專利名稱：水平井壓控電動多流測試閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及油氣井地層測試、開采等作業(yè)時，使 用的一種油管開關(guān)控制的專用工具。
背景技術(shù)：
直井的試油測試閥有兩種一種是MFE多流測試器，它由換位機(jī)構(gòu)、延時機(jī)構(gòu)和取 樣機(jī)構(gòu)組成，通過上提下放實(shí)現(xiàn)開關(guān)井。另一種是APR的LPR-N閥，它由球閥、動力和計(jì)量 三部分組成，通過環(huán)空加壓并保壓來實(shí)現(xiàn)開井；釋放完環(huán)空壓力就自動關(guān)井。但上述兩種測 試閥長度都在4m左右；不適于水平井試油測試。通過檢索目前國內(nèi)尚未有用于水平井地層 測試的測試閥。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種水平井壓控電動多流測試閥，利用壓力感應(yīng)器接 收壓力脈沖信號，通過單片機(jī)對信號進(jìn)行識別，從而啟動電機(jī)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)水平井地 層測試過程中的開關(guān)井操作，該工具及開關(guān)井、取樣、壓力監(jiān)測為一體。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是壓控電動多流測試閥，主要由上接頭、電池筒、轉(zhuǎn) 換接頭、引壓座、壓力傳感器、電機(jī)、連接管、固定套、電機(jī)輸出軸、電機(jī)座、固定銷釘、上活 塞、上扶正、上活塞座、活塞連接桿、取樣器外筒、下扶正套、下活塞座、下活塞、壓力計(jì)托筒 和下接頭組成。其特征在于空心圓柱體上接頭下端的內(nèi)螺紋與空心圓柱體轉(zhuǎn)換接頭上端的外螺紋聯(lián)接。轉(zhuǎn)換 接頭下端的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體引壓座上端的外螺紋聯(lián)接，引壓座下端的外螺紋與薄 壁空心圓柱體連接管上端的內(nèi)螺紋聯(lián)接；在上接頭和轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)有圓柱形電池筒，圓柱形 電池筒通過螺紋固定在圓柱形電機(jī)的頂部，電池筒內(nèi)有電池，電池通過控制開關(guān)與電機(jī)連 接。電機(jī)上端固定在引壓座中心孔內(nèi)，電機(jī)主體在連接管內(nèi)。壓力傳感器置于電機(jī)殼體上 端橫向孔內(nèi)，壓力傳感器通過控制開關(guān)與電機(jī)連接。在引壓座有徑向引流孔，引流孔與電機(jī) 殼體上端橫向孔相對，能把外部壓力變化傳遞給壓力傳感器。在引壓座外壁上有0型密封 圈，通過0型密封圈使引壓座外壁上下形成密封。引壓座有軸向引流通孔，使管柱內(nèi)的液體 能通過。引壓座軸向引流通孔與引壓座中部的徑向引流孔交錯開，互不聯(lián)通。連接管下端的內(nèi)螺紋與固定套上部的外螺紋聯(lián)接，固定套下端的內(nèi)螺紋與厚壁空 心圓柱體上活塞座上部的外螺紋聯(lián)接，在固定套的內(nèi)壁上有環(huán)形臺階，在固定套的內(nèi)壁上 并在環(huán)形臺階的下部有圓柱體形電機(jī)座，電機(jī)座有中心孔，在電機(jī)座的外壁上有軸向液流 通道。電機(jī)的下端固定在電機(jī)座的中心孔內(nèi)。電機(jī)輸出軸下端通過橫向固定銷釘與上活塞 聯(lián)接。上活塞套在活塞連接桿上并且上活塞的內(nèi)螺紋與圓柱形活塞連接桿的上部外螺紋聯(lián) 接。在上活塞與固定套內(nèi)壁之間有上扶正器。上活塞座下部的外螺紋與薄壁空心圓柱體取 樣器外筒上部的內(nèi)螺紋聯(lián)接；活塞連接桿在取樣器外筒內(nèi)。