第4章APR全通径测试工具及工艺
快速诊断评价技术在元坝气田中的研究及应用
快速诊断评价技术在元坝气田中的研究及应用作者：瞿朝朝郭康良来源：《中国科技博览》2013年第34期[摘要]在应用常规试井解释方法对元坝气田气井进行解释时，特征曲线未能达到径向流阶段[4]，解释不出合理的地层参数。
针对元坝高含硫气藏工程地质特征复杂、工况环境恶劣、施工工艺过程复杂的特点，建立快速测试评价技术，准确快速同步跟踪评价现场短时测试资料。
通过对实际测试资料的解释，结果表明，该技术解释出的储层参数符合生产要求。
[关键词]快速诊断地层压力渗透率气井元坝气田中图分类号：TE353 文献标识码：TE 文章编号：1009―914X（2013）34―0558―02元坝气田位于四川省广元市苍溪县、南充市阆中市及巴中市巴州区境内，处于四川盆地川北坳陷与川中低缓构造带结合部，西北与九龙山背斜构造带相接，东北与通南巴构造带相邻，南部与川中低缓构造带相连。
气藏含硫高、埋藏深、温度高的特征，给气井完井测试带来了系列难题，前期测试过程中出现多次井下工具失效、封隔器密封失效等问题，导致气井测试周期长，同时超深含硫气井井控风险及测试过程中的安全环保问题等要求测试时间尽可能短。
因此，在元坝气田开展快速诊断评价技术[1]的研究是十分有必要的。
1.快速诊断评价技术基本原理1.1基本假设由于元坝高含硫气藏的井况复杂，使得获取的短时测试资料容易失真。
可以从测试工具和测试制度两方面进行优化。
通过调研国内外类似气藏勘探开发经验，优化形成了全通径APR测试工艺技术体系，全通径APR测试工具是一种压控式套管测试工具，该工具在封隔器坐封后，开井、关井、循环、取样等各项操作，由环形空间压力控制。
具有可操作性强及成功率高、对高压油气井和超深井测试特别有利、可对地层进行酸洗或挤注作业、适合于含有害气体层测试、对大斜度井特别有利、综合作业能力强等特点。
一套基本的APR测试系统包括以下部件：OMNI阀、LPR-N阀、RD循环阀、RD安全循环阀、BJ震击器、液压旁通阀、RTTS封隔器、压力计托筒等。
完井复习
第一章1、油气藏的储、渗类型：孔隙型油气藏、裂缝型油气藏、裂缝-孔隙型油气藏、孔隙-裂缝型油气藏、洞隙油气藏。
2、油气藏的分类：常规油藏、稠油油藏、天然气藏、高凝油油藏（4个空填它）。
3、油气藏的岩石类型：碎屑岩、碳酸盐岩、其他岩石类型。
4、油层的物性参数（1）孔隙度：分为高中低三大类：高孔隙度（F>25%）；中孔隙度（F=10%-25%）；低孔隙度（F<10%）.（2）渗透率：分为高中低三大类：高渗透地层K ≥0.5 μm2；中渗透地层：0.01 μm2 < K< 0.5 μm2；低渗透地层：K＜0.01 μm2第二章1、完井井底结构的类型：封闭式井底结构、敞开式井底结构、混合式井底结构（半封闭式）、防砂完井(1）射孔完井，是典型的封闭式井底结构。
(2) 管内砾石充填防砂完井。
(3) 先期裸眼完井；(4) 衬管顶部注水泥完井；(5) 悬挂式衬管完井。
(6) 膨胀衬管完井；(7) 半闭式裸眼完井；(8) 半闭式衬管完井法；(9) 裸眼砾石充填完井(10) 渗透性人工井壁射孔完井法；(11) 渗透性人工井壁衬管完井法；(12) 渗透性人工井壁裸眼完井法。
以射孔完井、衬管完井、砾石充填完井和裸眼完井比较常见。
