專利名稱：一種充氮針閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油鉆采技術(shù)領(lǐng)域，涉及石油鉆采行業(yè)中使用的地層測(cè)試工具的測(cè)試閥，具體涉及一種充氮針閥。
背景技術(shù)：
地層測(cè)試器是通過(guò)鉆桿或者油管連接下放到井中的測(cè)試設(shè)備，在測(cè)試過(guò)程中，這些設(shè)備可以通過(guò)地面的操作來(lái)開(kāi)井或者關(guān)井，并通過(guò)開(kāi)關(guān)井測(cè)得地層的各個(gè)時(shí)期的各種壓 力、溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)取出流體樣品，通過(guò)對(duì)樣品的分析可以得到流體類型、性質(zhì)和油氣比等數(shù)據(jù)，另外，根據(jù)壓力、流速和液體黏度等數(shù)據(jù)可以估計(jì)地層滲透率和其他特性。在目前的地層測(cè)試器作業(yè)中，老的MFE工具(MFE工具是一種常規(guī)測(cè)試工具，它通過(guò)上提下放管柱實(shí)現(xiàn)井底開(kāi)關(guān)井，可用于不同尺寸的套管井和裸眼井的地層測(cè)試，具有成本低、保養(yǎng)方便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但有現(xiàn)場(chǎng)操作需要體重設(shè)備、不通徑等缺點(diǎn))已經(jīng)基本退出市場(chǎng)，開(kāi)始大量使用APR工具。APR工具是地層測(cè)試器的一種，它是可以通過(guò)地面施加環(huán)空壓力來(lái)操作球閥開(kāi)關(guān)的工具，操作簡(jiǎn)單，是全通徑的測(cè)試工具，可以進(jìn)行各種繩索作業(yè)，比MFE工具的功能強(qiáng)大。而APR工具幾乎所有的測(cè)試管柱(測(cè)試管柱是可以一次下井實(shí)現(xiàn)好幾種功能的一組工具，按照設(shè)計(jì)的要求連接在一起下井進(jìn)行測(cè)試)的工藝設(shè)計(jì)中都帶有測(cè)試閥，該測(cè)試閥的作用是開(kāi)關(guān)井，而壓力計(jì)、溫度計(jì)、取樣等都必須在測(cè)試閥開(kāi)關(guān)井的某個(gè)特定的時(shí)期進(jìn)行動(dòng)作。絕大多數(shù)的測(cè)試閥中也都帶有氮?dú)馐?，氮?dú)庀喈?dāng)于一個(gè)液體彈簧，它比機(jī)械彈簧有不可比擬的好處它容易壓縮，成本低，可以通過(guò)充入高低不同的氮?dú)鈮毫?lái)得到大小不同的力。氮?dú)馐业淖饔檬窃陂_(kāi)井時(shí)氮?dú)馐铱梢员粔嚎s一段距離從而帶動(dòng)球閥旋轉(zhuǎn)打開(kāi)，而關(guān)井時(shí)原來(lái)被壓縮的能量釋放出來(lái)又會(huì)推動(dòng)球閥旋轉(zhuǎn)關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)井。所以氮?dú)馐沂菧y(cè)試閥很重要的一個(gè)組成部分，可靠密封就是測(cè)試閥成功測(cè)試的重要保證，它直接關(guān)系到測(cè)試是否成功及測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。氮?dú)馐乙后w彈簧功能的實(shí)現(xiàn)必須依靠充氮針閥來(lái)完成以下幾個(gè)過(guò)程①充氮針閥可以實(shí)現(xiàn)將氮?dú)獬淙霚y(cè)試工具；②測(cè)試工具測(cè)試時(shí)，氮?dú)獗粔嚎s的整個(gè)過(guò)程氮?dú)舛纪旰妹芊?；③測(cè)試完成后，保養(yǎng)工具時(shí)或者工具在運(yùn)輸前將氮?dú)饪煽康尼尫懦鰜?lái)。現(xiàn)有的測(cè)試閥中的充氮針閥，是引進(jìn)進(jìn)口的工具中的充氮針閥，其具體的結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖I。這種充氮針閥可以完成測(cè)試工具的氮?dú)獬淙?，也可以在大多?shù)情況下實(shí)現(xiàn)測(cè)試工具測(cè)試過(guò)程中的氮?dú)饷芊狻５窃跍y(cè)試完成后保養(yǎng)時(shí)或者測(cè)試工具運(yùn)輸前需要釋放出氮?dú)馐抑械牡獨(dú)鈺r(shí)，由于這種結(jié)構(gòu)是充氮針閥塞桿的金屬對(duì)充氮接頭錐度孔的金屬的硬密封，所以必須有其中一個(gè)金屬的表面出現(xiàn)彈性變形，而這種彈性變形很容易會(huì)造成這兩個(gè)密封面的吸引甚至金屬間的燒結(jié)，這樣泄放氮?dú)鈺r(shí)，用內(nèi)六方扳手向上擰充氮針閥的塞桿，因?yàn)榈獨(dú)馇恢械牡獨(dú)鈱?duì)充氮針閥的塞桿的錐面有一個(gè)向外頂?shù)牧Γ胰麠U上的O形圈和塞體的內(nèi)孔之間也存在摩擦力，所以理論上塞桿可以通過(guò)O形圈的摩擦作用帶出塞桿。