专利名称：解脱封堵测试阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油气井试油试采井下工具，尤其是涉及一种集井下开关井、 管柱解脱与管内封堵为一体的试油试采井下工具。
背景技术：
随着石油勘探开发的进展，油气井试油试采工艺不断更新，对储层的改造 越来越普遍和深入。常用的储层改造技术主要是酸化和压裂。储层经过改造以 后渗透性很好，地层流体非常活跃，解封起管柱需要大量的泥浆压井，造成大 量的人力和物力的浪费，对储层也造成了严重的污染，同时在起管柱过程中如
果不能封堵地层，还存在井喷或油气泄漏的危险，如果地层流体含H2S等有毒气 体，即使是微小的泄漏都有可能造成致命的人身伤害。
目前常用的方法是采用双向自锁封隔器+密封脱接器组合，双向自锁封隔 器座封后可实现储层与环空的封隔，密封脱接器心轴内可通过钢丝作业投入堵 塞器实现管内封堵，作业管柱可以从密封脱接器处解脱和对接。这样在对储层 改造结束后可先通过钢丝作业在密封脱接器心轴内投入堵塞器将管内封堵，再 从密封脱接器处解脱管柱。此时密封脱接器心轴和堵塞器留在井下与双向自锁 封隔器一起实现对储层的封堵。需要投产时再更换管柱捞出堵塞器即可。但是 采用此种钢丝作业投、捞堵塞器的方式存在许多不可靠因素，管柱的弯曲、井 深、井斜、地磁、管内沉砂或结垢等都可能影响钢丝投、捞堵塞器的成败，一 旦投、捞堵塞器失败就只能被迫解封起管柱。此时又容易出现前面说过的问题， 而且即使堵塞器投、捞顺利有时也无法完成测试作业，因为投、捞堵塞器必须在压力平衡的条件下完成，测试压差无法建立。同时，钢丝作业本身也是一项 繁琐而费时的作业，需要一整套钢丝绞车、井口防喷设备和钢丝作业工具，以 及一批熟练的作业人员。
发明内容
针对以上现有技术的状况，本发明首先解决的问题是在解脱的同时实现封 堵，其次是利用解脱封堵装置完成井下测试工作。本发明的方案如下 一种井 下解脱封堵测试装置，包括顺序连接的对接心轴、回接筒、球阀和下接头，其 改进在于，所述对接心轴与回接筒采用剪切销钉连接，所述对接心轴前端有固 定凸耳，所述回接筒连接对接心轴端有V形滑槽，所述凸耳卡入V形滑槽内， 所述回接筒内部依次安装有自锁套、弹簧，所述回接筒前端内壁上有锁定台阶， 所述自锁套与回接筒内壁之间有棘爪套，所述棘爪套前部为根部连接前端均匀 分隔的多个凸块，所述凸块向轴心倾斜，所述棘爪套中间有圈凸台，所述球阀 外筒内壁安装两根操作臂，所述操作臂一端带有凸球另一端安装与棘爪套后端 相连接的卡合装置，所述球阀内的球阀总成上开有两个孔洞，所述操作臂的凸 球卡入所述球阀总成上的孔洞内。
本发明的一优选方式棘爪套后端的凹槽，操作臂前端的凸条，所述棘爪 套上的凹槽与操作臂上的凸条卡合。
本发明的一优选方式所述回接筒内壁位于弹簧底端安装有限位块。
本发明的再一优选方式所述对接心轴连接端的销钉孔有两个且间隔一定 距离呈上下排列。
本发明的另一优选方式所述下接头另一端连接有存储式压力计。本发明的又一优选方式所述对接心轴与回接筒接触端有密封圈。 本发明的再一优选方式所述V形滑槽一边为敞口， 一边带有挂勾。 本方案采用棘爪套来卡住自锁套，完成井下球阀的开头，避免了井下气体或 液体的泄露，利用V形滑槽达到管柱解脱的目的，采用管柱直接打捞球阀，避 免了使用钢丝投、捞的浪费与失误，在下接头处连接存储式压力计完成井下测 压的工序，不用第二次开关球阀， 一次就完成井下封堵与测试，本方案效率高、 事故率低，使用方便。
图1解脱封堵关井示意图 图2解脱封堵开井示意图
图3 V形滑槽结构示意图 图4棘爪套立体示意图 图5棘爪套主视图 图6棘爪套俯视图