2、衬管完井：衬管顶部注水泥完井，特点：油层段采用筛管完井，保持了油层的原始渗透率。
3、衬管的种类及技术参数种类：割锋衬管、多孔衬管、绕丝衬管4、水平井管外封隔器完井优点：相对中等程度的完井成本；储层不受水泥浆的污染和损害；依靠管外封隔器实施层段隔，在一定程度上避免层段之间的窜通和干扰；可以进行生产控制、生产检测和选择性的增产增注作业。
5、水平井常规完井方式的不足1、当水平段长度达到某一临界值之后，增大水平段长度并不能增加油气井产能或产能增加很小。
2、对含有顶气和面底水的油气藏，水平井生产初期产量较高，但稳产时间短，开采一段时间后由于气、水脊进使含水量急剧上升或产能急剧下降。
APR测试工艺在压裂测试井中的技术创新
APR测试工艺在压裂测试井中的技术创新摘要：由于某区块探井的气层较浅，并且有着较低的渗透率，为了使测试时间能够得以缩短，使测试作业减少对成本的需求，使储层能够免于受到作业阶段的污染，特选取LPR-N以及TST作为测试阀和试压阀，并与气举阀进行了有机的组合，在管柱结构中，通过对射孔丢枪装置的加入、对伸缩接头的倒置安装、以组合形式对3只伸缩接头的使用等措施的采取，试压、射孔以及压裂等功能的实现，仅需一趟管柱就能够完成，并且，对多项作业的完成无需动用坐封后的井下管柱。
通过现场对3个层位的应用能够得知，施工达到了100%的成功率，并且，测试数据具有完整性以及准确性。
关键词：APR测试工具；气举阀；压裂；射孔；一体化管柱；储层保护；管柱设计中海油对缅甸某区块的勘探，属于陆上的缅甸区块，中海油为了根据产能和性质，实现对储层和流体的确定，对其中的两口井进行了勘探测试。
通过测井在测试层段对两口井的气层解释，能够得知气层的埋藏主要集中在1150-1254m以及830-860m的深度，该地层主要包含了凝灰质的泥岩和粉砂岩以及凝灰岩，底层密度极小，渗透效果较差。
想要通过常规测试，实现对产能和流体性质的获取，几乎不太可能，然而，采用压裂充填等措施对储层的改造，必然能够获得产能。
一、压裂改造后的低渗层的缺陷压裂改造完成后的低渗层，常规工序施工主要存在着以下弊端：1.在射孔起枪前，对压井作业的实施，会导致储层再次受到压井液的污染，再加上渗透性对地层的限制，导致产能受到了更大的影响；在压裂放喷完成后对排液管柱的更换，压井液不仅会对储层造成污染，还会由于连续排液的中断，导致压裂液残渣对地层的二次伤害。
2.在井的下压以及管柱的起下阶段，对管柱的两趟更换，需要的时间较长，尤其是针对深井施工来说，会导致进度受到极大的延缓，对单井施工周期的缩短造成了影响[1]。
3.对压井作业的实施，会导致污水量的上升，对环保造成影响。
4.压井实施阶段对管柱的更换，会导致工序和材料在施工中的增加，导致单井施工需要更多的成本。
APR 测试工具的性能探索与操作要领
APR 测试工具的性能探索与操作要领
李祥兵
【期刊名称】《油气井测试》
【年(卷),期】1990(000)003
【摘要】APR 全通径钻柱测试工具是一种先进的测试工具。
利用 APR 测试工具管柱可以解决大斜度定向井、海洋油气井测试的工具难题,可以用一越管枉完成几项井下作业。
APR 测试工具能更准确地取得高压、高产井的测试资料。
所以,推广APR 测试工具具有很重要的意义。
本文是作者根据自己操作和使用该工具的经验和体会写成的,主要介绍了 LPR-N 阀、APR-M2阀和APR-A 阀三件工具的性能、工作原理、操作要领以及使用的注意事项,也包括作者对该工具的一些认识和看法;可供各油田的同行参考。
