井下測試高壓旁通安全閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開的是井下測試高壓旁通安全閥，在高溫高壓探井和開發(fā)井的地層測試工程中使用，本安全閥的安全解脫機構(gòu)與高壓旁通機構(gòu)連接，安全解脫機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的上部、高壓旁通機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的下部；帶孔花鍵心軸上部外圓的直鍵和凸耳與安全解脫機構(gòu)的花鍵外筒配合實現(xiàn)解脫功能，高壓旁通機構(gòu)的旁通外筒設(shè)有旁通孔與帶孔花鍵心軸下部的旁通孔配合實現(xiàn)旁通功能。本實用新型解決了高溫高壓井測試中旁通孔易泄壓刺漏和被卡管柱倒扣操控難度大的問題，減少了地層測試過程中關(guān)井泄壓或旁通刺漏造成的返工，提高測試成功率，降低施工成本，使用效果良好。
【專利說明】井下測試高壓旁通安全閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油行業(yè)的勘探開發(fā)井的地層測試部件，特別是井下測試高壓旁通安全閥，在高溫高壓探井和開發(fā)井的地層測試工程中使用，減少地層測試過程中關(guān)井泄壓或旁通刺漏造成的返工，提高測試成功率，降低施工成本。
【背景技術(shù)】
[0002]地層測試是石油行業(yè)中及時發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確評價勘探開發(fā)井油氣層的有效方法和重要手段，現(xiàn)有常規(guī)地層測試器配備的旁通是按承受正向壓差的思路設(shè)計的，由套在承托軸上的橡膠密封圈和密封接頭組成，壓縮時承托軸上的密封圈進(jìn)入密封接頭的密封面內(nèi)實現(xiàn)密封，拉伸時承托軸上的密封圈與密封接頭相脫離實現(xiàn)旁通。這種旁通的不足一是承托軸上的橡膠密封圈外層無防護(hù)容易損傷；二是存在一個向上的壓差面且承受反向壓差的能力低，在用于高溫高壓井的地層測試過程中，當(dāng)關(guān)井恢復(fù)壓力高于環(huán)空液柱壓力時，旁通易開啟泄壓或密封圈刺漏，造成測試資料不合格而返工，延長了施工周期，增加了施工費用。如果發(fā)生測試管柱被卡，所配備的安全接頭操控倒扣的難度較大，被卡管柱常常不能從所要求的位置倒開，增加了后續(xù)措施的工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是為常規(guī)地層測試器提供井下測試高壓旁通安全閥，解決現(xiàn)有常規(guī)地層測試器旁通在高溫高壓井測試中泄壓刺漏和安全接頭操控倒扣難度大的問題，減少地層測試過程中關(guān)井泄壓或旁通刺漏造成的返工，提高測試成功率，降低施工費用。
[0004]本實用新型的技術(shù)解決方案是:井下測試高壓旁通安全閥的安全解脫機構(gòu)與高壓旁通機構(gòu)連接，安全解脫機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的上部、高壓旁通機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的下部；帶孔花鍵心軸上部外圓的直鍵和凸耳與安全解脫機構(gòu)的花鍵外筒配合實現(xiàn)解脫功能，高壓旁通機構(gòu)的旁通外筒設(shè)有旁通孔與帶孔花鍵心軸下部的旁通孔配合實現(xiàn)旁通功能。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點和良好的使用效果:本實用新型將高壓旁通機構(gòu)和安全解脫機構(gòu)融為一體，取代了常規(guī)地層測試器中的安全接頭和旁通閥，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，使用成本低。