无阻通径可多次试压工具及试压方法

技术领域

本发明涉及油气水井试压技术领域，是一种无阻通径可多次试压工具及试压方法。

背景技术

在油气水井井下作业过程中，几乎所有的施工都要对下井油管试压验漏，特别是老井重复作业，为降本增效，一般不换油管，而采用不同方式对原井的油管试压验漏，合格后继续使用。对于新投压裂井，为确保压裂成功率，即使采用全新油管，通常也要进行试压验漏工序。当前主要的油管试压方式是：在油管底部连接一只试压球座或试压阀，投入钢球封堵球座或阀件孔道，然后正打压至额定压力。采用上述方法，通常需要多一趟工序起下球座或试压阀，否则将在井下留有阻碍，影响后期生产或压裂。另外，若采用断销式阀芯的试压阀，对油管试压完毕，通常需要施加更高的压力才能打开阀芯，即打完高压后要二次打更高的压力，导致施工风险很大。

发明内容

本发明提供了一种无阻通径可多次试压工具及试压方法，克服了上述现有技术之不足，其实现了对油井管柱多次试压的能力，可以试压至50MPa及以上的高压，满足施工井多种作业工况，本发明在投入第2枚钢球打落投球滑套和卡爪式阀体时，仅需要15MPa左右低压即可实现，无需再次打高压，大大削减作业人员的操作风险。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种无阻通径可多次试压工具，包括上筒体、下筒体、投球滑套和卡爪式阀体，上筒体的下部内侧与下筒体的上部外侧固定安装在一起，卡爪式阀体包括具有轴向通道的阀体，阀体套装在下筒体内，在阀体的上部沿圆周间隔设有缺口且缺口之间的阀体形成分瓣式卡爪，在分瓣式卡爪的外侧设有凸台，在下筒体的上端内侧设有凹台，在上筒体内通过剪切销钉固定安装有投球滑套，投球滑套的下部套装在分瓣式卡爪内并将凸台限位在凹台内，在阀体的下部内侧设有环台，在环台下方的阀体内固定安装有调整环，在环台内设有底部座在调整环上的压缩弹簧，在压缩弹簧上座有预置钢球。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述预置钢球上方的阀体内通过螺纹固定安装有挡板，在挡板上间隔设有多个出液孔。

上述挡板顶部呈凹形，投球滑套下端设有与凹形配合的倒角。

上述下筒体的中部内侧设有环槽。

上述环台上部呈上宽下窄的锥台形。

上述阀体下部与下筒体之间安装有密封圈，或/和，上筒体与下筒体之间安装有密封圈，或/和，剪切销钉上方和下方的投球滑套与上筒体之间安装有密封圈。

上述上筒体的下部内侧与下筒体的上部外侧通过螺纹固定安装在一起。

上述环台下方的阀体内通过螺纹固定安装有调整环。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用无阻通径可多次试压工具的试压方法：首先将无阻通径可多次试压工具连接在压裂管柱或完井管柱下端，当进行管柱试压验漏作业时，油管正打压，流体进入阀体的轴向通道，通过节流压力和流动推力推动预置钢球压缩压缩弹簧，预置钢球接触环台密封面，继续憋高压完成试压验漏工作；停止正打压，压缩弹簧将预置钢球推起，球面与环台不再密封，井口与地层压力相联通；然后从井口投入第二枚钢球，静沉待钢球落至投球滑套顶部，油管正打压，剪断剪切销钉打落投球滑套，第二枚钢球和投球滑套一起下行，油管继续正打压，卡爪式阀体的分瓣式卡爪从凹台内滑脱，第二枚钢球推动投球滑套、卡爪式阀体整体下行，掉落至油管柱最底端的承接管或丝堵处。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，正循环时，弹簧式单流阀开始工作，预置钢球接触环台顶部形成的球座，形成密封，完成对油管的试压。若井内油管一次性试压合格，则完成施工；若油管柱有渗漏，停泵泄压后，弹簧将钢球推起，球与阀座不再密封，井口与地层联通，此时无论起油管还是下油管，油管内腔都不会憋压。特别是起油管时，油管柱内流体从阀座处自然下行，地面、井口工作面不会带液，不造成环保问题。此时可起下油管，查找漏点。待全井油管重复试压合格后，从井口投入第二枚钢球，静沉待钢球落至投球滑套顶部，油管再次正打压，此时较低压力可打落投球滑套，并一齐下行至卡爪式阀体中部挡板处，相互啮合封闭弹簧式单流阀；卡爪式阀体的分瓣式卡爪因失去投球滑套的径向支撑约束，6片分瓣式卡爪在压力下推作用回缩、聚拢，从凹台处滑脱，掉落至油管柱的最底端，油管及工具内腔再无阻碍，形成全通径。本发明实现了对油井管柱多次试压的能力，可以试压至50MPa及以上的高压，满足施工井多种作业工况。本发明在投入第2枚钢球打落投球滑套和卡爪式阀体时，仅需要15MPa左右低压即可实现，无需再次打高压，大大削减作业人员的操作风险。此处操作先高压试油管，后低压打滑套，先高压后低压的操作方式为首创。