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于兩種金屬表面之間的作用，塞桿不同時(shí)隨著塞體一塊退出，這樣工具中存在著高壓的氮?dú)?，而且塞桿在塞體退出后已經(jīng)沒(méi)有了阻擋，隨時(shí)可能蹦出來(lái)傷人，而要將已經(jīng)和塞體脫節(jié)的塞桿取出，不管采用什么方法對(duì)操作者都有很大的安全隱患。如果出現(xiàn)了這種情況一般的解決辦法就是在絕對(duì)安全的情況下破壞工具來(lái)釋放氮?dú)?，但這樣就會(huì)報(bào)廢掉工具來(lái)求得安全，很不經(jīng)濟(jì)，而且沒(méi)有太高操作性，很難實(shí)現(xiàn)，很多情況下會(huì)形成不但這套工具報(bào)廢不能用，而且報(bào)廢的工具不管放在哪兒都對(duì)人身安全造成很大的威脅。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，既實(shí)現(xiàn)測(cè)試時(shí)氮?dú)獾目煽棵芊?，又能保證測(cè)試完成后氮?dú)獾目煽酷尫牛蕴岣邷y(cè)試的準(zhǔn)確性、可靠性和安全性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的充氮針閥包括塞體和塞桿，所述塞桿的外圓上具有第一環(huán)形槽，所述塞體的螺紋根部的外圓上軸對(duì)稱的加工有第一方形孔和第二方形孔，第一方銷和第二方銷分別從所述第一方形孔和第二方形孔裝入，并通過(guò)所述第一環(huán)形槽。所述塞體具有內(nèi)孔，所述塞桿通過(guò)所述內(nèi)孔裝入到所述塞體中。 所述塞體的外圓上具有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽中安裝有O形圈。所述塞體的所述螺紋不具有退刀槽。所述方銷裝入所述方形孔后，仍與所述方形孔之間具有一定間隙。所述方銷的兩端打磨到與所述塞體的外圓齊平。所述塞桿的材料為鈦合金，其表面進(jìn)行微弧氧化處理。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果I)極大的提高了氮?dú)饷芊獾目煽啃浴?)在測(cè)試完成，測(cè)試工具提到地面保養(yǎng)時(shí)，原有的充氮針閥的塞體不能將塞桿同時(shí)帶出來(lái)，密封在工具中的氮?dú)鉄o(wú)法釋放出來(lái)，這樣就會(huì)有很大的安全隱患，而改成現(xiàn)在的這種結(jié)構(gòu)后，能保證氮?dú)獾目煽酷尫?，大大的提高了安全性能?br>
圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的充氮針閥的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型充氮針閥的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A為本實(shí)用新型充氮針閥的塞體的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。圖3B為圖3A的側(cè)視圖。圖3C為圖3A的A-A剖面圖。圖4A為本實(shí)用新型充氮針閥的裝配示意圖。圖4B為本實(shí)用新型充氮針閥裝配示意圖的A-A剖面圖。圖5A為與本實(shí)用新型充氮針閥裝配的零件的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。圖5B為圖5A的B向視圖。圖5C為圖5A的A-A剖面圖。圖中I.塞體，2. O形圈，3. O形圈，4.塞桿，5.方銷，6.氮?dú)馇籄，7.氮?dú)馇籅，8.充氮接頭，10.充氮針閥，11.充氮塞，12.止退螺釘，13. Φ 3通孔，20.通孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。[0028]如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型的充氮針閥與現(xiàn)有技術(shù)的舊式充氮針閥相比，做了如下改進(jìn)1)將圖I中原來(lái)的充氮針閥塞體I上的螺紋(5/8-18UN)的退刀槽去掉，以增加塞體I的強(qiáng)度；2)將圖I中原來(lái)的充氮針閥塞桿4的左端安裝O形圈2的槽的長(zhǎng)度加長(zhǎng)O. 8mm ；3)在原來(lái)的充氮針閥塞體I的螺紋(5/8-18UN)根部外圓上用點(diǎn)火花加工兩個(gè)對(duì)稱的方形孔，如圖3A、3B、3C所示；4)將圖I中原來(lái)的充氮針閥塞桿4外圓槽中安裝的O形圈3變成方銷5 ;原來(lái)的充氮針閥在安裝時(shí)，將O形圈3裝在塞桿4上，然后將塞桿4裝入到塞體I中；而改進(jìn)以后，安裝 先把塞桿4裝入到塞體I中，然后將方銷5從塞體I上點(diǎn)火花加工的方孔裝入，裝入時(shí)方銷5正好通過(guò)塞桿4上的環(huán)形槽，再將方銷5的兩端進(jìn)行打磨，打磨到與塞體I的外圓齊平即可；方銷5安裝完成后，塞桿4能在塞體I中靈活轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)脫開(kāi)；這里方銷5和方形孔有一定的配合間隙來(lái)保證充氮針閥動(dòng)作靈活可靠。