取樣器外筒下部的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體下活塞座上部的外螺紋聯(lián)接，下活塞座上部的內(nèi)螺紋與下扶正套的外螺紋聯(lián)接，活塞連接桿下端穿過下扶正套中心孔，活塞連 接桿下端與下活塞中心螺孔聯(lián)接。下活塞在下活塞座中心孔內(nèi)。下活塞座的下部的外螺紋與空心圓柱體下接頭的內(nèi)螺紋連接。下接頭內(nèi)腔是存 放壓力計(jì)的壓力計(jì)托筒。在下活塞座上有兩個軸向螺紋孔，軸向螺紋孔是為固定壓力計(jì)的 壓力計(jì)孔，以及一個軸向通孔和徑向孔，軸向通孔和徑向孔聯(lián)通，在軸向孔內(nèi)固定有放樣堵 桿，徑向孔是放樣堵桿的放樣口。為了攜帶放樣堵桿一起下井，在下活塞座上有軸向孔和徑向孔，軸向孔和徑向孔 聯(lián)通，在軸向孔內(nèi)固定有放樣堵桿，徑向孔是放樣堵桿的放樣口。壓力脈沖信號識別方式壓力采用閾值方式，壓力脈沖時間采用區(qū)間制。如壓力設(shè) 定30MPa，最小脈沖設(shè)定3min，最大脈沖設(shè)定IOmin ；操作時只要壓力感應(yīng)器5接受到不低 于30MPa的壓力值，并且壓力脈沖持續(xù)時間在3 IOmin之間的任意時間段，都視為有效脈 沖信號，反之則視為無效脈沖信號。簡述壓控電動多流測試閥的工作原理和操作過程首先利用壓力感應(yīng)器接收壓力脈沖信號，其次內(nèi)置的單片機(jī)根據(jù)設(shè)置對信號進(jìn)行 識別，然后啟動電機(jī)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)水平井地層測試過程中的開關(guān)井操作的一種油管 開關(guān)控制的專用工具。參閱圖1和圖2。開井壓控電動多流測試閥下井前根據(jù)具體井況進(jìn)行參數(shù)(壓 力脈沖信號、輪空時間、壓力輪空次數(shù)、壓力最小脈沖、壓力最大脈沖等)設(shè)置，初始位置設(shè) 為關(guān)閉(全堵)狀態(tài)。然后下入井內(nèi)，當(dāng)測試閥到達(dá)預(yù)定位置后，根據(jù)參數(shù)設(shè)置情況進(jìn)行油 套環(huán)空發(fā)射壓力脈沖信號(加壓、穩(wěn)壓、放壓)，壓力感應(yīng)器5接到有效壓力脈沖信號后電機(jī) 6啟動，推動活塞連接桿15及上活塞12、下活塞19向下運(yùn)動，閥與閥座分離，實(shí)現(xiàn)開井。參閱圖1和2。關(guān)井關(guān)井時根據(jù)參數(shù)設(shè)置情況進(jìn)行油套環(huán)空發(fā)射壓力脈沖信號 (加壓、穩(wěn)壓、放壓)，壓力感應(yīng)器5接到有效壓力脈沖信號后啟動電機(jī)6，推動活塞連接桿 15及上活塞12、下活塞19向上運(yùn)動，閥與閥座合并，實(shí)現(xiàn)關(guān)井。地層流體被圈閉在上活塞 12、上活塞座14、取樣器外筒16、下活塞座18、下活塞19之間的空間內(nèi)，完成取樣，同時托筒 內(nèi)的壓力計(jì)記錄施工全過程壓力、溫度變化情況。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型水平井壓控電動多流測試閥，能在額定工作 壓力下順利實(shí)現(xiàn)開關(guān)井操作，取樣器最大容積2500mL。設(shè)有輪空時段、壓力輪空次數(shù)，可避 免測試閥提前開井；壓力脈沖信號識別方式壓力采用閾值方式，壓力脈沖時間采用區(qū)間 制設(shè)計(jì)科學(xué)，降低了施工中誤操作風(fēng)險(xiǎn)，開關(guān)井采用同一脈沖信號，地面控制操作簡單，動 作靈活可靠，能夠滿足水平井段地層測試需要。

