一种保压取心用压力控制装置的制作方法

本发明涉及油气田勘探和开采，尤其涉及一种保压取心用压力控制装置。

背景技术：

1、随着全球油气工业的发展，油气勘探地域由陆地向深水、目的层由中浅层向深层和超深层、资源类型由常规向非常规快速延伸。东部地区在4500m以深、西部地区在6000m以深获得重大勘探突破，油气勘探深度整体下延1500m，深层、高温高压地层以及非常规天然气已成为中国陆上油气勘探重大接替领域。在深入研究深层油气藏储层条件，制定油气藏开发技术路线的过程中，通过钻井取心取全、取准地下岩心资料对深层油气勘探开发具有极其重要的意义。到目前为止，用于深层石油与天然气的钻井取心工具主要包括常规取心工具和密闭取心工具等。采用以上取心工具获取的岩心，由于没有压力保护和密封措施，起钻过程中油气组分大量损失，导致无法准确获取油层孔、渗、饱等测试数据，现有保压取心技术已经无法满足超高压地层保压取心作业需求。

2、现有技术中的保压取心工具，工具内筒最大可承受压力40mpa，虽然承压得到加强，但是，对于超高压地层保压取心作业，井底压力仍然大大超出保压取心工具承压极限。在超深井进行保压取心作业时，一味追求压力保持效果，不但极大增加了工具开发成本，也会给现场作业人员带来极大的安全风险，且不利于后续测试试验的开展。目前，针对超高压地层保压取心，尚无相关压力控制技术，在4000米以深钻井取心领域，尚无保压取心应用实例，仅能采用常规取心技术进行取心作业，严重影响了深层地质评价工作的深入开展。因此，在保压取心工具基础上，研制一种可以调节内筒压力的控制装置，使内筒压力降低至安全可控范围内，同时又能实现“保油、保气”功能，是实现深层油气保压取心的关键技术，将对我国深层、超深层油气地质评价工作的发展起到重要推动作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种保压取心用压力控制装置，以解决深层超高压地层保压取心的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种保压取心用压力控制装置，包括：

4、控压上接头，所述控压上接头的内部从上到下依次为氮气腔、活塞腔和第一液压腔，所述控压上接头的顶端设有注气孔和排气孔，所述注气孔内设有第一针阀，所述第一针阀能够开启和关闭所述注气孔，以及导通或隔离所述排气孔和所述氮气腔；所述活塞腔内滑动连接活塞，所述活塞腔的顶部与所述第一氮气腔连通，所述活塞的下方与所述第一液压腔连通；

5、控压下接头，所述控压下接头的顶端连接所述控压上接头的底端，所述控压下接头的内部从上到下依次为第二液压腔和第三液压腔，所述第二液压腔与所述第一液压腔连通；所述控压下接头的顶端设有轴向泄流孔和径向泄流孔，所述径向泄流孔内设有第二针阀，所述第二针阀能够导通或隔离所述轴向泄流孔和所述径向泄流孔，所述轴向泄流孔与所述第一液压腔连通；

6、滑套接头，所述滑套接头套设在所述控压下接头上且与所述控压下接头之间为间隙配合，所述滑套接头能够连通所述第二液压腔和所述第三液压腔；

7、内筒，所述内筒的顶端连接所述控压下接头的底端，所述第三液压腔与所述内筒连通。

8、可选地，所述活塞腔包括多个子活塞腔，多个所述子活塞腔绕所述控压上接头的轴向对称分布，每个所述子活塞腔内分别滑动连接一个子活塞。

9、可选地，所述子活塞上套设第一密封圈。

10、可选地，每个所述子活塞上至少套设两个所述第一密封圈，至少两个所述第一密封圈间隔设置。

11、可选地，所述控压下接头与所述滑套接头之间通过剪切销钉连接定位。

12、可选地，所述子活塞腔与所述氮气腔之间通过多个导气孔连通，所述导气孔的孔径小于所述子活塞腔的孔径。

13、可选地，所述控压上接头与所述控压下接头之间螺纹连接，所述控压下接头与所述内筒之间螺纹连接。

14、可选地，所述控压下接头的顶端设有第一导流孔，所述第一导流孔的两端分别连通所述第一液压腔和所述第二液压腔，所述第一导流孔的孔径小于所述第一液压腔和所述第二液压腔的内径。

