MFE地层测试器

MFE地层测试器
一、特点
MFE地层测试器是一套完整的井下开关工具，整套测试工具借助于钻杆的上、下运动操作和控制井下工具的各种阀，具有操作方便、动作灵活可靠，地面显示清晰的特点。

测试时在地面可以比较容易地观察和判断井下工具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期。

MFE地层测试器是大庆油田最早使用的地层测试工具，有127mm（5″）工具，适应于裸眼井测试和168mm(6 5/8″)以上的套管井测试；有108mm(4 1/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井和裸眼井测试;95mm(3 3/4″)工具，适应于140mm(5 1/2″)以上的套管井测试；79mm(3 1/8″)工具，适应于114mm(4 1/2″)小直径套管井测试。

但在使用中存在换位机构易损、心轴易堵、高产井截流、封隔器易泄压等问题。

二、结构
MFE测试器主要由换位机构、延时机构、取样机构三大部分组成。

1、换位机构
包括花键心轴、花键套、J型销、止推垫圈。

花键心轴与上部油管相连，受地面控制，只能上、下运动，不能转动。

J型销与花键套钉为一体并插入换位槽内，当花键心轴上、下运动时，拔动花键套转动，但不能上下移动。

J型销从一个位置换到另一个位置，下方测试阀也从一个位置换到另一个位置（上下位置改变），达到开井和关井的目的。

止推垫圈充分保障了花键套的轴向旋转。

如图1-1-1：
（1）下井时，J型销通常在A位置，测试处于关闭状态；
（2）下置预定位置加压坐封后，换位槽下行，延时几分钟后，管柱自由下落，测试处于开井状态，J型销此时处于在B位置；
（3）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程，J型销移置C处，测试处于关闭状态；
（4）下放管住，换位槽下行，J型销移置D处，测试处于关闭状态；
（5）慢慢上提管住，换位槽上行，出现自由行程，J型销移置A处，测试处于关闭状态；
图1-1-1 MFE测试器换位机构及开关井过程运行图
2、延时机构
延时机构由阀、阀座、外筒、液压油等组成。

上边小，下边大（如图1-1-2）当心轴下行时，阀紧贴阀座密封，下油室的油只能从阀与外筒之间徽小缝隙慢慢流到上油室，起到液压延时的作用。

当延时阀下行一定距离，即到达外筒较大内径处，憋压延时失效，油从阀外围无阻地流动，工具产生25mm自由下落的开井显示，这一显示在地面的指重表柱上也能看到。

心轴上行时，阀离开阀座，上油室的油将无阻地从阀内经与心轴外径之较大空间流向下油室，不起延时作用。

图1-1-2 MFE测试器延时机构示意图图1-1-3 MFE测试器取样机构示意图
3、取样机构
如图1-1-3，由取样器外筒、取样心轴、上下密封套及两组O型和V型圈组成取样器或称测试阀。

开井时，取样心轴与密封套不密封，地层流体可以自由通过，关井时，取样心轴与密封套密封，地层流体不能通过，阀关闭，同时圈闭一定体积的流体。

三、技术参数
测试器组装长度3850mm，外径95mm，内径19mm；工作压差70MPa，抗拉强度976kN；取样器容积1200mL；芯轴行程；适用于套管、裸眼井测试。

四、常用管柱结构
图1-1-4 MFE测试常规、跨隔测试管柱结构示意图
如图1-1-4，MFE跨隔测试管柱由上至下为：油管—反循环阀—油管— MFE 测试器—液压锁紧接头—安全接头—剪销封隔器—重型筛管—油管—电子压力计托筒—盲接头—卡瓦封隔器—电子压力计托筒。

1、油管：用于输送仪器仪表至测试层段；
2、反循环阀：用于沟通油套进行循环洗压井；
3、油管：用于获取测试末期有代表性的样品；
4、MFE测试器：用于井下开关井；
5、液压锁紧接头：用于测试器开关井换位和保持封隔器座封；
6、波纹安全接头：用于在卡钻时倒脱；
7、剪销封隔器：用于跨隔测试中封隔油套环空；
8、重型筛管：用于调距，生产进液滤沙；
9、压力计托筒：用于携带压力计下井，记录井下压力变化曲线；
10、盲接头：用于堵塞下封层与测试层通道；
11、卡瓦封隔器：用于选层，封隔目的层和目的下部已试层；
12、开槽尾管：用来传压滤沙；
13、压力计托筒：用来监测下封隔器密封情况。

五、测试步骤
1、工具下井
下井时，测试器阀门是关闭的，阀以上管柱内是空的（不计测试垫）。

液压锁紧接头开始工作，保护测试阀门不会中途打开。

封隔器换位凸耳处于短槽内，保持封隔器通旁打开，胶筒收缩，卡瓦收缩。

2、封隔器坐封
测试工具下到目的层后，上提管柱留出足够的方余，正转管柱3-5圈，封隔器换位凸耳由短槽进入长槽，下放管柱，封隔器卡瓦张开锚向井壁，旁通自然关闭，胶筒胀开密封井壁
3、开井流动
封隔器坐封后，即可承受上方管柱的重量，并加于测试器，经一段延时，管柱突然下落，测试阀打开，地层液体经筛管和测试器流入油管内，实现开井流动测试。

