LYNES膨胀式地层测试工具

1、borehole 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：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。 钻杆 泵出式反循环接头 钻杆 断销式反循环接头

2、 钻铤 压力计托筒 多流测试器 裸眼旁通 液压震击器 安全接头 裸眼封隔器 安全密封 压力计托筒 筛管 压力计托筒 钻铤 调距短接 裸眼封隔器 盲接头 压力计托筒 管鞋 该测试管柱是常规裸眼测试管柱的基础上的深化，使用该测试管柱是常规裸眼测试管柱的基础上的深化，使用 的范围受到限制较多，主要有：的范围受到限制较多，主要有：循环阀、测试阀、上裸眼旁循环阀、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、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。下封隔器、跨隔裸眼旁通等测试工具组成。它也是通过地面它也是通过地面 操作测试管柱来

3、实现开关井，达到测试目的。操作测试管柱来实现开关井，达到测试目的。 管柱特点：管柱特点： （1 1）有常规裸眼测试管柱的所有特点）有常规裸眼测试管柱的所有特点 （2 2）由于是支撑式双封隔器测试，使用范围受到限制较大）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。，要求井径条件更为苛刻。 （3 3）测试成功率较低。）测试成功率较低。 （4 4）测试管柱被卡的危险性更大，安全系数更小。）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 钻杆 泵出式反循环接头 钻杆 断销式反循环接头 钻铤 压力计托筒 多流测试器 裸眼旁通 液压震击器 安全接头 裸眼封隔器

4、安全密封 压力计托筒 筛管 压力计托筒 钻铤 管鞋 常 规 裸 眼 测 试 管 柱 l（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。 l（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衡状态。 l（3）一趟管柱可进行多次测试。 l（4）封隔器座封不依赖于钻柱重量。 l（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。 l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，

5、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： l钻柱转动使胶筒膨胀坐封，而不需钻柱加压。 l下放管柱加压开井、上提管柱关井，操作容易。 l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。 l封隔器的膨胀系数大。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）。 l膨胀泵连接在工具串里，膨胀效率高。 l滤网为狭长缝型，过滤效果好而且不易被堵。 l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。 l取样器可单独连接，也能串联连接。 l跨隔测试，上封隔器

6、上部与下封隔器下部环空连通，压力平衡。 l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 1）工具下井）工具下井 工具下井过程中，水力开

7、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 2）膨胀过程）膨胀过程 地面用卡瓦卡住钻杆，用钻机转盘旋 转，带动井下膨胀泵工作。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

8、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 3）开井流动）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 4）关井）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 5）平衡）平衡 测试完成以后，在解封封隔器之前需

9、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 6）解封）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。 l适用于裸眼跨隔测试。 l适用于一井多层，逐层跨隔测试。 l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。 l适用于套管井测试。 28心轴 26控制

10、三通 27轴承 23支撑环 1止推轴承 72”mnpt旋塞阀 25.36投杆释放螺栓 17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 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”。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

11、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。 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 特点 取样器是机械操作。 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

12、 valve) 上接头 控制心轴 套爪 套子 外筒 密封短节 下接头 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。 井 下 膨 胀 泵 井下膨胀泵有三大作用： a. 膨胀封隔器胶筒； 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

13、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。 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， 以确保所有的可压缩工具处于伸长 状态。 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

14、钻 膨胀体系 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。 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、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

15、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。 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

16、隔器膨胀 通道使胶筒膨胀密封井壁。 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

17、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