【总页数】14页(P46-59)
【作者】李祥兵
【作者单位】华北石油管理局油气井测试公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE27
【相关文献】
1.APR测试工具失效时的井控难题及处理措施 [J], 陈友斌;邹永清;陈国庆;吴健
2.复合射孔与APR测试工具联作技术的应用 [J], 李加明
3.克深902井APR测试工具应用与认识 [J], 陈华良;刘兴华;徐茂荣;郭鸣;张洋;张
劲弛
4.APR 测试工具的性能探索与操作要领 [J], 李祥兵
5.超深高温高压井APR测试工具失效分析与措施研究 [J], 彭永洪;魏波;宋雷勇;王甲昌;薛健;陈兵;申川峡
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APR 全通径测试工具
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。
石油工程技术 井下作业 中途测试
中途测试在钻井过程中发现油气显示后，立即停止钻进、起出钻头，利用钻杆将地层测验器下到目的层顶部、封隔目的层以上的地层，利用钻杆进行试油，求取各项资料。
此种试油方法称为中途测试，又叫做钻杆测试、裸眼测试。
它的优点是能及时发现油气层，能获得更真实的地层资料。
测试的原理与试油的原理相同，就是靠降低井内液柱压力，诱导出油气流。
目前，现场已经淘汰了玻璃接头测试，常用MFE地层测试器、全通径APR测试工具、膨胀式测试工具进行中途测试。
1MFE地层测试工具及原理MFE(Multi Flow Evaluator——多流测试器)测试管柱以MFE为主测试阀，按照裸眼井还是套管井，采用单封隔器测试还是双封隔器跨隔测试，配合有各种安全装置、循环装置和测压仪表等，可组成多种测试管柱。
MFE地层测试器是一种常规测试器，它通过上提、下放管柱实现井底开关井，可用于不同尺寸的套管井和裸眼井的地层测试，具有成本低、操作保养方便、环境适应性强等特点，是目前国内普及率最高的一种测试工具，它有95mm 和127mm两种主要规格。
1.1MFE地层测试器的工作原理及施工过程MFE地层测试器工作原理如图1所示，入井管柱从下至上分别由压力记录仪及托筒、筛管、安全密封封隔器、旁通阀、多流测试器和测试钻杆组成，必要时可装一个震击器。
图1MFE地层测试器工作原理(a)下井；(b)流动；(c)关井；(d)起出1—测试钻杆；2—测试阀；3—旁通阀；4—封隔器；5—取样器1.1.1测试分为以下四个步骤：1.1.1.1下井：下井时多流测试器的测试阀关闭，旁通阀打开，安全密封不起作用，封隔器的橡胶筒处于收缩状态。
1.1.1.2流动测试：测试工具下至井底后，下放管柱加压缩负荷，封隔器胶筒受压膨胀，紧贴井壁起密封作用，旁通阀关闭，多流测试器的液压延时机构是受压缩才延时的，因此它延时一段时间之后才打开，并在打开的一瞬间出现管柱自由下坠25.4mm的现象，地层流体经筛管和测试阀流入钻杆内，进入流动期。
APR测试工具技术解析
RD安全循环阀技术参数
OD 3.90 in.
ID
MAKEUP LENGTH Burst Collapse TENSILE RATING
1.80 in.
