APR全通径测试工具

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1、LPR-N测试阀 （APR 全通径工具资料之一）目 录一. 概述 二. 操作 三. 保养 LPR N测试阀功能试验 通过LPR N测试阀进行循环LPR N 测试阀一. 概述哈利伯顿 LPR-N 测试阀是一种套管内使用的全通径、环空加压测试阀。该阀在不允许 管柱运动和要求使用全通径管柱的情况下，具有多次关井的能力。LPR N测试阀由三个基本部件组成：1. 球阀部分2. 动力部分3. 计量部分二. 操作工具带有处于关闭位置的球阀下井。球阀靠具有一浮动活塞的动力部分打开。该活塞一端连通液柱压力，另一端与压缩氮气相通。座封封隔器后，施于环空的泵压使活塞向下 运动，将球阀拉至打开位置。释放环空压力，压缩

2、氮气上顶活塞回位，关闭球阀。根据地面温度，井底温度和井底压力。在地面对氮气腔充氮至预定压力。因为所设计的浮 动工资活塞可补偿少量误差，故这些数值（指充氮压力）无需取得精确。工具下井时，环空压力进入油腔下方，并使计量套上下的液压油受压。剪销用于使球阀保 持关闭，直至准备开始测试。 由于工具到达预定测试深度时，氮中的压力稍低于环空压力。 因而必须使用剪销。这就在活塞上下产生一个导致球阀打开的压差。一旦封隔器座封，对 环空加压，作用于活塞上下之压差大到足够剪断剪销并打开球阀，在超过液柱压力400PSI 时，球阀会啪的一声打开，但必须使环空压力增至最终打开压力。并至少稳压五分钟，以 便加压氮腔并使球阀

3、到达全开位置。压力通过计量套计量以后，氮腔内压力会略低于环空 压力。使球阀保持打开位置。注意：所施操作压力应取最大安全值。球阀靠尽快释放环空压力来关闭。为了关井，至少需要五分钟时间释放圈闭在氮腔内的附加压力。LPR N测试器的特点：关闭球阀所需的力随环空压力而变化。在操作压力增加的情况下，释放环空压力时，有更 多的压力储存于氮气腔内去关闭球阀。使用最安全的操作压力能获得最大的关闭力为其优 点。由于管柱内压力对球阀之操作没有影响，故测试器以下无需家旁通。但应注意，当下入生 产封隔器时，如不带旁通，压力可能传入地层。如果LPR N测试器以下配有关闭阀，两关闭阀之间与环空会出现压差。应该对该压差进

4、行计算。计算出的压力不应超过钻杆或工具的承压极限。氮气腔内的压降靠计量系统补偿。建议继开泵之后， 关闭工具约两小时， 使温度达到平衡。 如果立即回流（ flow-back）。工具会有关闭的趋势，这是由于温度升高，引起氮腔内压 力增加。显然，在加压重开测试阀前， 释放环空压力使工具有足够的时间升温到地层温度。 为防止回流时过早关闭测试阀，配备了特殊的计量套。LPR N测试器计量套可参照列于 本节后面的表 4。LPR N测试器在设计上考虑到超过静液柱压力的酸化、压裂压力不影响球阀操作。由于应用剪销，使球阀在下井时保持关闭状态，因而初开球阀是瞬时完成的。在封隔器不解封的情况下，可通过LPR N测试器

5、去循环或挤酸。三. 保养对LPR N测试器的保养很简单，但很重要。除遇到高温或氮气漏失外，每次测试后，只 需对球阀进行保养。测试前的工具准备：测试前，应对 LPR N测试器的某些部分进行检查。确信已装入新剪销。检查氮气压力，确信无漏失，参阅下文的充氮说明。检查计量部分的油面，需要时，重新加满。检查球阀是否损伤或刺坏。充氮说明：计算LPR N测试器的充氮压力和操作压力，必须从可靠的出处得到以下数据。地面温度（ F）井底温度（ F）泥浆比重（磅 / 加仑）测试深度（英尺）作业公司允许对环形空间施加的最大泵压。预充压力：对所有 LPR N测试器的地面充氮压力，可从列于本节后部的表格中查到，这些表格是

