉆桿或油管的上、下運(yùn)動來操作和控制井下工具中 球閥的開關(guān)及取樣，球閥開關(guān)過程中產(chǎn)生延時(shí)。當(dāng)下放鉆桿或油管時(shí)， 球閥39處于關(guān)閉狀態(tài)，換位機(jī)構(gòu)的連接短節(jié)14、心軸15被帶動一 起向下運(yùn)動，但不能轉(zhuǎn)動，由于心軸15下端銑有花鍵并將鍵套20插 入花鍵槽內(nèi)，所以，當(dāng)連接短節(jié)14、心軸15向下運(yùn)動時(shí)，換位擋圈17沿?fù)Q位槽轉(zhuǎn)動；當(dāng)連接短節(jié)14、心軸15隨鉆桿或油管向下運(yùn)動時(shí)， 換位檔圈17就從一個(gè)位置換到另一個(gè)位置。鉆桿或油管向下加壓時(shí)， 延時(shí)機(jī)構(gòu)的上心軸22下移，推動延時(shí)閥26同時(shí)向下移動，壓縮液壓 油。液壓油通過延時(shí)閥26與延時(shí)外簡25之間的間隙向上心軸22的 上部緩慢滲透，產(chǎn)生延時(shí)。當(dāng)延時(shí)閥26整體移動過延時(shí)外簡25內(nèi)徑 變大處后，由于延時(shí)閥26與延時(shí)外簡25之間的間隙變大，液壓油快 速上移到心軸上部，延時(shí)閥26的阻力變小，鉆桿或油管突然下墜 36. 4腿，該動作為球閥開啟顯示，在地面可以明顯觀察到。在鉆桿或 油管下移時(shí)帶動上、下心軸22、 30下移時(shí)，連接頭33也同時(shí)下移。 當(dāng)延時(shí)機(jī)構(gòu)完成延時(shí)，鉆桿或油管突然下墜時(shí)，連接頭33開支帶動 操作銷35向下移動，并帶動球閥39轉(zhuǎn)動。球閥39轉(zhuǎn)過90。時(shí)，處 于完全打開狀態(tài)。在球閥39打開后，液壓心軸8在地層壓力作用下 將剪銷10剪斷，液壓心軸8向上移動，釋放液壓油，液壓油流入空 氣腔，地層流體進(jìn)入取樣腔，開始取樣。結(jié)東后，取樣心軸4在地層 流體壓力作用下向上移動，關(guān)閉取樣器，并由鎖塊2固定。如果要關(guān)閉球閥39，上提鉆桿或油管，連接頭33也隨之上移， 經(jīng)過一段時(shí)間后，連接頭33開始帶動操作銷35向上移動，并帶動球 閥39回轉(zhuǎn)90° ，球閥處于關(guān)閉狀態(tài)。可反復(fù)上提和下放鉆桿或油管， 將球閥39多次開、關(guān)，獲得多次流動和關(guān)井期，不會造成陰流現(xiàn)象。本發(fā)明釆用大通徑、大流量、全通徑、自動取樣的設(shè)計(jì)，各機(jī)構(gòu) 的心軸之間相通，內(nèi)孔通道根據(jù)使用需要可為cj)44 58 mm;而且 各機(jī)構(gòu)的外簡外徑可為(J) 98~ 130mm。測試器上、下端各連 接處均采用CAS螺紋連接，可以耐高壓。本發(fā)明主要用于油井中途測試和完井測試，并可用于其它吉下作 業(yè)，適用于井下油層、水層、天然氣等多種介質(zhì)。在地層測試時(shí)提供 了大通道，可下電子壓力計(jì)或其它測試儀器，能更準(zhǔn)確地提供評價(jià)地 層的資料。
權(quán)利要求
1.一種全通徑取樣測試器，其特征在于包括取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)及球閥機(jī)構(gòu)，球閥機(jī)構(gòu)連接于心軸的下端，在心軸外側(cè)自上而下依次套設(shè)有取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)和延時(shí)機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)之間依次相連，心軸在各機(jī)構(gòu)內(nèi)可上下往復(fù)運(yùn)動，帶動球閥機(jī)構(gòu)的開關(guān)。
