LYNES膨胀式地层测试工具.ppt

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1、裸眼测试BOREHOLE TEST,LYNES膨胀式地层测试工具,常规裸眼测试管柱,此测试管柱是目前国内使用最多，最常用的测试管柱。主要有：循环阀、测试阀（MFE、HST）、裸眼旁通、压力计记录仪（机械式较多）、震击器、安全短节、安全密封、裸眼支撑式封隔器等测试工具组成。它也是通过地面操作测试管柱来实现开关井，达到测试目的。管柱特点：（1）有常规套管测试的所有特点；（2）通过测试作业可以为该井是否下套管作出决定，能节约下套管和固井的费用，经济效益明显；（3）测试时间短，取资料有一定的局限性；（4）由于是裸眼测试作业，安全性较套管内差。,常规裸眼跨隔测试管柱,该测试管柱是常规裸眼测试管柱的基础上

2、的深化，使用的范围受到限制较多，主要有：循环阀、测试阀、上裸眼旁通、震击器、安全短接、安全密封封隔器、压力计记录仪、下封隔器、跨隔裸眼旁通等测试工具组成。它也是通过地面操作测试管柱来实现开关井，达到测试目的。管柱特点：（1）有常规裸眼测试管柱的所有特点（2）由于是支撑式双封隔器测试，使用范围受到限制较大，要求井径条件更为苛刻。（3）测试成功率较低。（4）测试管柱被卡的危险性更大，安全系数更小。,常规裸眼跨隔测试管柱,常规裸眼测试管柱,膨胀式地层测试工具,（1）封隔器胶筒有较大膨胀量和较长的密封段，能有效封住不同形状的井眼及松软地层。（2）双封隔器跨隔测试，无需尾管支撑，测试期间上下封隔器处于压

3、力平衡状态。（3）一趟管柱可进行多次测试。（4）封隔器座封不依赖于钻柱重量。（5）即可进行单封隔器支撑测试，又可进行双封隔器跨隔测试。目前国内常用的膨胀式测试工具主要有两种型号，即莱茵斯膨胀工具和曼德利膨胀测试工具，两种工具结构虽有差异但工作原理基本相同。,膨胀式测试工具是一种广泛应用的裸眼井测试工具，其改变了常规压缩式封隔器座封方式，具有更好的密封性和灵活性，不仅能够封住规则井壁而且能够封住较复杂的井壁，同常规工具相比，膨胀式测试工具有如下特点：,（1）封隔器胶筒有较大膨胀量和较长的密封段，能有效封住不同形状的井眼及松软地层。（2）双封隔器跨隔测试，无需尾管支撑，测试期间上下封隔器处于压力平

4、衡状态。（3）一趟管柱可进行多次测试。（4）封隔器座封不依赖于钻柱重量。（5）即可进行单封隔器支撑测试，又可进行双封隔器跨隔测试。目前国内常用的膨胀式测试工具主要有两种型号，即莱茵斯膨胀工具和曼德利膨胀测试工具，两种工具结构虽有差异但工作原理基本相同。,膨胀式测试改变了常规压缩式封隔器座封方式，具有更好的密封性和灵活性，不仅能够封住规则井壁而且能够封住较复杂的井壁，膨胀式测试工具有如下特点：,莱茵斯膨胀测试工具（特点）,钻柱转动使胶筒膨胀坐封，而不需钻柱加压。下放管柱加压开井、上提管柱关井，操作容易。既可用单封隔器进行常规测试，也可用双封隔器进行跨隔测试跨隔测试时不用尾以承井底，安全、可靠。封

5、隔器的膨胀系数大。常规胶筒一般为1.20左右，而膨胀胶筒可达1.57（测试压差为25MPa）。膨胀泵连接在工具串里，膨胀效率高。滤网为狭长缝型，过滤效果好而且不易被堵。水力开关阀的延时机构性能可靠、稳定。延时时间受井深及井温的影响较小，对液压油要求也不高。取样器可单独连接，也能串联连接。跨隔测试，上封隔器上部与下封隔器下部环空连通，压力平衡。解封以后，不用将工具起出井眼，可根据移动另一位置重新坐封测试。,莱茵斯膨胀测试工具之工作原理 主要用于砂泥岩裸眼井测试，它既可单封隔器测试，又可采用双封隔器进行跨隔测试。,此套工具最多有三个流道。以双封隔器跨隔测试为例，膨胀泵以上管柱仅一个测试通道，泵到测

6、试孔接头（带孔接头）处有三通道：测试、旁通和膨胀。带孔接头以下至下封隔器有两个通道：膨胀通道和旁通通道。具体地说，测试通道是从带孔接头开始通过钻杆一直到井口。膨胀通道是从泵经滤网，到上、下膨胀封隔器。旁通通道是从滤网下接头到阻力弹簧。,1）工具下井工具下井过程中，水力开关阀处于关闭位置，泵不工作，封隔器胶筒处于收缩位置，测试通道在水力开关阀处关闭。但两封隔器之间的泥浆借用测试通道，经水力开关阀单流阀进入上封隔器上部环空。泵不转动，无膨胀液。旁通通道在整个测试过程中都是打开的，将上封隔器上部环空与下封隔器下部环空连通，使两处静液柱压力平衡。,2）膨胀过程 地面用卡瓦卡住钻杆，用钻机转盘旋转，带动