附图说明

附图1为本发明的主视剖视结构示意图。

附图2为本发明中卡爪式阀体的主视剖视结构示意图。

附图3为本发明中投球滑套的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上筒体，2为下筒体，3为投球滑套，4为轴向通道，5为阀体，6为缺口，7为分瓣式卡爪，8为凸台，9为凹台，10为剪切销钉，11为环台，12为调整环，13为压缩弹簧，14为预置钢球，15为挡板，16为出液孔，17为密封圈,18为环槽。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1至3所示，该无阻通径可多次试压工具包括上筒体1、下筒体2、投球滑套3和卡爪式阀体，上筒体1的下部内侧与下筒体2的上部外侧固定安装在一起，卡爪式阀体包括具有轴向通道4的阀体5，阀体5套装在下筒体2内，在阀体5的上部沿圆周间隔设有缺口6且缺口6之间的阀体5形成分瓣式卡爪7，在分瓣式卡爪7的外侧设有凸台8，在下筒体2的上端内侧设有凹台9，在上筒体1内通过剪切销钉10固定安装有投球滑套3，投球滑套3的下部套装在分瓣式卡爪7内并将凸台8限位在凹台9内，在阀体5的下部内侧设有环台11，在环台11下方的阀体5内固定安装有调整环12，在环台11内设有底部座在调整环12上的压缩弹簧13，在压缩弹簧13上座有预置钢球14。

本发明连接在压裂管柱或完井管柱下端，进行管柱试压验漏作业时，油管正打压，流体进入阀体5的内腔，通过节流压力和流动推力推动预置钢球14压缩压缩弹簧13，预置钢球14接触环台11密封面，继续憋高压完成试压验漏工作。停止正打压，压缩弹簧13将预置钢球14推起，球面与环台11不再密封，井口与地层压力相联通。然后从井口投入第二枚钢球，静沉待钢球落至投球滑套3顶部，油管正打压，此处设计较低的压力即可剪断剪切销钉10打落投球滑套3，第二枚钢球和投球滑套3一起下行，油管继续正打压，卡爪式阀体的分瓣式卡爪7因失去投球滑套3的约束支撑，多个分瓣式卡爪7（一般设计6片）在压力下推作用下回缩、聚拢，从凹台9内滑脱，并借助流体的节流压力和流动推力，推动投球滑套3、卡爪式阀体整体下行，掉落至油管柱最底端的承接管或丝堵处，此时工具形成全通径，压裂管柱或完井管柱内通道再无阻碍。本发明中压缩弹簧13和预置钢球14配合形成弹簧式单流阀，设计该单流阀能承受50MPa压差；将压力反馈到卡爪式阀体的分瓣式卡爪7时，要求多个分瓣式卡爪7（一般设计6片）能够承受18-20吨的拉力。

可根据实际需要，对上述无阻通径可多次试压工具作进一步优化或/和改进：

实施例2：如附图1所示，预置钢球14上方的阀体5内通过螺纹固定安装有挡板15，在挡板15上间隔设有多个出液孔16。上述挡板15顶部呈凹形，投球滑套3下端设有与凹形配合的倒角。投球滑套3下行至卡爪式阀体中部挡板15处，这样能相互吻合更好地封闭下部阀件。下筒体2的中部内侧设有环槽18，设置环槽18能更好的使分瓣式卡爪7的外侧的凸台8有下行位置。为了和预置钢球14更好的配合密封，环台11上部呈上宽下窄的锥台形。

实施例3：如附图1所示，为了增加密封性，阀体5下部与下筒体2之间安装有密封圈17，在上筒体1与下筒体2之间安装有密封圈17，在剪切销钉10上方和下方的投球滑套3与上筒体1之间安装有密封圈17，密封圈17最好采用O型密封圈。

为了便于安装和拆卸，上筒体1的下部内侧与下筒体2的上部外侧通过螺纹固定安装在一起，环台11下方的阀体5内通过螺纹固定安装有调整环12，卡爪式阀体底部的调整环12可顺时针旋入或逆时针旋出，通过螺距调节压缩弹簧13的力和伸缩量。

实施例4：一种使用无阻通径可多次试压工具的试压方法：首先将无阻通径可多次试压工具连接在压裂管柱或完井管柱下端，当进行管柱试压验漏作业时，油管正打压，流体进入阀体5的轴向通道4，通过节流压力和流动推力推动预置钢球14压缩压缩弹簧13，预置钢球14接触环台11密封面，继续憋高压完成试压验漏工作；停止正打压，压缩弹簧13将预置钢球14推起，球面与环台11不再密封，井口与地层压力相联通；然后从井口投入第二枚钢球，静沉待钢球落至投球滑套3顶部，油管正打压，剪断剪切销钉10打落投球滑套3，第二枚钢球和投球滑套3一起下行，油管继续正打压，卡爪式阀体的分瓣式卡爪7从凹台9内滑脱，第二枚钢球推动投球滑套3、卡爪式阀体整体下行，掉落至油管柱最底端的承接管或丝堵处，油管及工具内腔再无阻碍，形成全通径。本发明实现了对油井管柱多次试压的能力，可以试压至50MPa及以上的高压，满足施工井多种作业工况。本发明在投入第2枚钢球打落投球滑套和卡爪式阀体时，仅需要15MPa左右低压即可实现，无需再次打高压，大大削减作业人员的操作风险。此处操作先高压试油管，后低压打滑套，先高压后低压的操作方式为首创。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。