[发明专利]不起下管柱多层段连续试油系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种油气井多层测试、注入及生产工具，尤其是指一种不起下管柱多层段连续试油系统及其操作方法。

背景技术

在试油(气)井中，有多个射孔层段需要分别取得试油资料，就需要分层试油。传统的分层试油方式采用下桥塞或注水泥塞将已试层封死，然后逐层上返上部层段进行试油，试油完毕、投产时还需钻掉水泥塞。其缺点在于多次起下管柱、下桥塞(或注水泥塞)，施工周期长、速度慢、费用高，容易对油气层造成污染。

美国专利NO.2006/0207764公开了一种多层测试、注入、生产系统的示例。此专利涉及一种能够使多个目的层被连续测试的组件。所述组件包括多个阀，且每一个阀可通过将阀致动物体投下到相应的阀内而致动。阀可以按预定顺序被相继致动到打开状态，并且在将相应的阀致动到打开状态之后对不同层进行测试或采取增产措施。但是，该发明所涉及的阀上、下各有一组传压管线接口，施工时需要通过寄生的传压管线来控制阀的操作，该结构使管柱组装、起、下变得工序复杂、施工周期长；传压管线的存在使管柱无法安装安全接头，一旦遇卡时难以实现安全解脱。且传压管线易发生损坏、不可靠，导致施工成功率降低。所以，该专利虽然使井下多层测试不需反复起下管柱，但其并未完全克服油井测试效率低下、安全性低等技术问题。

中国专利第200920172899.X号公开了一种井下投球控制开关阀，其技术路线是：当通过投球、油管加压操作开启时，滑阀在推力作用下下行，滑阀下端推动弹簧爪带动操作臂，操作臂通过凸起推动球阀旋转，实现关闭球阀，滑阀继续下行至弹簧爪内部，直到循环孔打开。但是，该实用新型在结构和原理上存在如下缺陷：按照该实用新型具体实施方式中的说明，“球阀关闭的行程要小于循环孔打开的行程”，也就是说下部的球阀关闭在循环孔打开之前；而一旦球阀关闭后，则上下两个钢球之间会囚为液体的不可压缩形成“死腔”，即滑阀将不会再有行程，则循环孔是不会开启的，囚此，该实用新型是不可能实现的。此外，即便是该阀经过改进设计，使得“球阀关闭的行程大于循环孔打开的行程”，那么一旦循环孔首先打开，液流将从循环孔排至油套环空，不仅使液压骤减而无法继续驱动球阀关闭，还会使井液渗入地层，对油层造成污染。

发明内容

针对背景技术中所述的传统分层试油技术存在的多次起下管柱、下桥塞(或注水泥塞)、施工周期长、费用高、易造成地层污染的缺点，以及美国专利设置寄生的传压管线依然影响井下测试效率的问题，本发明的目的在于提供一种不起下管柱多层段连续试油系统及其操作方法，该系统及操作方法可实现不起下管柱就能完成多层多段连续测试、增产改造、排液一系列井下作业工序，具有施工操作简单、组装方便、施工周期短等突出优点。

该目的是由以下的技术方案所实现的：

一种不起下管柱多层段连续试油系统，串接于井下测试管柱上，所述多层段连续试油系统包括沿管柱轴向顺序串接的上子系统、多个分层测试系统及下子系统，其中：上子系统包括沿管柱轴向顺序串接的多次循环阀、主测试阀、全通径压力计托筒、安全接头和顶部液压封隔器；多个分层测试系统沿管柱轴向顺序串接于管柱上，每个分层测试系统对应一油层，而各所述分层测试系统包括顺序串接的液压开关阀、安全接头及分层液压封隔器，其中的液压开关阀是如上所述的液压开关阀；下子系统包括沿管柱轴向顺序串接的液压滑套、传压接头及监测压力计。

所述分层测试系统的液压开关阀，连接于井下测试管柱上，所述液压开关阀为一多层的中空管状体，沿径向具有外层、中间层和内层，所述外层沿轴向自上而下连接有上接头、中间接头、球阀外筒和下接头；所述中间层具有可滑动地设置于所述外层内侧的中空心轴，心轴通过心轴剪钉固定于中间接头，所述中间层在心轴下端沿心轴的轴线延长线方向还依序设有连接爪、连接短节、上座圈和下座圈，上座圈侧壁上开设有两个平行凹槽，两个长条形的操作臂分别嵌设于所述两个平行凹槽内，操作臂的顶端与连接短节的底端扣接；所述内层在心轴内腔上部设有顶端能被投球卡封的球座套体，所述内层在上、下座圈内设有球阀总成，球阀总成具有上球座、下球座及结合于两球座中的球阀，球阀与上球座间设有座弹簧，而球阀与操作臂的凸起操作端配合；其中，所述上接头设有外循环孔，所述心轴在所述外循环孔的上侧还设有内循环孔和泄压孔，所述泄压孔的轴向位置位于所述外循环孔和内循环孔之间。