4、关井测压
上提管柱，并注意“自由点”的出现，即上提管柱时指重表上悬重瞬间不再增加的那个悬重读数，略超过这个读数时，刹车下放管柱至原坐封负荷，在测试器换位机构控制作用下，测试阀关闭，实现关井测压过程，压力计记录压力恢复曲线。

重复上述过程，可进行多次流动和关井。

上提管柱要测试器换位，由液压锁紧接头的作用，封隔器一般仍然坐封。

5、起出管柱
测试结束后，上提管柱一定拉力，封隔器旁通打开，压力平衡，胶筒收回，测试阀处于关闭状态，可以顺利起出井下工具。

六、液压锁紧接头
液压锁紧接头上端与测试器相接。

如图1-1-5，在起下油管时，由于液柱压力的作用（F 顶）把心轴往上推，上顶测试器取样心轴，使测试阀保持关闭，不会中途开井。

在上提管柱进行换位操作时心轴受向上的液柱压力而向上运动，而外筒和下接头同时受向下的液柱压力（F锁）使封隔器保持密封。

图1-1-5 液压锁紧接头结构示意图图1-1-6 安全接头结构示意图
七、安全接头
波纹安全接头（如图1-1-6）用于钻柱、测试管柱、打捞柱或冲洗井管柱中，一旦管柱
被卡，可以倒开，把损失降为最低或便于采取其它措施。

其操作方法为：
1、左旋钻柱二、三圈（使左旋扭矩确实传递至安全接头处，浅井一圈）。

2、在保持左旋扭矩的同时，下放钻柱对安全接头施加冲压。

3、提起钻柱至“中和点”或少留压力。

如果负荷小于安全接头的配合粗牙螺纹有承受负荷的可能，从而导致卡住螺纹，难以脱开；大于，则可能脱开时损坏其配合肩。

4、左旋管柱卸安全接头。

八、MFE测试器的开关井操作
1、计算方余和估算“自由点”
（1）计算方余要准确，尽量达到抽汲要求和开关井的操作需要；方余的高度最后一根下井油管接箍上平面至井口上平面之间的距离。

下面为井深小于2000m的经验公式：
H=井段深（m）/1000＋
（2）“自由点”的确认与计算，所谓“自由点”是指在上提测试管柱进行开关井操作时瞬间出现在指重表上的“悬重”读数。

理论自由点计算公式为Q自＝W上－W测－F锁＋BL浮
Q自－上提测试管柱至自由点时的有效重力
W上－整个测试管柱在完井液中慢慢上提时的重力
W测－测试阀下部工具和管柱在完井液中的重力
F锁－测试器心轴受到向上的上顶力
BL浮－浮力损失 BL浮＝P液A
P液－测试阀所在深度处的完井液柱压力
A－测试阀的液压面积
经验公式为Q自=封隔器上卡点深度H×。

（条件：∮73外加厚油管，清水压井，测试管柱）。

2、实际操作步骤
（1）操作时按计算的方余指挥司钻上提管柱后刹车，在油管与防喷器上平面平行处做好记号。

井口工用两把管钳一上一下成对角卡住油管，正转管柱3圈/千米，操作手先撤掉下部管钳，下放管柱，后撤掉上部管钳，观察拉力表指针变化情况，拉力表指针悬重下降则封隔器座封。

井深大于2000m座封吨位控制在80-100kN，剩余的吨位应用大钩吊着，若本层需要抽汲求产，则利用吊卡至井口上平面的空位进行附加吊卡补空位，然后撤掉大钩不影响抽汲；小于2000m的井管柱重量应全加上，少于5吨时应补加。

（2）仔细观察管柱下移延时情况，当管柱出现自由下落后，测试阀打开。

开井之后在管柱与井口平面平行处作一明显记号，以此判断关井之后管柱高度是否要比开井时的高度高15cm左右。

（3）记录延时时间，观察开井显示及环空液面情况，将显示头插入水中，观察并记录显示头入水深度和气泡强烈程度。

（4）按照工作制度进行开关井，测试期间密切观察记录环空液面变化情况。

（5）开井期间进行抽汲和测气工作。

（6）进行开关井操作时，保证提升设备有足够的动力和气压，指重表灵活好用，将封井器处于开启状态。

施工前司钻仔细检查作业机刹车系统灵活。

（7）操作手站在能够清楚观察到指重表、司钻及井口位置处，司钻按操作手手势缓慢匀速上提管柱，当指重表指针出现自由点后，打手势，司钻刹车后及时匀速下放管柱，保持和初始座封吨位相同。

（8）观察管柱下移延时情况，如延时一段时间后停止，说明关井操作成功完成。

如有自由下落显示，则说明开井，若无延时现象，则可能提升不到位或管柱有上窜。

准确记录开关井时间及延时时间。