[发明专利]一种地面防喷装置的井下试压装置及其试压方法

说明书

本发明是一种地面防喷装置的井下试压装置及其试压方法，为地面的半封和全封防喷装置测试其密封性能提供一种井下试压工具。本装置的上接头设有高压过流孔，上轨道接头设有低压过流孔和换向轨道，下轨道接头设有解锁轨道，活塞安装在上轨道接头的换向轨道中与安装在密封中心管外面的步进锁紧机构连接；步进锁紧机构中的锁爪与下轨道接头配合、能够完成步进解锁动作，复位弹簧能够使锁爪复位、使活塞在上轨道接头的换向轨道中换向。本发明利用柱塞泵使液柱作用于活塞，推动低压和高压膨胀管与锁爪一起下行，达到低压和高压膨胀管单向步进目的。在试压压力过高时，本装置的步进锁紧状态解除，有效避免了压力过高对防喷装置造成的损坏。

技术领域

本发明涉及油田井口防喷装置的试压装置，特别是一种地面防喷装置的井下试压装置及其试压方法，为地面的半封和全封防喷装置测试其密封性能提供一种井下试压工具。

背景技术

“井控”是指油气勘探开发全过程油气井、注水井、注气井的控制与管理，包括钻井、测井，录井、测试、注水、注气、井下作业、正常生产井管理和报废井弃置处理等各生产环节。在井下作业过程中，井下生产管柱是通过安装在套管法兰的防喷器和油管上的旋塞阀等装置，有效地对油套环空和油管进行封闭，从而实现完井过程的井控作业、溢流的处理和井喷失控的处理。因此，做为井控装置的半封和全封防喷器的密封可靠性极其重要。

相关的制度要求，全套井控装置安装完毕后，要用清水对井控装置进行试压，而防喷器需要进行高、低压两次试压，其中高压试压的试压值取施工层位目前最高地层压力和所使用套管抗内压强度以及井口额定工作压力三者中的最小值，稳压时间不少于15分钟，允许压降不超过0.7兆帕；低压试压的试压值为1.4-2.1兆帕，稳压时间不少于5分钟，允许压降不超过0.07兆帕。

目前，对半封和全封防喷器常用的试压手段和方法是：井下油管自上而下联接油管悬挂器、油管、筛管短节和皮碗封隔器，油管悬挂器座于套管大四通锥体上；防喷器安装在套管法兰上面。

对全封防喷器试压时，关闭防喷器的全封闸板，地面利用柱塞泵从套管阀门打压至设计的试压值，在液柱压力作用下皮碗封隔器的胶筒膨胀，将油套环空封隔，从而对防喷器的全封密封性能进行测试；对半封防喷器试压时，在全封试压管串的基础上，用上部安装有旋塞阀的油管短节穿过防喷器与油管悬挂器联接。关闭半封防喷器，半封闸板封隔油管短节与防喷器之间的环空。利用柱塞泵从套管阀门打压至设计的试压值，在液柱压力作用下皮碗封隔器的胶筒膨胀，对半封防喷器和油管顶部旋塞阀进行试压。

通过现场调研，防喷器试压过程中存在以下问题：

一是作业人员现场操作时一般仅起出原完井管柱的1-2根后，就联接皮碗封隔器下入井中，试压中油管悬挂器丝扣所受负载较大，特别是深抽井表现得更加明显。进行高压试压时，由于柱塞泵操作不当使其压力过大、液柱的受力面积大和油管悬挂器丝扣质量差等因素，会发生完井管柱的落井事故。

二是油井日常生产中，由于洗井、套管加清蜡剂等药剂和产出液结垢等因素，套管内壁上附着有异物，使得皮碗封隔器的胶筒无法与套管内壁紧密接触，导致密封失效。

三是原工艺是靠皮碗封隔器的胶筒受压膨胀，将套管环空进行封隔，而低压试压时，由于压力低，胶筒无法有效膨胀，皮碗封隔器的密封可靠性降低。

生产现场需要对目前地面防喷装置的试压装置进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对以上在防喷器试压中暴露出的问题，提供一种地面防喷装置的井下试压装置及其试压方法，在地面防喷装置的高压和低压试压过程中，使井下试压装置的密封可靠同时又能限制试压压力过高对地面防喷装置造成的损坏，提高地面防喷装置的试压一次合格率，提高试压施工效率。

本发明的技术解决方案是：