本實用新型的高壓旁通機構(gòu)和安全解脫機構(gòu)共用一根帶孔花鍵心軸，通徑大，內(nèi)部無壓差面，不論關(guān)井恢復(fù)壓力如何，均不會產(chǎn)生造成旁通孔開啟的上頂力；高壓旁通機構(gòu)的兩組密封件無論在旁通孔打開還是關(guān)閉，O型密封圈始終處于防護(hù)狀態(tài)，不易受到損傷；高壓旁通機構(gòu)采用兩組密封件，形成徑向組合密封且配合間隙小，承壓能力高，工作壓力為105MPa，工作溫度為200°C，可滿足目前所有高溫高壓井的測試需要。本實用新型的安全解脫機構(gòu)采用“右旋+軸向滑動”的解脫方式，軸向滑動自由行程大，解脫操作時自由點明顯，便于控制，與右旋管柱倒扣相結(jié)合可確保被卡管柱從所要求的位置倒開。本實用新型解決了高溫高壓井測試中旁通孔易泄壓刺漏和被卡管柱倒扣操控難度大的問題，提高了測試工藝成功率和測試資料的準(zhǔn)確性，減少了測試返工，降低了施工費用，具有良好的使用效果和經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0007]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。參見圖1，井下測試高壓旁通安全閥的安全解脫機構(gòu)與高壓旁通機構(gòu)連接，安全解脫機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸2的上部、高壓旁通機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸2的下部；帶孔花鍵心軸2上部外圓的直鍵和凸耳與安全解脫機構(gòu)的花鍵外筒6配合實現(xiàn)解脫功能，高壓旁通機構(gòu)的旁通外筒3設(shè)有旁通孔與帶孔花鍵心軸2下部的旁通孔配合實現(xiàn)旁通功能。帶孔花鍵心軸2的管體上部設(shè)有一根直鍵、中部設(shè)有兩個軸向上下位置相同且徑向上對應(yīng)設(shè)置的凸耳，一根直鍵和一個凸耳從低到高成一條直線排列在帶孔花鍵心軸2的上部外圓；帶孔花鍵心軸2的下部至少設(shè)有三個旁通孔，均勻分布在下部管體上。安全解脫機構(gòu)包括花鍵外筒6和解脫限位螺母5，解脫限位螺母5的內(nèi)圓設(shè)有直鍵鍵槽與帶孔花鍵心軸2的直鍵配合、外圓設(shè)有左旋螺紋；花鍵外筒6的頂端內(nèi)圓設(shè)有左旋螺紋與解脫限位螺母5連接、中部內(nèi)圓對應(yīng)帶孔花鍵心軸2的兩個凸耳設(shè)置兩組直鍵與凸耳配合。高壓旁通機構(gòu)包括旁通外筒3和旁通密封接頭4，旁通外筒3穿套在帶孔花鍵心軸2的凸耳下方的管體上，旁通密封接頭4與旁通外筒3螺紋連接、插在帶孔花鍵心軸2的下部管體上。旁通外筒3的下部內(nèi)徑大于上部內(nèi)徑、上部外圓設(shè)有螺紋與花鍵外筒6連接，在旁通外筒3下部筒體上設(shè)有旁通孔，旁通孔下方的內(nèi)圓設(shè)有螺紋與旁通密封接頭4連接。旁通密封接頭4的上部內(nèi)圓設(shè)有兩組密封件，分別是支承密封圈7和O型密封圈9，對帶孔花鍵心軸2的旁通孔形成密封。帶孔花鍵心軸2的下部管體上設(shè)有旁通孔，可與旁通外筒3上的旁通孔連通。當(dāng)帶孔花鍵心軸2處在下行程時，其旁通孔位于旁通密封接頭4兩組密封件的下方處于密封狀態(tài)；當(dāng)帶孔花鍵心軸2處在上行程時，其旁通孔位于兩組密封件的上方并與旁通外筒3上的旁通孔對齊、內(nèi)外連通實現(xiàn)旁通功能。帶孔花鍵心軸2的上部外圓與上接頭I螺紋連接并裝有密封圈8。