70.80 in. 15,000 psi 15,000 psi 187,000 lb
RATED WORKING PRESSURE
RD安全循环阀技术参数
原理：当浮式钻井船向上运动时，钻杆将伸缩 接头拉长，于是管柱的内容积增加。同时，在 伸缩接头内的一个压差活塞将同样量的液体排 入管柱内，结果是净的内容积没有变化。相反， 浮式钻井船向下运动则排出流体。这是体积平 衡型伸缩接头，其压力平衡的特征是最大限度 地缩小压力激动。
每个伸缩接头有1.524m的行程。为了获 得较大的自由行程，可以多个伸缩接头 串联使用，最上部的一个伸缩接头走完 它的1.524m行程；然后接着是接在其下 面的一个。
APR测试工具技术
伸缩接头 RD安全循环阀 滑套式泄流阀 LPR-N测试阀
液压循环阀
震击器
RTTS封隔器
APR 测 试 管 柱 的 特 点
1. 用 环 空 压 力 控 制 开、关 井 操 作
•
用 于 定 向 井 ( 水 平 井 ) 和 复 杂 井 的 测 试， 操 作 方 便 ， 性 能 可 靠, 提 高 成 功 率 • 用 于 在 海 洋 半 潜 式 钻 井 平 台 和 浮 船 上 进 行 测 试
多功能循环开关阀由
氮气室 油室动力机构 循环机构 球阀机构四大部分组成 其中油室动力机构为关键部分
油室动力机构主要由过油短节、动力阀总成、 卡套、换位套、动力阀筒、换位心轴、钢球、 油室心轴、油室外筒、平衡活塞等零件构成。 油室动力机构中充满专用液压油用以传递压力。 动力阀总成两边各有一对单向阀，阀心在推力 或压力作用下可推动弹簧使单向阀打开。
apr测试工具
APR测试工具技术要求一、设备组成1.1 RTTS封隔器 5 1/2" 20-23# 2只（带密封件20套、卡瓦和牙块各2套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour10000 psig400℉3.8″ OD1.80″ ID3 3/32 10N 3 THD2 7/8 EU E 8 RD3.83′85800 lbs标准防硫标准NACE MR.75.011.2RTTS封隔器7" 2只（带密封件10套、卡瓦和牙块各2套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour10000 psig400℉4 5/32″-8N-M2 7/8 EUE 8 RD标准防硫标准NACE MR.75.01 1.3 RTTS 安全接头1只（带密封件10套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour10200 psig 400℉3.56″ OD1.90″ ID2 3/8 EUE3 3/32 10 UNS 3.21′96000 lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.4 大约翰震击器1只（带密封件10套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour 13000 psig 450℉3.9″ OD1.87″ ID2 7/8 CAS 2 3/8 EUE 5.00′151000 lbs标准防硫标准NACE MR.75.011.5 压力计托筒- 1 压力计2只（带密封件10套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour 15000 psig 450℉3.9″ OD1.80″ ID2 7/8″ CAS2 7/8″ CAS3.22′140000 lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.6 全通径放样阀1只（带密封件10套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour 15000 psig 450℉3.9″ OD 2.0″ ID2 7/8 CAS 2 7/8 CAS 2.51′176000 lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.7 液压循环阀1只（带密封件10套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour 14000 psig 450℉3.9″ OD1.8″ ID2 7/8 CAS 2 7/8 CAS 6.65′163492lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.8 伸缩接头2只（带密封件20套）环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour 15000 psig 450℉3.9″ OD1.8″ ID2 7/8 CAS 2 7/8 CAS 15.3′155405lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.1 变扣提升短节1只(伸缩接头)环境压力等级Sour 15000 psig温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度450℉3.9″ OD1.8″ ID2 7/8" NK3 SB 2 7/8" CAS 2.5′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.2 