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　　全通径选择测试阀与APR—N阀在实际应用中的优劣对(1．中国科学院地质与地球物理研究所北京100059；北京100059；河北廊坊065007)摘要APR．N阀是哈里伯顿公司全通径压控式测试工具的主阀。全通径选择测试阀作为新一的压控式测试阀，较以往使用的APR．N阀在结构、性能、原理上有了较大改进，拓宽了地层测试的使用范围，降低了井筒及其它因素与外界影响，使得现场测试更加简便、安全、可靠。但经过多次现场使用，证实全通径选择测试阀还存在某些不足，需要进一步完善和改进。关键词钻柱地层测试选择测试择测试阀作为新一测试阀，较以往使用的APR．N阀在结构、性能、原理上有了较大的改进，经过近十口井的现场使用，其操作简便性、安全性、可靠性得到现场验证。两种测试阀的比较1．共同点两者都是通过操作环空压力进行的，均属98．425mm和127mm两种类内径，抗拉强度，扭矩强度，工作温度，适用环境等都是一样同点选择测试阀在结构、原理、性能上较APR．N有显著提高，两者有明显区别。APR—N阀主要是由球阀部分、动力部分和计量部分组成选择测试阀由球阀部分、动力部分、换位部分氮腔部分及压力收集部分组成。选择测试阀取消了APR．N阀的计量部分，而增加了换位部分和压力收集部分。下井过程中，APR．N阀在补偿活塞的作用下球阀始终处于关闭状态加预定的压力，压力传递到动力心轴使其向下移动带动操作臂使球阀移动，实现开井。测试完成后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力心轴上移带动操作臂使球闭。如此反复操作从而实现开关选择测试阀是通过施加于控制心轴上的环空压力来控制球阀开关的。控制心轴一边承受环，一边承受氮气压力及弹簧力。工具下井中，环空液体通过压力收集系统进人氮气室，推动氮气活塞，使控制心轴上的氮气压力与静液柱压力保持平衡。在弹簧力的作用下，控制心轴不会下移，保证阀处于关闭状态空和管柱内的压力，这时当从环空加少量的压力后从而封闭压力收集系统。再次加压时，由于氮气压力不再增加，使控制心轴上下的压力不平衡力克服氮气压力和弹簧力使心轴下移，带动球转而打开，环空泄压后，由于换位机构锁定装置的作阀仍保持打开状态。再次向环空施加操作压阀关闭。如此反复打压、泄，可以实现多次开关井。测试结束[作者简介，高级工程师，中国科学院在读博士研究生，长期从事地层测试技术管理工作。维普资讯．N阀在实际应用中的优劣对，上提管柱的过程中，压力收集系统中的泄压阀会释放封闭在氮气室中的高压，工具到达地面后，氮气压力恢复到初始状态。3)性能比较APR．N，方便简单、大斜度井、高温高压等特殊井作业中效果明显。全通径对于高产量的井测试特别有利，可有效用时间，对地层进行酸洗或挤注作业，还可进行各种绳索作业选择测试阀具备了APR．N阀这些优点，在某些实际应用方面又有了更多的提高。可锁定开井。当施加环空操作压力打开球阀，即可泄去操作压力，而测试阀仍保持开井状态回到关井状态。这种独特的锁定开井机构是由其特有的换位机构来实通过换位心轴、换位套的相互运动，拉动控制心轴往复运动，进而拉动球阀机构实现开关，这一点是具有实际性的、前瞻性的。开井后，环空再也不用像以往、测试仪器乃至整个测试管柱直至套管都有良好的保护作用，避免长期受压导致损坏35MPa，当接近或超过此压差时，球阀很难被开启。即使勉强打开，对球阀和球阀密封面也会造成损伤，这在许多井的实例中已得到验证；选择测试阀球阀开启压差70MPa，大大提高了保险系数，在地层压力很大的时候，也能轻松的实现开井，这是由其特有的球作压力可调节。APR．N阀的操作压力一般固定在10MPa作压力是由基本操作力和收集压力决定的。而收集压力可通过增减剪销数量来调节压力大小，进而调整操作压力的大小。这样的优点是显而易见的，测试主阀的操作压力可自由调节，对于其它环空压力操作的测试工具，例如RDS阀、RD取样器、OMNI有较多的调整空间，使其具有较大的可操作性和保，这一点对海上试油来说，对于套管承压有严格要求的试油井更具有积极的意义理性。APR．N工具下井速度、操作工具时地面打压速度及球阀关闭后再启的间隔时间都有严格的要求。超出这些要求中，由于下钻速度过快，APR．