6、根 据浮动活塞处于 LPR N测试器最佳操作的适合部位计算出来的。必须注意：所充氮气必须是99%的纯度，即含氮量低于 1%，否则可能发生爆炸。为了根据表格确定精确的充氮压力，需计算内插值。计算量最少的准确方法概述于下：使用与地面工具实际温度最接近的地面温度的表格。例如：a. 75F用80F表b. 74F用70F表c.78F用80F表一旦选定了准确表格，第二步是确定所用的泥浆温度。选定与测试深度的实际泥浆温度最接近的泥浆温度。例如：a. 205F用200F泥浆温度b. 212F用200F泥浆温度c.217F用217F泥浆温度一旦选定了确切表格，且根据表格确定了泥浆温度，即可确定用于实际测试深度液

7、柱压力的确切充氮压力。如果实际静液柱压力与表中静液柱压力不符，可应用下列公式去确 定与此静液柱压力相应的充氮压力。充氮压力：CPL= 表中低静液柱压力下的充氮压力。CPH=表中高静液柱压力下的充氮压力。HA= 实际静液柱压力。HL= 表中低静液柱压力。例：地面温度 70F 泥浆温度 306F 求静液柱压力为 8600PSI时的充氮压力，查阅表 870F 泥浆温度 806F，近似于 300F 实际静液柱压力（ HA）在8000和9000PSI之间，故：充氮压力：充氮压力为 4541PSI 为了最佳操作 LPR N测试器，即使在设计上考虑了对微小误差的补偿（该误差会导致工 具充氮压力过大或不足），

8、工具仍应具有准确的充氮压力。充氮程序：LPR N测试器应采用以下步骤充氮。充氮前，用氧：分仪检查氮气纯度。注意：氮气必须是 99%纯度。注意：本工具能承受高压，使用本工具应想使用任何高压容器同样谨慎。特别注意：决不能使用纯度未经检查的氮气充氮。从计量腔卸下上注油塞。用氮气吹通软管。从软管中清除空气、水及异物。卸掉注入塞（ 6252 24314 ）。并将来自增压泵的软管接上。将注入塞挡圈退出适当距离，足以使氮气通入氮气腔。靠平衡工具与氮气瓶内压力来清洗工具，然后将工具中的压力释放至大气中。用氮气瓶控制增压泵，直至达到要求的压力，然后关掉增压泵。拧紧注入塞挡圈，以封闭工具中的氮气。释放通至增压泵的

9、压力。装上注入塞。操作压力：最小操作压力计算表包括各种LPR N测试阀。由于此表未考虑摩阻，球阀上下压差及其 它可能的误差。如泥浆比重偏差，测试深度的温度偏差，低精度压力计的误差等，最小操 作压力应超出 500PSI。最小操作压力（表值）附加500PSI将做为荐用的操作压力。测试深度的静液柱压力（PSI）。测试深度（英尺）和测试深度的温度（F）必须知道。 以根据该表确定最小操作压力，最小操作压力可以用下述方法根据合适的表进行内插：使用与所用尺寸的 LPR N测试器相对应的表格。如实际测试深度的泥浆温度介于两个泥浆温度表值之间，使用与与之接近的程度。如实际静液柱压力介于两个静液柱压力表值之间，则

10、插入法将给对应于该静液柱压力的操 作压力。例：使用4 5/8“LPR N测试器表 17 测试深度的泥浆温度306F 静液柱压力 8600PSI 从表中得出，最小操作压力等于：施于环空打开工具的操作压力等于：最小操作压力： 500PSI 1190PSI+500PSI=1690PSI 注：充氮压力和操作压力表和APR N表相同。LPR N测试器的现场保养：再次下工具测试前，应按下述步骤对LPR N测试阀进行现场保养。更换剪销：取掉剪销档圈。用尖嘴钳取出所有剪销。观察动力接头内的剪销孔。断销头或许可见，也许看不到。如能看到。用填料钩或硬铁丝 将销子拨到一边。在保养动力套之前可能要进行68次。装入新剪

11、销。重新剪销档圈。检查氮气压力：安装充氮口压力表总成，并检查氮气压力。可能等于或高于原充氮压力，由于温度升高， 高于原充氮压力并不罕见。注意：下井前，应再次检查氮气压力，确信无泄漏。检查油面：冲洗浮动活塞下面的下环空加压孔。观察环空孔。应可见浮动活塞，如可见，则油面符合要求，如不可见。则：将一段铁丝插入其中一孔。去探测活塞。如活塞仅上移 46英存：向计量套以下的油腔补充油。直至浮动活塞可见。如浮动活塞以向上移入油腔1英寸以上，则存在漏失，需对计量部分重新保养。注意：当卸注油塞或下接头费力时，应将氮气释放到0PSI。检查球阀部分：卸掉球阀套并拆卸球阀。检查球和球座有无深擦痕或被刺坏，必要时更换之