变扣接头1只(伸缩接头)环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour15000 psig 450℉3.9″ OD1.8″ ID2 7/8" CAS2 7/8" NK3 SB 1.0′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.3 变扣接头1只(RD循环阀)环境压力等级温度等级尺寸Sour 15000 psig 450℉外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度3.9″ OD1.8″ ID2 7/8" CAS2 7/8" NK3 SB 1.0′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.4变扣提升短节1只(RD循环阀)环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour15000 psig 450℉3.9″ OD1.8″ ID2 7/8" NK3 SB 2 7/8" CAS 2.5′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.5变扣提升短节1只(LPR-N阀)环境压力等级温度等级尺寸外径内径Sour 15000 psig 450℉3.9″ OD 1.8″ ID顶部扣型底部扣型长度抗拉强度2 7/8" NK 3 SB 2 7/8" CAS 2.5′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01 1.9.6变扣接头1只(7″RTTS封隔器)环境压力等级温度等级尺寸外径内径顶部扣型底部扣型长度抗拉强度Sour15000 psig 450℉3.9″ OD1.8″ ID3 3/32 10 UNS4 5/32″-8N-M 2.5′200000lbs标准防硫标准NACE MR.75.01二.随机技术文件1、提供产品质量合格证、整机试验、检测报告及所用材料材质检测报告及详细的产品使用、维修说明书（中英文）。
第4章APR全通径测试工具及工艺
第四章APR全通径测试工具及工艺压控测试工具适用于海上浮船，自升式钻井平台，固定平台或陆地大斜度井的测试。
压控测试工具又可分为常规PCT，全通径PCT和全通径APR。
这类型的工具只在套管内使用，在测试管柱不动的情况下，由环形空间压力控制测试阀，实现多次开关井。
一、APR测试工具APR测试工具有如下特点：（1）操作压力低而方便简单。
（2）全通径，对高产量井的测试特别有利，有效地利用时间。
（3）可以对地层进行酸洗或挤注作业。
（4）可以进行各种绳索作业。
（一）APR工具测试管柱图4一1是APR测试工具的几种管柱配合示意图。
中间管柱从上至下是：（1）水下测试树，坐于水下防喷器组内；（2）钻杆；（3）大通径安全阀；（4）伸缩接头；（5）钻杆或钻铤；（6）APR-M2取样器安全阀；（7）RTTS反循环阀；（8）钻杆或钻铤；（9）LPR-N测试阀；（10）震击器；（11）RTTS反循环阀；（12）RTTS安全接头；（13）RTTS封隔器；（14）大通径记录仪托筒。
这套管柱主要用于一般的测试。
如果要向井内挤酸液，射孔-测试就用左边的管柱；（15）APR-A循环阀；（16）ChampⅢ封隔器，如果要穿过采油树或下EZ-SV 挤塞进行测试，就采用右边的管柱；（17）大通径旁通；（18）采油封隔器或EZ-SV封隔器，要根据具体用途和下步打算来选择和设计管柱，也要根据操作者运用井下工具的熟练程度和经验来拟定。
（二）LPR-N测试阀1、原理LPR-N测试阀是整个管柱的主阀。
地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。
工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。
封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。
测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。
如此反复操作，从而实现多次开关井。
2、结构测试阀主要由球阀、动力和计量三部分组成（图4一2）。
APR测试工具技术(PPT课件)
园心轴伸缩接头技术参数
OD
3.90 in.
ID
1.80 in.
MAKEUP LENGTH 163.86 in.
RATED WORKING PRESSURE
Burst
15,000 psi
Collapse
15,000 psi
TENSILE RATING 155,000 lb
APR测试工具技术
伸缩接头 RD安全循环阀 滑套式泄流阀 LPR-N测试阀 液压循环阀 震击器 RTTS封隔器
APR 测 试 管 柱 的 特 点
1. 用 环 空 压 力 控 制 开、关 井 操 作
• 用 于 定 向 井 ( 水 平 井 ) 和 复 杂 井 的 测 试， 操 作 方 便， 性 能 可
每个伸缩接头有1.524m的行程。为了获 得较大的自由行程，可以多个伸缩接头 串联使用，最上部的一个伸缩接头走完 它的1.524m行程；然后接着是接在其下 面的一个。
园心轴伸缩接头技术参数
OD ID 长度 工作压力 爆破压力 挤毁压力 抗拉强度
5.03 in. 2.28 in. 180.00 in.
破裂压力 挤毁压力 抗拉强度
5.03 in. 2.28 in. 68.04 in.