7、井下膨胀泵工作。泵旋转时，从环空吸入泥浆，经滤网过滤后，泵入膨胀通道，从而使两个封隔器同时膨胀。封隔器膨胀坐封时，挤注压力将通过测试通道从水力开关阀下部单流阀泄到环空里，当膨胀压力达到约1500psi（10.4MPa）时，泵的卸压阀打开，使泵柱塞再不向膨胀通道增压。主单流阀保持这一膨胀压力，此压力可事先在地面调整好。测试通道仍处于下井时关井状态。,3）开井流动 确定封隔器坐封完成后，向水力开关阀加压4.59吨，水力开关阀经过一段时间延时，产生自由下落 1 14英寸，给地面一明显的开井显示。测试通道打开，地层测试液通过带孔接头进入，经上封隔器、滤网、泵及取样器、水力开关阀等工具心轴进入钻杆。4）

8、关井上提管柱，在自由点基础上多提4.59吨。其余通道不变，测试通道被测试阀堵死，井下记录仪（压力计）记录井下压力恢复。,5）平衡 测试完成以后，在解封封隔器之前需进行平衡，下放管柱，在“自由点”基础上向泵加压12 t，旋转钻具14圈，泵里的上、下释放离合器啮合，心轴下移6英寸（两离合器间隙为4英寸，啮合间隙为2英寸）。泵的阀套处于平衡位置，测试通道与环空旁通通道相连，使测试层段的压力通过泵与环空连通，封隔器上、下压力平衡，测试阀仍然关闭，膨胀压力不变。6）解封 上提管柱，泵的主心轴上移，将膨胀通道与环空连通。胶筒里的膨胀液流入环空，等待与坐封相同时间使胶筒收缩。,膨胀工具适用场合,适用于裸眼跨

9、隔测试。适用于一井多层，逐层跨隔测试。适用于软地层，大肚子井眼，键槽式井眼及冲刷地层坐封测试。适用于套管井测试。,工具介绍之一旋转控制头,28心轴 26控制三通27轴承 23支撑环1止推轴承 2”MNPT旋塞阀25.36投杆释放螺栓球阀操作杆12 球阀 29 衬套特点：两个控制阀 可允许电缆作业 悬挂投杆 可连接WILLIS C-15型空气驱动弹簧压缩式远程控制阀,接威廉斯遥控阀,工具介绍之二水利开关阀,作用下井时阀关闭，避免钻井液进入钻杆。测试流动时控制地层液体的流入。测试流动结束时圈闭地层流体。,特点：测试时此阀延时打开，延时计量行程为2 3/4英寸（69.9mm）。开井时有“自由下落”。

10、自由下落行程为1 1/4英寸（38.1mm）。延时后加速开井减小了阀孔的切力。“自由下落”给地面一个明显的开井显示。开井的心轴总行程为101.6mm（4英寸）（注意：和其它井下测试阀不一样，关井时该工具处于拉伸状态）。上提钻柱关闭测试阀。重复上提下放钻柱，可实现井下的多次开关井，即上提关井，下放延时开井。,工具介绍之二水利开关阀,上接头 花键短节 液缸（油室、泥浆端）下接头,加油时阀处于开井状态使用的延时液压油：SAE-10W-40#机油与MFE方式、方向相反,工具介绍之二水利开关阀,取样器连接在水力开关阀的下部，在流动结束时圈闭瞬时流经取样器地层流体,工具介绍之三 取样器,特点取样器是机械操

11、作。所有流体都流经取样器。取样器与工具连接简单，拆装容易，易于转样。取样容积2000cm3。井关井时阀座不承受测试压差。取样器与关井阀之间不圈闭压力,导销控制心轴密封外筒（hydrolic open-close valve)上接头控制心轴套爪套子外筒密封短节下接头,工具介绍之三 取样器,取样装置包括：采样树、简易分离器、气体流量计、CO2瓶、量杯和各种软管1、采样树接压力表和控制开关2、简易分离器：油、水（钻井液）留在里面，气体经过软管到气体计量计计量后取气样。3、CO2瓶冲洗各种容器和软管，避免地层流体样品中有可燃气体引起爆炸。,工具介绍之四井下膨胀泵,井下膨胀泵有三大作用：a.膨胀封隔器胶

12、筒；b.测试结束后平衡测试管柱内与环空的压力；c.收缩封隔器胶筒。,上接头伸缩外筒保护套轴承外筒液缸外筒单流阀短节阀短节下接头,特点膨胀泵自身的压力和体积平衡，因此不受井深及静液柱压力的影响。膨胀泵能控制泵入封隔器胶筒液的压力，保证其适量膨胀，限制其过量膨胀。通过泵自身的功能能不起出钻柱，即可多次进行坐封和解封操作。,工具介绍 之四 井下膨胀泵,操作在测试管柱入井之前，将膨胀泵置于转盘以上并坐上卡瓦。卸掉保护套，上移露出释放离合器。检查离合器，涂上足够的黄油后再装上保护套。再检查阀套使其处于最上部位置。用钻杆将测试工具下到设计座封位置，多下6到10英尺（23米），然后再提回到原定的坐封位置，以