[0008]進(jìn)行高溫高壓井地層測試時，將本高壓旁通安全閥與地層測試器的其它部件連接在一起下井，在其下部管柱重量作用下，本高壓旁通安全閥處于拉伸狀態(tài)，帶孔花鍵心軸2下部的旁通孔上行至支承密封圈7與O型密封圈9組成的兩組密封件的上方并與旁通外筒3上的旁通孔對齊、內(nèi)外連通實現(xiàn)旁通功能。下井管柱上的封隔器加壓座封后本實用新型處于壓縮狀態(tài)，帶孔花鍵心軸2下部的旁通孔下行至支承密封圈7與O型密封圈9組成的兩組密封的下方，旁通功能被關(guān)閉實現(xiàn)密封，無論旁通打開還是關(guān)閉，O型密封圈9始終受到支承密封圈7和帶孔花鍵心軸2下部的防護(hù)，不易受到損傷。當(dāng)本實用新型以下的管柱被卡需要解脫時，上下活動管柱確定帶孔花鍵心軸2的自由行程，給管柱施加右旋扭矩，通過自由行程反復(fù)上提下放管柱即可將被卡管柱從本實用新型處解脫倒開，帶孔花鍵心軸2和解脫限位螺母5隨同上部管柱從井內(nèi)起出，使留在井內(nèi)的管柱減少到最低數(shù)量，便于后續(xù)措施。
【權(quán)利要求】
1.井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，安全解脫機構(gòu)與高壓旁通機構(gòu)連接，安全解脫機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的上部、高壓旁通機構(gòu)安裝在帶孔花鍵心軸的下部；帶孔花鍵心軸上部外圓的直鍵和凸耳與安全解脫機構(gòu)的花鍵外筒配合，高壓旁通機構(gòu)的旁通外筒設(shè)有旁通孔與帶孔花鍵心軸下部的旁通孔配合。
2.如權(quán)利要求1所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述帶孔花鍵心軸的管體上部設(shè)有一根直鍵、中部設(shè)有兩個軸向上下位置相同且徑向上對應(yīng)設(shè)置的凸耳，一根直鍵和一個凸耳從低到高成一條直線排列在帶孔花鍵心軸的上部外圓；帶孔花鍵心軸的下部至少設(shè)有三個旁通孔，均勻分布在下部管體上。
3.如權(quán)利要求2所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述安全解脫機構(gòu)包括花鍵外筒和解脫限位螺母，解脫限位螺母的內(nèi)圓設(shè)有直鍵鍵槽與帶孔花鍵心軸的直鍵配合、外圓設(shè)有左旋螺紋；花鍵外筒的頂端內(nèi)圓設(shè)有左旋螺紋與解脫限位螺母連接、中部內(nèi)圓對應(yīng)帶孔花鍵心軸的兩個凸耳設(shè)置兩組直鍵與凸耳配合。
4.如權(quán)利要求2所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述高壓旁通機構(gòu)包括旁通外筒和旁通密封接頭，旁通外筒穿套在帶孔花鍵心軸的凸耳下方的管體上，旁通密封接頭與旁通外筒螺紋連接、插在帶孔花鍵心軸的下部管體上。
5.如權(quán)利要求1或4所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述旁通外筒的下部內(nèi)徑大于上部內(nèi)徑、上部外圓設(shè)有螺紋與花鍵外筒連接，在旁通外筒下部筒體上設(shè)有旁通孔，旁通孔下方的內(nèi)圓設(shè)有螺紋與旁通密封接頭連接。
6.如權(quán)利要求5所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述旁通密封接頭的上部內(nèi)圓設(shè)有兩組密封件，分別是支承密封圈和O型密封圈。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的井下測試高壓旁通安全閥，其特征是，所述帶孔花鍵心軸的上部外圓與上接頭螺紋連接并裝有密封圈。
【文檔編號】E21B34/06GK203531847SQ201320663698
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】于宗奎, 張昌朝, 劉濤, 李金光, 張迎春 申請人:中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司