N阀快下到井底时中C2．1中由于泵车打压的速度慢，实际操作APR．N阀没有打开，加之该层是成操作人员错误判断。由于计量套具有延时导压的作用，初开井一般过20min以后再进行，这才有较大的保险系数。但对于资料解释来说，希望初开井时间越短才好，地层刚被打开，刚被解堵，反映地层原始的流动状态，在极短的井筒储集效应时间，获得初关井中最原始的地层压力，这样的压力更真实，更有效。对于APR．N阀来说不容易做到选择测试阀由于压力收集系统取代的计量套，本身无延时，压力收集系统保证了在下钻过程中，控制心轴处于动平衡状态环空不加压，自身不会开井APR．N阀的种种限制条件，对它而言，不受影任意制订开关井时间，从而使获取的压力资料更充、更接近地层的原始状态。充氮压力低，增加了工具在地面的保养和运输中的安全性。选择测试阀接近APR．N阀来说降低了充氮压力，从而提高了各方面的安全系数。充氮压力有简单的计算公式，省去了繁琐查表过程。选择测试阀的充氮压力计算公式为T0)／(273地面充氮压力，MPa；测试层段静液柱压力，MPa；测试层段井下温度，cc在锁定开井状态下，可从容进行起下钻操作增加起下钻操作的安全性，加强油气控制。这对于试油井的特殊作业将有极大的益处。另外，在进行洗井作业中，可将测试工具以下的地层液体替换，彻底洗通井筒，保证施工安全。这是较APR．N阀更先进的性能特点由压力收集系统取APR．N阀中的计量套；由独特的球阀机构代替维普资讯阀，工具其它零部件完全实现了国产化。这对具的维护、保养提供了较大的便利，节约了更多的成问题及建议在工具结构、性能上，选择测试了本质的创新。它拓宽了地层测试的使用范围，降低了井筒及其它因素与外界影响，使得现场测试更加简便、安全、可靠。从某种意义上讲，选择测试APR．N阀综合性能提高了。但经过多次使用在实际工作中也发现了一些问题1．选择测试阀工具材质整体上还有待提高200613日，在吉林139oC。从压力曲线上看关工具开关CO：。在工具例行保养中，发现测试阀操作臂腐蚀严重，一侧呈不规则锯齿状，球密封体密封、换位心轴、压差套等多种部件受损，直接影响到工具的使用。建议选择测试以及防CO等多方面进一步提高性能指标，进一步拓宽其应用范围。 ．选择测试阀球阀机构容易被砂卡住。造成开 困难APR．N 阀的球阀运动过程是旋转式的，球 个圆弧面旋转形成密封，地层砂 不易卡在球 ，若地层出砂或有异物 ，容易将球 阀机构卡住。如 C1．1中，抽汲期间被异物卡住。 ．选择测试阀中的传压接头有待进一步完善 工具下井时 ，环空压力从选择测试 阀传压接头 的传压孔进入 ，推动氮气活塞上移 ，压缩氮气 ，氮气 压力增大 ，上顶控制心轴 ，保证球 于关闭状态。氮气与外界环空只有 一道屏 障，即氮气活塞。这无 形中增大 了活塞 的密封级别 ，并且活塞与传压孔 间的部分容易被泥浆、压井液等污物粘卡住，在 日常 保养中无法全部清洗干净 ，再次下井施工时 ，有可能 使活塞运动不畅或者无 法运动 ，造成开关 井失常。 APR．N 阀中氮气部分与浮动活塞 了道活塞的安全保护 ，降低了活塞的密封 级别 ，增大 了安全系数。 C1．1测试中，无二关井 曲线。 分析原因为 ：助推活塞被细砂及污物包住 ，紧紧粘住 控制心轴 ，控制心轴无法上下移动，无法关井。 ．充氮接头中的氮气内孔及氮气塞密封方式有待进一步完善与改进 选择测试 阀中的充氮接头有三处氮气塞，工具 ，要把中间的氮气塞松开 ，使氮气连通。此时 充氮接头 的氮气塞仅靠一道“O”型 圈密封。对于气 密封来说 ，无形中又增大了密封难度 ；控制外筒上的 排气塞也仅有一道“0 ”型圈来密封氮气 ；再者充 接头氮气内传 mm，容易被腐蚀，造成击穿事故。 ．泄压套比较单薄。易变形 比较单薄，在运输及下井过程 中，若不慎 将其磕碰 ，易变形 ，将直接影 响到测试结束起 选择测试阀的逐渐推广与使用，代表了勘探开 发试油领域 的需求和发展方向。随着科学技术的不 断发展 ，技术难关不 断攻克 ，各种新型 、实用材料 不断研制，全通径选择测试 阀必将进一步完善与改 ，使其变得更简单，更可靠 ，更耐用 ，更加适应地层 测试的实际要求 本文收稿 日期 ：2006 —11 —28 编辑 维普资讯

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