[实用新型]一种测试阀中的钢珠充氮针阀

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻采技术领域，涉及石油钻采行业中使用的地层测试工具的测试阀，具体涉及一种钢珠充氮针阀。

背景技术

石油钻采行业中的试油试气都要使用测试设备。地层测试器是通过钻杆或者油管连接下放到井中的测试设备，在测试过程中，这些设备可以通过地面的操作来开井或者关井，并通过开关井测得地层的各个时期的各种压力、温度数据，同时取出流体样品，通过对样品的分析可以得到流体类型、性质和油气比等数据，另外，根据压力、流速和液体黏度等数据可以估计地层渗透率和其他特性。在目前的地层测试器作业中，老的MFE工具（MFE工具是一种常规测试工具，它通过上提下放管柱实现井底开关井，可用于不同尺寸的套管井和裸眼井的地层测试，具有成本低、保养方便、环境适应性强等特点，但有现场操作需要体重设备、不通径等缺点）已经基本退出市场，开始大量使用APR工具。APR工具是地层测试器的一种，它是可以通过地面施加环空压力来操作球阀开关的工具，操作简单，是全通径的测试工具，可以进行各种绳索作业，比MFE工具的功能强大。而APR工具几乎所有的测试管柱（测试管柱是可以一次下井实现好几种功能的一组工具，按照设计的要求连接在一起下井进行测试）的工艺设计中都带有测试阀，该测试阀的作用是开关井，而压力计、温度计、取样器等都必须在测试阀开关井的某个特定的时期进行动作。绝大多数的测试阀中也都带有氮气室，氮气相当于一个气体弹簧，它比机械弹簧有不可比拟的好处：它容易压缩，成本低，可以通过充入高低不同的氮气压力来得到大小不同的力。氮气室的作用是：在开井时氮气室可以被压缩一段距离从而带动球阀旋转打开，而关井时原来被压缩的能量释放出来又会推动球阀旋转关闭来实现关井。所以氮气室是测试阀很重要的一个组成部分，可靠密封就是测试阀成功测试的重要保证，它直接关系到测试是否成功及测试的准确性和可靠性。

氮气室气体弹簧功能的实现必须依靠充氮针阀来完成以下几个过程：① 充氮针阀可以实现将氮气充入测试工具；② 测试工具测试时，氮气被压缩的整个过程氮气都完好密封；③ 测试完成后，保养工具时或者工具在运输前将氮气可靠的释放出来。

现有的测试阀中的充氮针阀，是改进过的充氮针阀，其具体的结构可参见图1与图7。这种充氮针阀可以完成测试工具的氮气充入，也可以在大多数情况下实现测试工具测试过程中的氮气密封。但是在测试完成后保养时或者测试工具运输前需要释放出氮气室中的氮气时，由于这种结构是充氮针阀塞杆的金属对充氮接头锥度孔的金属的硬密封，所以必须有其中一个金属的表面出现弹性变形，而这种弹性变形很容易会造成这两个密封面的吸引甚至金属间的烧结， 这样泄放氮气时，用内六方扳手拧充氮针阀的塞体时，由于两种金属锥度密封表面之间的作用，塞杆不能同时随着塞体一块退出而从塞杆环形槽处拧断，这样工具中存在着高压的氮气，而且塞杆留在里面的部分在塞体退出后已经没有了阻挡，随时可能因为氮气压力蹦出来伤人，而要将已经和塞体脱节的塞杆取出，不管采用什么方法对操作者都有很大的安全隐患。如果出现了这种情况一般的解决办法就是在绝对安全的情况下破坏工具来释放氮气，但这样就会报废掉工具来求得安全，会造成很大的经济损失，而且操作性差，且很难实现，往往会造成这套工具报废，而且报废的工具不管放在哪儿都对人身安全造成很大的威胁。

实用新型内容

本实用新型钢珠充氮针阀（图2和图8）的目的在于克服现有技术的不足，既实现测试时氮气的可靠密封，又能保证测试完成后氮气的可靠释放，以提高测试的准确性、可靠性和安全性。

为实现上述目的，本实用新型的一种测试阀中的钢珠充氮针阀，其特征是具有塞体、塞杆和钢珠，所述塞杆的外圆上具有一道球面环形槽，塞体的内孔上具有一道球面环形槽，外圆上有一道环形槽;并且塞杆的外圆球面环形槽与塞体的内孔球面环形槽装配后组成一个圆环槽，钢珠装在所述圆环槽中。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

1）极大的提高了氮气密封的可靠性。

2）在测试完成，测试工具提到地面保养时，原有的充氮针阀的塞体不能将塞杆同时安全带出来，密封在工具中的氮气无法释放出来，这样就会有很大的安全隐患，而改成现在的这种结构后，能保证氮气的可靠释放，大大的提高了安全性能。

附图说明

图1-1为现有技术中的充氮针阀的机械结构示意图的主视图。

图1-2为图1-1沿A-A的剖面图。

图1-3为图1-1的左视图。

图2-1为本实用新型钢珠充氮针阀的机械结构示意图的主视图。

图2-2为图2-1沿A-A的剖面图。