圖1是本實(shí)用新型水平井壓控電動多流測試閥上半部分結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖Ia是引壓座4的橫截面示意圖。圖Ib是電機(jī)座10的橫截面示意圖。圖2是本實(shí)用新型水平井壓控電動多流測試閥下半部分結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2a是下活塞座18的橫截面示意圖。圖中，1.上接頭；2.電池筒；3.轉(zhuǎn)換接頭；4.引壓座；5.壓力傳感器；6.電機(jī)；7.連接管；8.固定套；9.電機(jī)輸出軸；10.電機(jī)座；11.固定銷釘；12.上活塞；13.上扶正； 14.上活塞座；15.活塞連接桿；16.取樣器外筒；17.下扶正套；18.下活塞座；19.下活塞； 20.放樣口 ；21.放樣堵桿；22.壓力計(jì)托筒；23.下接頭。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :以一個水平井壓控電動多流測試閥為例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì) 說明。參閱圖1、圖2本實(shí)用新型水平井壓控電動多流測試閥，主要由上接頭1、電池筒2、 轉(zhuǎn)換接頭3、引壓座4、壓力傳感器5、電機(jī)6、連接管7、固定套8、電機(jī)輸出軸9、電機(jī)座10、 固定銷釘11、上活塞12、上扶正13、上活塞座14、活塞連接桿15、取樣器外筒16、下扶正套 17、下活塞座18、下活塞19、放樣口 20、放樣堵桿21、壓力計(jì)托筒22、下接頭23組成。外徑93毫米、長130毫米的空心圓柱體上接頭1下端的27/8平式內(nèi)螺紋與空心 圓柱體轉(zhuǎn)換接頭3上端的外螺紋聯(lián)接。最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑58毫米、長270毫米 的空心圓柱體轉(zhuǎn)換接頭3下端的M95X3的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體引壓座4上端的外螺 紋聯(lián)接，最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑40毫米、長128毫米的空心圓柱體引壓座4下端的 M95X3外螺紋與薄壁空心圓柱體連接管7上端的內(nèi)螺紋聯(lián)接；在上接頭1和轉(zhuǎn)換接頭3內(nèi)有外徑38毫米、內(nèi)徑32毫米、長285毫米的空心圓柱 體電池筒2，圓柱形電池筒2通過M32 XI. 5內(nèi)螺紋固定在圓柱形電機(jī)6的頂部，電池筒2內(nèi) 有電池，電池通過控制開關(guān)與電機(jī)連接。最大外徑44毫米、長775毫米的空心圓柱體電機(jī) 6上端固定在引壓座4直徑40毫米的中心孔內(nèi)，電機(jī)6主體在連接管7內(nèi)。壓力傳感器5 置于電機(jī)6殼體上端橫向孔內(nèi)，壓力傳感器5通過控制開關(guān)與電機(jī)6連接。在引壓座4有 四個直徑8毫米徑向引流孔24，引流孔24與電機(jī)6殼體上端橫向孔相對，能把外部壓力變 化傳遞給壓力傳感器5。在引壓座4外壁上并在引流孔24的兩側(cè)分別有0型密封圈，通過 0型密封圈使引壓座4外壁上下形成密封。引壓座4有四個軸向直徑16毫米引流通孔25， 使管柱內(nèi)的液體能通過。引壓座4軸向引流通孔25與引壓座4中部的徑向引流孔24交錯 開，互不聯(lián)通。外徑105毫米、最小內(nèi)徑80毫米、長458毫米的連接管7下端的M95X 3內(nèi)螺紋與 固定套8上部的外螺紋聯(lián)接，外徑105毫米、最小內(nèi)徑75毫米、長250毫米的固定套8下端 的M95X3內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體上活塞座14上部的外螺紋聯(lián)接，在固定套8的內(nèi)壁上 有寬10毫米、內(nèi)徑75毫米的環(huán)形臺階，在固定套8的內(nèi)壁上并在環(huán)形臺階的下部有外徑88 毫米、長42毫米的圓柱體形電機(jī)座10，電機(jī)座10有直徑39毫米、長16毫米的中心孔，在 電機(jī)座10的外壁上有四個用于液體通過的寬20毫米，半徑為10毫米的半橢圓形液流通道 26。