具体实施例方式
本方案采用对接心轴l、回接筒2、球阀3和下接头4连接在一起的方式， 完成整个封堵解脱过程。
具体过程如图l、 2所述将对接心轴1 一端与管柱连接，另一端与回接筒 2连接，对接心轴1的前端直径小于回接筒2的内径并可插入回接筒2内，与回 接筒2连接采用剪切销轴17的方式固定连接，如图3所示，在回接筒2销轴孔的下方有一个V形滑槽15， V形滑槽15—边有挂勾，另一为敞口，在对接心轴 1上有两个上下排列的销钉孔18，两个销钉孔之间的距离与V形滑槽15的底部 至挂勾处的距离相等，在对接心轴1销钉孔18下方有固定凸耳16，凸耳16卡 在回接筒2的V形滑槽里15，在不同的销钉孔18中安装剪切销钉17，可以决
定下井时球阀是打开的还是关闭的，对接心轴1的前端为圆柱形，在最前端有 段直径稍大的锁柱22，对接心轴1的前端直径小于回接筒的内径并可插入回接 筒管内，回接筒2与球阔3之间通过螺纹连接，回接筒2前部的直径大于回接 筒后部的直径，直径落差在回接筒2中部形成一个限位阶14。
在球阀3的管壁内部有两根操作臂8，每个操作臂8朝向轴心面的前端有凸 球9，后端开有凹槽12，球阀总成10上有两个对应操作臂8上凸起的凹洞19， 操作臂8上的凸球9卡入球阀总成10表面上的凹洞19里并形成密封。
在球阀3管内安装有可轴向运动的自锁套5，自锁套5与球阀总成10之间 安装有弹簧7，如图4、 6所示，自锁套5与球阀2管壁之间安装有棘爪套6， 棘爪套6的前端一圈为凸起20，整圈凸起20被均匀分成有间隔的多个凸块21， 正常情况下各凸块21向轴心倾斜，自锁套5的直径大于对接心轴1上锁柱22 的直径，未施加力时自锁套5被弹簧7顶到棘爪凸块21处将凸块向外撑开，凸 块21形成的直径小于自锁套5的直径，因此自锁套5不会从棘爪套6中脱出， 凸块21另一边紧靠在回接筒2的锁定台阶14上，锁定台阶14可以保证此时不 会因为其它原因使自锁套5向下运动使球阀3意外开关。棘爪套6的中部有圈 凸台13，当自锁套5向下运动时推动棘爪中部的凸台13带动棘爪套6向下运动， 如图5所示，棘爪套6后部与两根操作臂凸块12相对处有凹槽11，操作臂上凸 块12卡入棘爪套凹槽12内，自锁套5受力时向下运动推动弹簧7，弹簧7在被压縮的过程中，带动棘爪套6向下运动，进而棘爪套后端的凹槽ll推动两个操 作臂8向下运动，操作臂8上的凸球9推动球阀总成10，完成井下开井或关井， 弹簧7与自锁套5相对端有限位块，可以防止弹簧7被过度压縮而产生弹性形 变。
棘爪套6与操作臂8的连接还可以彩用铰接、扣合等方式。 如图1、 2所示，工作时将对接心轴1与回接筒2通过剪切销钉17固定在 一起，剪切销钉17固定位置可以根据球阀3是需要打开还是关闭来确定，再将 回接筒2与球阀3连接，球阀3的另一端与下接头4连接。球阀3下到预定位 置后，设定剪切销钉17剪切压小于推动自锁套5的压力，利用环空打压的方式， 将剪切销钉17切断使对接心轴1与回接筒2分开，回接筒2通过V形滑槽15 上的挂勾与对接心轴1上的凸耳16形成活动连接，继续下落管柱，此时对接心 轴端部的凸耳16落在V形滑槽15的底部，锁柱22落入棘爪套6前端的凸块21 内与自锁套5接触，并推动自锁套5向下运动，自锁套5向下运动时棘爪凸块 21自动向中间合拢并卡住锁柱22，自锁套5继续向下压弹簧7并带动棘爪套6 推动操作臂8，完成球阀总成10的关闭和打开，需要解脱时，旋转管柱，使对 接心轴1上的凸耳16从V形滑槽15的敞口处旋出，进而脱离回接筒2，同时锁 柱22向上运动，自锁套5也同时在弹簧7作用下向上顶起，到达棘爪套凸块21 前，将凸块21向外撑开，凸块21松开锁柱22，继续上提管柱完成整个解套过 程。