12、。清洗整个球阀部分并用耐高温黄油填数。压力试验：下井前，对全部工具进行内压试验，是一项好的措施。LPR N测试器压力试验：将试压接头装于工具底部。对工具内部加压至要求的试验压力，并保持5分钟。某些公司还需要从上部试压。注意：当进行这种试验时，来自上部的压力不能超过5000PSI，来自底部的压力不得大于 10000PSI 。车间保养程序：建议每次作业后，在车间将 LPR N测试器全部拆卸。拆卸前，应先将氮气释放到大气中。卸掉球阀套并仔细检查各球和座有无刻痕和刺坏。必要时更换之。检查C形夹板与操作臂有无因球阀上下异常高压差引起的变形。卸掉带剪销孔的动力接头，并彻底清洗。除掉全部断销。每次作业后，

13、检查注入阀座， 该阀座靠金属与金属之间的密封。如其表面而损伤因更换之。从计量部分拆下计量套，并用溶剂清洗干净。用空气管线清扫滤网，以除去碎屑，切勿拆除滤网。每次作业后，如特氟隆密封支承环未损伤，无须更换。更换全部 0圈。只能用硅油润滑氮腔和计量部分所有密封表面。切勿使用黄油。因为0圈易损坏，当组装工具时，用软管卡子包住0圈，将套子装于充氮阀上，当上扣时， 最后0.06英寸将挤压 0圈，需要施加 8001000 英尺一磅的扭矩以上紧。贮备装剪销：用4000PSI 的氮气压力对工具充氮（见充氮说明），并对上环空孔泵压。观察球阀是否开启， 并检查是否严格对准全开位置。保持4000PSI氮气压力数小时

14、。 检查氮 气是否漏失，是好办法。查明确实已将剪销装入动力接头。LPR N测试阀功能试验用粘度 2050厘 的硅油加于计量套以下的计量部分。卸掉注油与排油塞。将工具抬高直 至排油孔高于注油孔。将油加满。直至排油孔无空气排出。充氮前，卸掉计量套上部的注入塞。用氧分仪检查氮气。用氮气吹净泵、管线和工具。充氮至 4000PSI。重装计量套上部的注入塞。装入剪销。对上、下环空孔泵压至 4500PSI，保持 5分钟。氮气压力将增至 4100PSI 。注：无需对本工具内部加压。对上、下环空孔增压至6000PSI，在低于该压力时，剪销会剪断。连续泵压保持6000PSI10 分钟。氮压将增至 5600PSI1

15、00PSI 。将上、下环空孔的压力卸放至4500PSI并保持 10分钟，以关闭工具（必须连续将压力放到 4500PSI），10 分钟后，氮气压力应为 4900PSI 100PSI 。将压力放至 0，保持 10 15分钟，以使计量套上下完全平衡。注：计量套和氮气浮动活塞间，通常圈闭200400PSI压力。此压力可通过上加油孔释放。重要：更换剪销。检查计量套以下液面，需要时，重新加油。小心：如拆卸注入塞或下接头费劲。将氮气压力放空。工具尺寸 ( in) 工具部件号剪切压力 100PS 5配3个剪销6152 4171 4850 5 配4个剪销6152 4171 5150 4 5/8 6152 417

16、3 5150 3 7/8 6152 417 5240 36152 4175 4900 故障排除：下列为使用 LPR N测试阀可能发生的一些故障和原因：氮气泄漏：注入阀体上的挤压式 0圈安装时切断。安装时，浮动活塞 0圈损坏。浮动活塞被装到或被泵到氮腔上部。注入阀堵头上的 0圈损坏。注入阀座损坏或未正确就位。充氮时，由于高压浸出而减压和过早封闭造成的压力读数不真实。工具打不开：操作压力计算错误。泥浆条件不好，泵压未传至工具。工具关闭后， N2腔内关闭超压，引起计量套内故障。工具不关闭：封隔器以下口袋内的岩屑挤入球阀部分的操作机构周围。球和座表面擦伤和损坏。开井时，计量套工作失灵。未使液体计量入氮腔。工具打开时间不够长。下井时工具打开：未装新剪销。计量套堵塞。计量部分未加油。氮气漏失。工具过早关闭：环空压力下降。冷液泵入工具并立即回流（见表本节后面 LPR N测试阀计量套）。氮气增压泵（ Haskel 或Sprahue 泵）不工作：空气源