電機(jī)6的下端通過M38X 1.5的外螺紋固定在電機(jī)座10的中心孔內(nèi)。電機(jī)輸出軸9下 端通過橫向直徑5. 5毫米、長8毫米的固定銷釘11與內(nèi)徑22毫米，外徑32毫米，長30毫 米的六方體的上活塞12聯(lián)接。上活塞12套在直徑20毫米的活塞連接桿15上并且上活塞 12的M16X1內(nèi)螺紋與圓柱形活塞連接桿15的上部外螺紋聯(lián)接。在上活塞12與固定套8 內(nèi)壁之間有外徑90毫米、最小內(nèi)徑83毫米、長120毫米的空心圓柱體上扶正器13。最大 外徑105毫米、最小內(nèi)徑40毫米、長130毫米的空心圓柱體上活塞座14下部的M95X3外 螺紋與薄壁空心圓柱體取樣器外筒16上部的內(nèi)螺紋聯(lián)接；活塞連接桿15在取樣器外筒16內(nèi)。最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑91毫米、長430毫米的取樣器外筒16下部的M95 X 3 內(nèi)螺紋與最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑40毫米、長122毫米厚壁空心圓柱體下活塞座18上 部的外螺紋聯(lián)接，下活塞座18上部的M95X3內(nèi)螺紋與下扶正套17的外螺紋聯(lián)接，活塞連 接桿15下端穿過下扶正套17直徑20毫米中心孔，活塞連接桿15下端與下活塞19中心 M16X1螺孔聯(lián)接。最大外徑40毫米、長36毫米的下活塞19在下活塞座18直徑40毫米的 中心孔內(nèi)。最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑40毫米、長122毫米下活塞座18的下部的M95 X 3外 螺紋與空心圓柱體下接頭23的內(nèi)螺紋連接。最大外徑105毫米、最小內(nèi)徑58毫米、長270 毫米的下接頭23內(nèi)腔是存放壓力計(jì)的壓力計(jì)托筒22。在下活塞座18軸向上有兩個M12 X 2 的螺紋孔，軸向孔是為固定壓力計(jì)的壓力計(jì)孔27。在下活塞座18上有軸向有一個最小內(nèi)徑12毫米通孔和直徑10毫米徑向孔，軸向 通孔和徑向孔聯(lián)通，在軸向孔內(nèi)固定有最大外徑16毫米、長60毫米的實(shí)心圓柱體放樣堵桿 21，徑向孔是放樣堵桿21的放樣口 20。
權(quán)利要求一種壓控電動多流測試閥，主要由上接頭(1)、電池筒(2)、轉(zhuǎn)換接頭(3)、引壓座(4)、壓力傳感器(5)、電機(jī)(6)、連接管(7)、固定套(8)、電機(jī)輸出軸(9)、電機(jī)座(10)、固定銷釘(11)、上活塞(12)、上扶正(13)、上活塞座(14)、活塞連接桿(15)、取樣器外筒(16)、下扶正套(17)、下活塞座(18)、下活塞(19)、壓力計(jì)托筒(22)和下接頭(23)組成；其特征在于空心圓柱體上接頭(1)下端的內(nèi)螺紋與空心圓柱體轉(zhuǎn)換接頭(3)上端的外螺紋聯(lián)接，轉(zhuǎn)換接頭(3)下端的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體引壓座(4)上端的外螺紋聯(lián)接，引壓座(4)下端的外螺紋與薄壁空心圓柱體連接管(7)上端的內(nèi)螺紋聯(lián)接；在上接頭(1)和轉(zhuǎn)換接頭(3)內(nèi)有圓柱形電池筒(2)，圓柱形電池筒(2)通過螺紋固定在圓柱形電機(jī)(6)的頂部，電池筒(2)內(nèi)有電池，電池通過控制開關(guān)與電機(jī)連接，電機(jī)(6)上端固定在引壓座(4)中心孔內(nèi)，電機(jī)(6)主體在連接管(7)內(nèi)，壓力傳感器(5)置于電機(jī)(6)殼體上端橫向孔內(nèi)，壓力傳感器(5)通過控制開關(guān)與電機(jī)(6)連接，在