储层改造的下井管柱应具备解脱与封堵功能，而且在管柱解脱以前必须将 储层封堵，本方案中当球阀在井下时，可以利用环空打压的方式，压力作用到 自锁套5上，自锁套5向下运动并下压弹簧7带动棘爪套6推动操作臂8，完成球阀的关闭和打开。如果需要提出球阀时，再将对接心轴下到井下，使前端的
凸耳从回接筒的v形滑槽敞口端进入，再旋转至v形滑槽另一边，利用另一边
的挂勾，此时上提管柱就将球阀一并起出。也可以在球阀下接头挂接存储式压 力计，等测试时间后提出压力计，以取得井下各种数据。
权利要求
1、一种井下解脱封堵测试装置，包括顺序连接的对接心轴(1)、回接筒(2)、球阀(3)和下接头(4)，其特征在于，所述对接心轴(1)与回接筒(2)采用剪切销钉(17)连接，所述对接心轴(1)前端有固定凸耳(16)，所述回接筒(2)连接对接心轴端有V形滑槽(15)，所述凸耳(16)卡入V形滑槽(15)内，所述回接筒(2)内部依次安装有自锁套(5)、弹簧(7)，所述回接筒(2)前端内壁上有锁定台阶(14)，所述自锁套(5)与回接筒(2)内壁之间有棘爪套(6)，所述棘爪套(6)前部为根部连接前端均匀分隔的多个凸块(21)，所述凸块(21)向轴心倾斜，所述棘爪套(6)中间有圈凸台(13)，所述球阀(3)外筒内壁安装两根操作臂(8)，所述操作臂(8)一端带有凸球(9)另一端安装与棘爪套(6)后端相连接的卡合装置，所述球阀(3)内的球阀总成(10)上开有两个孔洞，所述操作臂(8)的凸球(9)卡入所述球阀总成(10)上的孔洞内。
2、 如权利要求1所述的一种井下解脱封堵测试装置，所述卡合装置包括 棘爪套(6)后端的凹槽(11)，操作臂(8)前端的凸条(12)，所述棘爪套(6) 上的凹槽(11)与操作臂(8)上的凸条(12)卡合。
3、 如权利要求1或2所述的一种井下解脱封堵测试装置，其特征在于，所 述回接筒(2)内壁位于弹簧底端安装有限位块。
4、 如权利要求3所述的一种井下解脱封堵测试装置，其特征在于，所述对 接心轴(1)连接端的销钉孔(18)有两个且间隔一定距离呈上下排列。
5、 如权利要求4所述的一种井下解脱封堵测试装置，其特征在于，所述下接头另一端连接有存储式压力计。
6、 如权利要求5所述的一种井下解脱封堵测试装置，其特征在于，所述对 接心轴(1)与回接筒(2)接触端有密封圈。
7、如权利要求6所述的一种井下解脱封堵测试装置，其特征在于，所述V 形滑槽(15) —边为敞口一边带有挂勾。
全文摘要
本发明涉及一种井下解脱封堵测试阀，具体是涉及一种集井下开关井、管柱解脱与封堵为一体的试油试采井下工具。本方案采用对接心轴与回接筒采用剪切销钉连接，对接心轴前端有固定凸耳，回接筒连接对接心轴端有V形滑槽，凸耳卡入V形滑槽内，回接筒内部依次安装有自锁套、弹簧，回接筒前端内壁上有锁定台阶，自锁套与回接筒内壁之间有棘爪套，棘爪套前部为根部连接前端均匀分隔的多个凸块，凸块向轴心倾斜，棘爪套中间有圈凸台后端有凸条，球阀外筒内壁安装两根操作臂，操作臂一端带有凸球另一端有凹槽，球阀内的球阀总成上开有两个孔洞，棘爪套上的凸条卡入操作臂的凹槽内，操作臂的凸球卡入球阀总成上的孔洞内。本方案避免了井下气体或液体的泄露，简化了操作流程，节省了投入设备。而且本发明可以直接在球阀下安装存储式压力计，下阀的同时完成测试作业。
文档编号E21B47/06GK101440700SQ200810239778
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者庞怀庆, 张福祥, 彭建新, 朱进府, 李志国, 杨晓辉, 赵海库 申请人:新疆华油油气工程有限公司