專利名稱：旋轉式地層測試器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油地質勘探中油氣井地層測試控制裝置。
背景技術：
在石油地質勘探的油藏早期評價時，需通過油管或鉆桿向井筒內下入測試儀器，利用井下開、關井方式控制地層流體流出或停止，激動地層壓力波向深度擴散，并運用高精度壓力計記錄這一變化過程的井底壓力和流量信息資料，從而實現對儲層滲流條件、油藏供油邊界、地層彈性能量等油藏信息的評價，為油氣勘探、油藏開發提供可靠的科學依據。目前使用的有壓控式和上提下放式兩種類型井下地層測試器，壓控式地層測試器，工具名稱為APR-N測試閥和PCT測試閥，均為美國斯侖貝謝、哈里伯頓等公司開發，這些測試器是通過油套環空打壓方式控制井下地層測試器的開、關井狀態，其使用條件是油套環空必須充滿液體(水或壓井液)。美國江斯頓公司研制開發的MFE測試器是通過井口上提、下放測試管柱，操作井下MFE測試器的開、關井狀態，其使用條件是操作時必須要拆卸井口及地面管匯，且需要有輔助提升動力設備，在使用這種測試器時容易提松封隔器，導致壓力資料失真、測試失敗。上述兩種類型地層測試器在非自噴泵抽井探邊測試施工中均存在著弊端一是非自噴泵抽井油套環空液面較深(不在井口)，環空是溶解氣向地面釋放的通道，不具備壓控類型工具環空打壓、卸壓開、關井操作條件，故APR、PCT工具在此類井測試時不能使用。二是非自噴井探邊測試技術要點是連續采油生產時間長，一般為2-3個月，這樣方能測取到油層深度油藏邊界信息，而且在生產停止后必須在瞬時關井，MFE測試器開、關井操作時不僅需要提升設備配合，而且需拆卸井口及地面管匯和擺開抽油機懸繩器(俗稱驢頭)，安裝提升短節等，這些操作在停止泵抽生產后至少需3-4小時，方能實現操作井下地層測試器開、關井操作，無法滿足非自噴井探邊試井中停產瞬時關井的資料錄取技術要求。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種使用方便、工作可靠、壽命長的旋轉式地層測試器，使用它可以快捷、可靠地實現測試器的開、關井狀態轉換，實施地層測試工作。
本實用新型的技術解決方案是這樣實現的，一種旋轉式地層測試器，由上接頭1、外筒4和下接頭23聯結在一起構成，其特殊之處在于(1)外筒4套在鍵心軸7上，鍵心軸7的上端通過螺紋安裝在上接頭1內。(2)彈簧9套裝在彈簧座8的下端，星輪10裝在星軸12上，星輪10、星軸12和鍵心軸7通過鍵齒嚙合在一起，彈簧座8通過螺紋安裝在星軸12的上端。(3)閥外筒13上端通過螺紋分別和外筒4、星軸12相聯結。(4)球閥17α上具有通孔17和小孔，操作臂16安裝在閥外筒13內，操作臂16上的圓形凸頭伸入在球閥17α上的小孔中。(5)上閥座15裝在星軸12下端，球閥17α、下閥座18及活套20依次裝在閥外筒13內，通過C形夾板24使它們聯結在一起。(6)下接頭23通過螺紋安裝在閥外筒13的下端。
在上述技術解決方案中，其特殊之處環在于，(1)在上接頭1下端和外筒4上端之間安裝有軸承。(2)在外筒4和鍵心軸7的臺階之間裝有墊圈5，在下閥座18和活套20的臺階之間裝有碟形彈簧19。
本實用新型的有益效果是(1)該測試器與旋轉井口和雙向卡瓦封隔器等地層測試配套工具組合下井后，當需要測試時，在井口直接轉動旋轉短節，在幾分鐘內即可實現井下測試器開、關狀態的轉換，即時進行地層壓力、流量資料的測取，滿足了在非自噴泵抽井探邊測試工作的要求。(2)使用該測試器不需要其它地面動力輔助設備，也不需要拆卸井口及地面管匯，可以減少大量的輔助工作時間。其操作只需將測試管柱右旋轉2圈即可關井，或者左旋轉上接頭2圈即可開井，操作方便、省力，工作可靠。(3)該測試器可反復多次進行開、關井操作，使用壽命長。(4)在開井后白動實現旋轉扭矩的卸載，可有效預防聯接管串的倒扣，減少事故發生。
圖1是本實用新型的剖面結構示意圖。
圖2是本實用新型的球閥部分放大剖面圖。
圖3是包括該測試器組成的地層測試組合管柱連接示意圖。
具體實施方式