引壓座(4)有徑向引流孔(24)，引流孔(24)與電機(jī)(6)殼體上端橫向孔相對，在引壓座(4)外壁上有O型密封圈，通過O型密封圈使引壓座(4)外壁上下形成密封，引壓座(4)有軸向引流通孔(25)，引壓座(4)軸向引流通孔(25)與引壓座(4)中部的徑向引流孔(24)交錯開，互不聯(lián)通；連接管(7)下端的內(nèi)螺紋與固定套(8)上部的外螺紋聯(lián)接，固定套(8)下端的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體上活塞座(14)上部的外螺紋聯(lián)接，在固定套(8)的內(nèi)壁上有環(huán)形臺階，在固定套(8)的內(nèi)壁上并在環(huán)形臺階的下部有圓柱體形電機(jī)座(10)，電機(jī)座(10)有中心孔，在電機(jī)座(10)的外壁上有軸向液流通道(26)，電機(jī)(6)的下端固定在電機(jī)座(10)的中 心孔內(nèi)，電機(jī)輸出軸(9)下端通過橫向固定銷釘(11)與上活塞(12)聯(lián)接，上活塞(12)套在活塞連接桿(15)上并且上活塞(12)的內(nèi)螺紋與圓柱形活塞連接桿(15)的上部外螺紋聯(lián)接，在上活塞(12)與固定套(8)內(nèi)壁之間有上扶正器(13)，上活塞座(14)下部的外螺紋與薄壁空心圓柱體取樣器外筒(16)上部的內(nèi)螺紋聯(lián)接；活塞連接桿(15)在取樣器外筒(16)內(nèi)；取樣器外筒(16)下部的內(nèi)螺紋與厚壁空心圓柱體下活塞座(18)上部的外螺紋聯(lián)接，下活塞座(18)上部的內(nèi)螺紋與下扶正套(17)的外螺紋聯(lián)接，活塞連接桿(15)下端穿過下扶正套(17)中心孔，活塞連接桿(15)下端與下活塞(19)中心螺孔聯(lián)接，下活塞(19)在下活塞座(18)中心孔內(nèi)；下活塞座(18)的下部的外螺紋與空心圓柱體下接頭(23)的內(nèi)螺紋連接，下接頭(23)內(nèi)腔是存放壓力計(jì)的壓力計(jì)托筒(22)，在下活塞座(18)上有軸向螺紋孔，軸向螺紋孔是為固定壓力計(jì)的壓力計(jì)孔(27)，以及軸向通孔和徑向孔，軸向通孔和徑向孔聯(lián)通，在軸向孔內(nèi)固定有放樣堵桿(21)，徑向孔是放樣堵桿(21)的放樣口(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓控電動多流測試閥，其特征是在下活塞座(18)上有軸 向孔和徑向孔，軸向孔和徑向孔聯(lián)通，在軸向孔內(nèi)固定有放樣堵桿(21)，徑向孔是放樣堵桿 (21)的放樣口(20)。
專利摘要壓控電動多流測試閥，應(yīng)用于油田油氣井地層測試、開采等作業(yè)。上接頭與轉(zhuǎn)換接頭聯(lián)接。轉(zhuǎn)換接頭下端與引壓座聯(lián)接，引壓座與薄壁連接管聯(lián)接；在上接頭和轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)有電池筒、電機(jī)和壓力傳感器。連接管下端與固定套聯(lián)接，固定套上活塞座聯(lián)接，在固定套內(nèi)壁上有電機(jī)座，電機(jī)下端固定在電機(jī)座中心孔內(nèi)。取樣器外筒下部與下活塞座聯(lián)接，下活塞座與下扶正套聯(lián)接，活塞連接桿穿過下扶正套中心孔。下接頭內(nèi)腔是存放壓力計(jì)的壓力計(jì)托筒。效果是能在額定工作壓力下順利實(shí)現(xiàn)開關(guān)井操作，取樣器最大容積2500mL。設(shè)有輪空時段、壓力輪空次數(shù)，能避免測試閥提前開井；動作靈活可靠，能夠滿足水平井段地層測試需要。
文檔編號E21B49/00GK201620823SQ20102013831
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者余東合, 劉蜀平, 夏健, 徐克彬, 王曉波, 王炎 申請人:中國石油天然氣股份有限公司