15,000 psi 15,000 psi 328,000 lb
OMNI多次循环阀
哈里伯顿公司生产的多功能循环开关阀是一种由 环空压力控制的可实现多次开关的循环阀。其规 格有两种，即98mm（3 7/8″）和127mm（5″）， 分别适用于127mm（5″）～244.5mm（9 5/8″）的 套管井进行全通径地层测试、油管传输射孔，以 及射孔与全通径测试联作等作业时循环作业。由 于其具有多次重复开关的能力，使得在全通径地 层测试等作业结束时可进行酸化、压裂等增产措 施。使用此阀可使多项作业的程序简化，大大降 低勘探成本。
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第四章APR全通径测试工具及工艺压控测试工具适用于海上浮船，自升式钻井平台，固定平台或陆地大斜度井的测试。
压控测试工具又可分为常规PCT，全通径PCT和全通径APR。
这类型的工具只在套管内使用，在测试管柱不动的情况下，由环形空间压力控制测试阀，实现多次开关井。
一、APR测试工具APR测试工具有如下特点：（1）操作压力低而方便简单。
（2）全通径，对高产量井的测试特别有利，有效地利用时间。
（3）可以对地层进行酸洗或挤注作业。
（4）可以进行各种绳索作业。
（一）APR工具测试管柱图4一1是APR测试工具的几种管柱配合示意图。
中间管柱从上至下是：（1）水下测试树，坐于水下防喷器组内；（2）钻杆；（3）大通径安全阀；（4）伸缩接头；（5）钻杆或钻铤；（6）APR-M2取样器安全阀；（7）RTTS反循环阀；（8）钻杆或钻铤；（9）LPR-N测试阀；（10）震击器；（11）RTTS反循环阀；（12）RTTS安全接头；（13）RTTS封隔器；（14）大通径记录仪托筒。
这套管柱主要用于一般的测试。
如果要向井内挤酸液，射孔-测试就用左边的管柱；（15）APR-A循环阀；（16）ChampⅢ封隔器，如果要穿过采油树或下EZ-SV 挤塞进行测试，就采用右边的管柱；（17）大通径旁通；（18）采油封隔器或EZ-SV封隔器，要根据具体用途和下步打算来选择和设计管柱，也要根据操作者运用井下工具的熟练程度和经验来拟定。
（二）LPR-N测试阀1、原理LPR-N测试阀是整个管柱的主阀。
地面预先充好氮气，球阀处在关闭位置。
工具下井过程中，在补偿活塞作用下，球阀始终处于关闭位置。
封隔器坐封后，向环空加预定压力，压力传到动力芯轴，使其下移，带动动力臂使球阀转动，实现开井。
测试完后释放环空压力，在氮气压力作用下，动力芯轴上移带动动力臂，使球阀关闭。
如此反复操作，从而实现多次开关井。
2、结构测试阀主要由球阀、动力和计量三部分组成（图4一2）。
球阀部分主要由上球阀座、偏心球、下球阀座、控制臂、夹板、球阀外筒组成。
动力部分由动力短节、动力心轴、动力外筒、氮气腔、充氮阀体、浮动活塞等组成。
根据地面温度、井底温度及静液柱压力，在地面对氮气腔充氮到预定压力，此压力作用在动力芯轴上，使球阀在工具下井时处在关闭状态。
封隔器座封后，环空加压，压力作用在动力芯轴上，压缩氮气，动力芯轴下移带动动力臂使球阀转动开井。
释放环空压力，在氮气作用下，动力芯轴上移带动动力臂使球阀转动关闭实现关井。
计量部分主要由伸缩芯轴，计量短节，计量阀，计量外筒，硅油腔，平衡活塞组成。
平衡活塞一端连通硅油腔，另一端与环空相通。
下钻时，当液柱压力逐渐增加到大于下硅油腔压力时，平衡活塞上移使下硅油腔压力增高，当下油腔压力增加到比上油腔压力大2.8MPa 时，计量阀开始延时导通，上油腔体积增大，浮动活塞上行，氮气腔体积缩小，使氮气压力增高，通过动力芯轴传递给动力臂使球阀保持关闭，工具下井过程中氮气腔与上硅油腔压力平衡，上硅油腔始终比下硅油腔小2.8MPa压力，处于动平衡状态。
封隔器座封后，环空加压，由于计量阀延时导通的作用，在上下硅油腔压力形成压差还未平衡时，动力芯轴下移带动动力臂，使球阀转动打开。
hLa l h CP H H CP CP Pn +--=894.63．技术性能表4－1 LPR －N 测试阀规范表4－3密封件包（1）充氮压力的计算 根据地面温度，静液柱压力和井内泥浆温度查表5确定充氮压力，为了确定精确的充氮正力，需用内插法计算充氮压力值。