5)改變圖I中原來(lái)的充氮針閥塞桿4的材料，改用鈦合金加工，并進(jìn)行特殊的表面處理，如微弧氧化，這樣既提高了的塞桿4的強(qiáng)度，也提高了塞桿錐面和測(cè)試閥充氮閥體之間的密封可靠性。如圖4A、圖4B和圖5A、圖5B、圖5C所示，本實(shí)用新型的充氮針閥的裝配和工作過(guò)程為1)測(cè)試工具在組裝完成后下井測(cè)試前，必須在地面充一定量的氮?dú)?，充氮?dú)鈺r(shí)，先將充氮針閥10塞體上的螺紋(5/8-18UN)向后退1-2圈，讓充氮針閥10的錐面和工件的錐面分離，以便氮?dú)饪梢猿溥M(jìn)工具中，然后取出圖4B所示的A-A剖面上的充氮塞11，將氮?dú)馄恐械牡獨(dú)馔ㄟ^(guò)充氮樹(shù)連接到原來(lái)裝充氮塞11的位置，這樣氮?dú)饩涂梢酝ㄟ^(guò)充氮塞11下面的小孔，按照?qǐng)D4B中箭頭所示的路徑，再通過(guò)貫通充氮接頭8的Φ 3通孔13被充入到氮?dú)馇籄6和氮?dú)馇籅7中，等氮?dú)獬錆M后，向下擰充氮針閥10的塞體，塞桿的錐面就和充氮接頭8上的錐面緊密配合從而密封氮?dú)馇籄6和氮?dú)馇籅7中的氮?dú)?，這樣就完成了給工具中充氮?dú)獾倪^(guò)程；2)將充氮裝置卸掉，裝上充氮塞11，測(cè)試工具就可以正常使用進(jìn)行測(cè)試了，下井工作過(guò)程中，氮?dú)馊粍?dòng)作，可以保證測(cè)試全程氮?dú)獾目煽棵芊猓?)等測(cè)試工具完成測(cè)試再次被提到地面保養(yǎng)而需要放掉氮?dú)鈺r(shí)，先去掉充氮塞11，然后慢慢向后退充氮針閥10的塞體，大約退1-2圈螺紋，塞體就會(huì)帶動(dòng)方銷，且方銷帶動(dòng)塞桿向上，使上述兩錐面分離，氮?dú)饩蜁?huì)從充氮塞11安裝孔被排出，而此時(shí)充氮針閥10和充氮接頭8仍可靠連接，這樣既能釋放出氮?dú)猓謱?duì)操作者安全可靠，整個(gè)充氮針閥的操作過(guò)程安全可控。目前我公司已有37/8"和5"兩種規(guī)格的充氮針閥，其適應(yīng)溫度為400° F，工作壓力為70MPa，適用于含H2S的泥漿、原油、天然氣等環(huán)境中。該兩種規(guī)格的充氮針閥在我公司生產(chǎn)的帶氮?dú)馐业臏y(cè)試閥上經(jīng)試用效果良好。
權(quán)利要求1.ー種充氮針閥，包括塞體和塞桿，所述塞桿的外圓上具有第一環(huán)形槽，其特征在干，所述塞體的螺紋根部的外圓上軸対稱的加工有第一方形孔和第二方形孔，第一方銷和第二方銷分別從所述第一方形孔和第二方形孔裝入，并通過(guò)所述第一環(huán)形槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述塞體具有內(nèi)孔，所述塞桿通過(guò)所述內(nèi)孔裝入到所述塞體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述塞體的外圓上具有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽中安裝有O形圏。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述塞體的外圓上具有第二環(huán)形槽，所述第二環(huán)形槽中安裝有O形圏。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述塞體的所述螺紋不具有退刀槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述方銷裝入所述方形孔后，仍與所述方形孔之間具有一定間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述方銷的兩端打磨到與所述塞體的外圓齊平。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的ー種充氮針閥，其特征在于，所述塞桿的材料為鈦合金，其表面進(jìn)行微弧氧化處理。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種充氮針閥，包括塞體和塞桿，塞桿的外圓上具有第一環(huán)形槽，塞體的螺紋根部的外圓上軸對(duì)稱的加工有第一方形孔和第二方形孔，第一方銷和第二方銷分別從該第一方形孔和第二方形孔裝入，并通過(guò)第一環(huán)形槽。本實(shí)用新型既提高了氮?dú)饷芊獾目煽啃?，又能保證氮?dú)獾目煽酷尫牛瑥亩岣吡税踩阅堋?br> 文檔編號(hào)E21B49/08GK202381088SQ20112049918
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者蘇小會(huì) 申請(qǐng)人:寶雞市元亨石油設(shè)備有限責(zé)任公司