外筒4的密封槽內安裝有“O”型密封圈，外筒4套在鍵心軸7上，它們之間裝有密封圈，它們的臺階之間裝有止退墊圈5，鍵心軸7的上端通過螺紋安裝在上接頭1內，它們之間安裝有密封圈，在外筒4的上端面和上接頭1之間安裝有軸承3。星輪10的內外均布有6-8條縱向滑鍵槽，在鍵槽凸起的上端右側具有倒角，星軸12、鍵心軸7上具有和星輪10相應的縱向滑鍵槽，星輪10裝在星軸12、鍵心軸7之間，它們通過滑鍵齒槽相互嚙合在一起。彈簧9采用螺旋彈簧，彈簧9套裝在彈簧座8的下端，彈簧座8通過螺紋安裝在星軸12的上端，彈簧座8的上部和鍵心軸7之間裝有密封圈6。閥外筒13通過螺紋安裝在外筒4的下端，它們之間安裝有密封圈11，閥外筒13上端和星軸12之間通過螺紋相聯結。長條形的操作臂16上具有圓形端頭，球閥17α上具有通孔17和小孔，將操作臂16固定裝在閥外筒13內，C形夾板24的上下端內具有環向凸臺，在上閥座15的下端及下閥座18的上端具有截球面，活套20上具有環形槽，上閥座15裝在星軸12的下端內，它們之間裝有密封圈。球閥17α、下閥座18、活套20依次裝在閥外筒13內，使操作臂16的圓形端頭伸入到球閥17α的小孔內，下閥座18和活套20之間裝有碟形彈簧19，下閥座18和活套20之間裝有密封圈21。星軸12的下端具有環槽14，將3-5塊C形夾板24的上凸臺裝在星軸12下端的環槽14內，C形夾板24的下凸臺裝在活套20的環槽內，通過C形夾板24使上閥座15、球閥17α、下閥座18、活套20聯結在一起。下接頭23通過螺紋安裝在閥外筒13的下端，并調整碟形彈簧19，使球閥17α能夠在上下閥座的球面內旋轉滑動，在下接頭23和閥外筒13、活套20之間分別裝有密封圈22、21。
在油井井口安裝旋轉式井口26，井口26上安裝旋轉短接25，在井筒內安裝油管27，油管27下端依次連接采油泵29、篩管30、伸縮接頭31、測試器32、封隔器33、防砂篩管34、電子壓力計35，在必要的地方加接短接，在油管27內有抽油桿28，組成地層測試組合管柱，下入井中，使封隔器33坐封后，運用短油管和伸縮接頭31進行調整，使測試器32處于自由狀態(不受拉伸和壓縮負荷)，通過地面左轉或右轉測試管柱，旋轉扭矩通過測試管柱傳遞至測試器32的上接頭1，上接頭1帶動鍵心軸7旋轉，并通過星輪10將旋轉扭矩傳遞至星軸12，星軸12旋轉上移或下移，完成球閥17α打開或關閉的狀態轉換，當球閥17α完全打開時，左旋扭矩自動卸載功能啟動。開井后地層流體經防砂篩管34進入測試管柱，經篩管30流入油套環空，此時溶解氣釋放于油套環空頂部無液體的環形空間中，避免了采油泵29產生氣堵而降低泵的工作效率，油流通過采油泵泵頭帶孔接頭進入采油泵29，舉升至地面，依據測試設計連續生產一段時間后，關井時只需拆掉抽油桿28與抽油機之間的聯結卡塊便可通過右旋轉井口旋轉短節25完成井下旋轉地層測試器32關井操作，達到地層壓力恢復資料準確錄取的目的。經地面井口反復左、右周期性旋轉測試管柱，便可實現井下旋轉地層測試器多次開、關井操作目的。
權利要求1·一種旋轉式地層測試器，由上接頭(1)、外筒(4)和下接頭(23)聯結在一起構成，其特征是①外筒(4)套在鍵心軸(7)上，鍵心軸(7)的上端通過螺紋安裝在上接頭(1)內；②彈簧(9)套裝在彈簧座(8)的下端，星輪(10)裝在星軸(12)上，星輪(10)、星軸(12)和鍵心軸(7)通過鍵齒嚙合在一起，彈簧座(8)通過螺紋安裝在星軸(12)的上端；③閥外筒(13)上端通過螺紋分別和外筒(4)、星軸(12)相聯結；④球閥(17α)上具有通孔(17)和小孔，操作臂(16)安裝在閥外筒(13)內，操作臂(16)上的圓形凸頭伸入在球閥(17α)上的小孔中；⑤上閥座(15)裝在星軸(12)下端，球閥(17α)、下閥座(18)及活套(20)依次裝在閥外筒(13)內，通過C形夾板(24)使它們聯結在一起；⑥下接頭(23)通過螺紋安裝在閥外筒(13)的下端。
2·根據權利要求1所述的旋轉式地層測試器，其特征是①在上接頭(1)下端和外筒(4)上端之間安裝有軸承(3)；②在外筒(4)和鍵心軸(7)的臺階之間裝有墊圈(5)，在下閥座(18)和活套(20)的臺階之間裝有碟形彈簧(19)。
專利摘要旋轉式地層測試器，涉及一種石油地質勘探中油氣井地層測試控制裝置。由上接頭、外筒和下接頭聯結在一起構成，其特征是星輪裝在星軸上，星輪、星軸和鍵心軸通過滑鍵齒槽嚙合在一起，閥外筒通過螺紋分別和外筒、星軸相聯結，操作臂安裝在閥外筒內，球閥上具有通孔和小孔，操作臂上的圓形凸頭伸入在球閥上的小孔中，球閥、閥座及活套依次裝在閥外筒內，通過C形夾板將它們聯結在一起，下接頭通過螺紋安裝在閥外筒的下端。該測試器可即時進行地層壓力、流量資料測取，滿足了在非自噴泵抽井探邊測試工作的要求，操作方便、省力，工作可靠，使用壽命長，可預防倒扣，減少事故。
文檔編號E21B47/00GK2670599SQ200320127888
公開日2005年1月12日 申請日期2003年12月22日 優先權日2003年12月22日
發明者萬文江, 王元龍, 王小勇, 莊建山, 余東合, 劉永紅, 王希權 申請人:華北石油管理局油氣井測試公司