15、可选地，所述控压下接头与所述滑套接头之间设有环形腔，所述第二液压腔通过第二导流孔与所述环形腔连通，所述第三液压腔通过第三导流孔与所述环形腔连通。

16、可选地，所述第三液压腔与所述内筒通过第四导流孔连通。

17、本发明的有益效果：

18、本发明的保压取心用压力控制装置，通过氮气调节内筒压力，使内筒高压压力降低至取心工具可承受范围内，实现保压取心作业内筒压力安全可控。在压力控制过程中，控压上接头内的氮气不会进入内筒，防止了外来气体混入内筒造成含气量测试失真，获取的岩心和流体为井底最为真实的地层资料。既能降低内筒压力、又不造成内筒中油气损失，实现“保油、保气”的压力控制，解决超高压地层无法进行保压取心作业的技术难题，为超深层油气储层实施保压取心作业提供技术手段和解决方法，为我国深层油气藏高效勘探开发提供有力技术保障。

技术特征：

1.一种保压取心用压力控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述活塞腔(12)包括多个子活塞腔(121)，多个所述子活塞腔(121)绕所述控压上接头(1)的轴向对称分布，每个所述子活塞腔(121)内分别滑动连接一个子活塞(171)。

3.根据权利要求2所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述子活塞(171)上套设有第一密封圈(172)。

4.根据权利要求3所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，每个所述子活塞(171)上至少套设两个所述第一密封圈(172)，至少两个所述第一密封圈(172)间隔设置。

5.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述控压下接头(2)与所述滑套接头(3)之间通过剪切销钉(5)连接定位。

6.根据权利要求2所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述子活塞腔(121)与所述氮气腔(11)之间通过多个导气孔(111)连通，所述导气孔(111)的孔径小于所述子活塞腔(121)的孔径。

7.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述控压上接头(1)与所述控压下接头(2)之间螺纹连接，所述控压下接头(2)与所述内筒(4)之间螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述控压下接头(2)的顶端设有第一导流孔(26)，所述第一导流孔(26)的两端分别连通所述第一液压腔(13)和所述第二液压腔(21)，所述第一导流孔(26)的孔径小于所述第一液压腔(13)和所述第二液压腔(21)的内径。

9.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述控压下接头(2)与所述滑套接头(3)之间设有环形腔(27)，所述第二液压腔(21)通过第二导流孔(211)与所述环形腔(27)连通，所述第三液压腔(22)通过第三导流孔(221)与所述环形腔(27)连通。

10.根据权利要求1所述的保压取心用压力控制装置，其特征在于，所述第三液压腔(22)与所述内筒(4)通过第四导流孔(222)连通。

技术总结
本发明属于油气田勘探和开采技术领域，公开了一种保压取心用压力控制装置，包括依次连接的控压上接头、控压下接头、滑套接头和内筒，控压上接头的内部为氮气腔、活塞腔和第一液压腔，顶端设有注气孔和排气孔，注气孔内设有第一针阀，活塞腔内滑动连接活塞，控压下接头的内部为第二液压腔和第三液压腔，第二液压腔与第一液压腔连通；控压下接头的顶端设有轴向泄流孔和径向泄流孔，径向泄流孔内设有第二针阀；滑套接头与控压下接头之间为间隙配合，能够连通第二液压腔和第三液压腔；第三液压腔与内筒连通。本发明通过氮气调节内筒压力，实现保压取心作业内筒压力安全可控，解决超高压地层无法进行保压取心作业的技术难题。

技术研发人员：苏洋,谢梦宇,刘兴欣,焦杨,朱千千,孔志刚,孙磊,董晨晨,张脊,骆杨,任宪忠
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12