2. 按權(quán)利要求1所述的全通徑取樣測試器，其特征在于所述 延時(shí)機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)償活塞(23)、延時(shí)外簡(25)、延時(shí)閥(26)及密封 擋圈(31)，延時(shí)機(jī)構(gòu)的心軸外側(cè)套設(shè)有延時(shí)外簡(25),其兩端與心 軸之間分別設(shè)有補(bǔ)償活塞(23)及密封擋圈(31),在補(bǔ)償活塞(23) 與密封擋圈(31 )之間的心軸上套設(shè)有延時(shí)閥(26 )，與延時(shí)外簡(25 ) 的內(nèi)壁間隙配合，延時(shí)閥(26)與心軸連動。
3. 按權(quán)利要求1所述的全通徑取樣測試器，其特征在于所述 球閥機(jī)構(gòu)包括操作銷(35)、上、下座圈(36、 40)、 C形夾板(37) 及球閥(39),球閥(39)置于上、下座圈(36、 40)內(nèi)，上座圈(36) 外側(cè)設(shè)有可上下往復(fù)運(yùn)動的操作銷(35),其一端與延時(shí)機(jī)構(gòu)相連， 另一端連接球閥(39),操作銷(35)與上座圈(36)之間設(shè)有固定 球閥(39)的C形夾板(37)。
4. 按權(quán)利要求1所述的全通徑取樣測試器，其特征在于所述 換位機(jī)構(gòu)包括連接短節(jié)U4)、換位擋圈(17)及花鍵外簡(19),換 位機(jī)構(gòu)的心軸(15)通過連接短節(jié)(14)與取樣機(jī)構(gòu)連接，在連接短 節(jié)(14)外側(cè)套設(shè)有花鍵外簡(19),花鍵外簡(19)內(nèi)壁的圓周表 面設(shè)有換位槽，其內(nèi)容置有套接于連接短節(jié)(14 )上的換位擋圈(17 ), 可沿?fù)Q位槽轉(zhuǎn)動。
5. 按權(quán)利要求1所述的全通徑取樣測試器，其特征在于所述 取樣機(jī)構(gòu)包括取樣活塞(3)、取樣心軸(4)、取樣外簡(5)、傳壓接 頭(6 )、液壓心軸(8 )及液壓外簡(9 ),取樣心軸(4 )及取樣外簡(5)通過傳壓接頭(6)分別與液壓心軸(8)及液壓外簡(9)相連 接，液壓心軸(8)與液壓外簡(9)通過剪銷(10)相連接，取樣心 軸(4)與取樣外筒(5)之間密封設(shè)有取樣活塞(3),傳壓接頭(6) 與取樣活塞(3)之間形成取樣腔，傳壓接頭(6)另一側(cè)為空氣腔。
6. 按權(quán)利要求1所述的全通徑取樣測試器，其特征在于各機(jī) 構(gòu)的心軸之間相通，心軸的內(nèi)孔通道為(J) 44 ~ 58mm;各機(jī)構(gòu)的外 簡外徑為(J) 98 ~ 13 0mm。
7. 按權(quán)利要求l所述的全通徑取樣測試器，其特征在于測試 器上、下端各連接處均釆用CAS螺紋連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及油田井下的測試取樣工具，具體地說是一種全通徑取樣測試器，包括取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)及球閥機(jī)構(gòu)，球閥機(jī)構(gòu)連接于心軸的下端，在心軸外側(cè)自上而下依次套設(shè)有取樣機(jī)構(gòu)、換位機(jī)構(gòu)和延時(shí)機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)之間依次相連，心軸在各機(jī)構(gòu)內(nèi)可上下往復(fù)運(yùn)動，帶動球閥機(jī)構(gòu)的開關(guān)。本發(fā)明在鉆桿或油管上下運(yùn)動的帶動下，可對井下工具中球閥的開關(guān)及取樣進(jìn)行操作和控制，操作方便、動作靈活可靠；采用大通徑、大流量、全通徑的設(shè)計(jì)，耐高壓，有效地避免了阻流現(xiàn)象的發(fā)生，擴(kuò)大了工具的使用作業(yè)范圍，大大提高了工具的利用率和測試成功率；球閥可通過反復(fù)上提和下放鉆桿或油管多次開、關(guān)，獲得多次開井流動和關(guān)井測壓期。
文檔編號E21B49/08GK101126315SQ20071015721
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者劉淑娟, 許蘇明 申請人:劉淑娟