13、确保所有的可压缩工具处于伸长状态。,工具介绍 之四 井下膨胀泵,检查扭矩,膨胀过程,计算体积、时间,旋转管柱,膨胀胶筒坐封,开关井,平衡过程,收缩封隔器,起钻,膨胀体系,工具介绍 之四滤网（“B”型）,滤网连接在井下膨胀泵口的吸入端，过滤掉膨胀液中的固体颗粒。特点金属丝型滤网结构，长度短但流动面积大。如滤网被堵，回压阀可以为泵提供泥浆（750psi压差打开回压阀）。,外筒保护滤网总成不受损坏。,上封隔器处于测试层段上部，座封后可把测试层段与压井液隔开，在管柱中，它连接于“B”型滤网的下部。,工具介绍 之五 膨胀上封隔器,特点与常规封隔器相比较，膨胀胶筒有较大膨胀系数及较长密封长度。能在不规则、

14、椭圆井眼密封，也能在水洗、键槽及软地层井眼密封。具有三个通道：测试通道、膨胀通道、旁通通道。,注意：5 5.63 7 7.88 的 封隔器密封胶筒、上接头、胶筒下短节、外筒不同外，封隔器其它部件相同。7 7.88 的外筒也相同。,带孔接头和6英寸（152.4mm），7英寸（177.8mm），7.88英寸（200.0mm）规格的上封隔器一同使用。它连接在上封隔器下部。测试时，地层流体通过它的测试通道进入管柱。旁通管就悬挂在其下部旁通管连接器上。,工具介绍 之六 带孔接头,它有三个独立、分开的通道，带六个0.5英寸12.7mm孔的测试通道。带旁通管的旁通管连接器与上封隔器连接构成旁通通道。将上封隔

15、器的膨胀液导入下封隔器膨胀通道。,下封隔器可用于膨胀式跨隔测试。可将测试层段与其下部井眼泥浆分隔开。旁通密封管密封在封隔器下接头里。当泵旋转时，膨胀液进入封隔器膨胀通道使胶筒膨胀密封井壁。,工具介绍 之六 下封隔器,旁通管的计算：现有的尺寸为：1、2、5、10英尺旁通管密封光管：密封段72（1829mm)内径1旁通管的长度应从带孔接头到下封隔器下接头，使下部的旁通密封光管插入下封隔器接头34英尺（0.9151.22m），保证其密封。,阻力弹簧有三种型号可供选择：302560501和302560502适用于611英寸井眼。302560511适用于1015英寸井眼。302560521适用于1419

16、英寸井眼。,间隔钻铤和旁通管间隔钻铤常和钻铤一起调节两封隔器之间的距离，使其适应于测试层段的坐封位置。旁通管悬挂在带孔接头或“B”型孔连接接头上。下部为旁通密封光管。密封在下封隔器的下接头里。旁通管可将上封隔器上部与下封隔器的环空连通，平衡静液柱压力。特点旁通管和旁通系统可反映两个封隔器的密封状态，当水力开关阀打开时，在井口观察环空液面是否下降，如液面下降，则说明一个或两个封隔器坐封状况不好，环空液渗漏进入了管柱。可选性间隔钻铤有4.75英寸（121mm）、5英寸（127mm）外径两种型号，多种长度。,现场测试,一、测试设计及有关计算1、所需基本数据、资料：井号、井深、钻柱结构、测井井径图、坐

17、封段岩性、跨隔长度、泥浆性能（性质、比重、切力、粘度、失水）2、测试目的和要求测试时间、压差、取样3、管柱设计测试阀、封隔器、阻力弹簧下深，留方余。旁通管计算。4、压差计算封隔器可承受40004500Psi，建议测试压差控制在25Mpa为宜。计算加垫高度。,现场测试,5、膨胀体积及时间的计算二、工具准备：地面、井下工具、手工具及辅助设备三、工具连接及工具下井前检查1、三串：阻力弹簧+下封隔器+间隔钻铤 带孔接头+上封隔器+滤网 膨胀泵+安全接头+震击器+压力计拖筒+取样器+水力开关阀+上压力计拖筒2、检查旁通管、光管。3、从滤网处检查膨胀通道的密封。四、坐封、开关井1、管柱深度的确认。2、安装投杆、旋转控制头。,现场测试,3、记录W上、W下、W静，留方余使泵处于拉伸位置。4、正转4-6圈，松开离合器检查是否受扭。5、旋转坐封（3/4+1/4）6、开关井。五、平衡、解封1、罐满环空。记录上提下放管柱重量。2、加压2.3吨（5000磅），做卡瓦。3、正转1/4圈，平衡时离合器啮合，泵不能转动。4、上提4.5吨（10000磅），泵的滑套与心轴处于收缩位置。5、保持张力至少20分钟，使封隔器胶筒收缩。六、起钻,