1）选定与地面实际温度最接近的地面温度的表格。
2）选定与测试深度的实际泥浆温度最接近的表中泥浆温度。
3）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柱压力的确切充氮压力。
如果实际静液柱压力与表格中静液柱压力不符，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 式中 P n ――充氮压力，MPa ；CP h ――表中高静液柱压力下的充氮压力， MPa ； CP L ――表中低静液柱压力下的充氮压力， MPa ； H a －一实际静液柱压力，MPa ； H L ――表中低静液柱压力，MPahLa l h CP H H CP CP Pn +--=894.6)(96.17894.647.3440)96.1719.21(+--=45.3894.6)(1++--=L La l h P PH PH P P P 45.3894.6)(1++--=L La l h P PH PH P P P 45.328.6894.647.3440)28.686.6(++--= 例一静液柱压力Ha ＝40MPa 井温 160℃ 地面温度 15℃ 计算充氮压力P n 查附表2（6）CP h =21.19 CP L =17.96 H L =34.47＝20．55MPa （2）充氮步骤1）充氮前，用氧分析仪检查氮气纯度，氮气纯度必须高于99%。
2）连接好氮气瓶与增压泵，增压泵出口管线与增压泵连接，用氮气吹通管线，清除空气及杂物。
3）增压管线与工具连接。
4）用氮气瓶压力向工具内充氮气2.76MPa ，然后释放掉，以清除工具中的氧。
5）用增压泵，往工具内充氮直到要求的充氮压力，关掉增压泵，拧紧工具上的氮气注入阀。
5．操作压力的计算各种LPR-N 测试阀，最小操作压力见附表1。
由于此表未考虑摩阻，球阀上下压差及其它可能误差，如泥比重偏差，测试深度偏差、低精度压力表的误差等。
因此最小操作压力附加3.45MPa 做为实际操作压力。
（1）选择与所使用规格的LPR-N 测试阀相应的表格。
（2）选定实际测试深度的泥浆温度与表中最接近的温度。
（3）如实际静液柱压力介于表中两个静液柱压力之间，则用下列内插法公式计算出操作压力。
操作压力 式中 P 1一一操作压力， MPa ；P h 一一表中高静液柱压力下的操作压力， MPa ； P L 一一表中高静液柱压力下的操作压力， MPa ； PH a 一一实际静液柱压力，MPa ； PH L 一一表中低静液柱压力，MPa ；例二：静液柱压力PH a ＝40MPa 井底温度 160℃ 用5 LPR 一N 阀测试，计算操作压力 查附表1（3）P h =6.86 P L =6.28 PH L =34.47=10.2MPa6．功能试验 （1）试压介质为清水Pj P P P n 3.101++=或乳化油。
（2）计量部分加满硅油。
（3）球阀以下试压68.94MPa ，稳压5钟。
（4）球阀上部试压34.5MPa ，稳压5分钟。
（5）对工具充氮气27.6MPa ，稳压3小时为合格。
（6）将四只剪销装入动力接头。
（7）对上下外压孔同时加泵压31MPa ，延时5分钟后氮气腔压力应增至28.3MPa 。
（8）泵压继续增加到41.4MPa （127mm 工具球阀打开压力应为35.5±0.7MPa ）稳压10分钟，氮气压力应增至38.6±0.7MPa（9）将上下传压孔压力释放至31MPa ，保持10分钟，氮气压力应为33.8±0.7MPa ，球阀关闭。
（10）将压力释放至零，保持10至15分种，计量套上下压力完全平衡。
（三）APR-A 反循环阀1．工作原理下井时，APR-A 反循环阀的剪切心轴的位置被剪销所限定，处于将反循环孔堵塞的位置。
测试结束后，向环空施加泵压，环空压力作用在剪切心轴上，剪断剪销，剪切心轴向下运动，打开反循环孔，实现反循环。
2．结构API-A 反循环阀由上接头、中心短节、下接头、剪切套、销铂和剪切芯轴等组成见图4—3所示。
615.411736.6工具下井前要根据井深、泥浆比重、套管最大破裂压力数据确定APR-A 阀应装的剪销个数。
n －剪销数，个；P j －实际静液柱压力，MPa ； P 1一LPR-N 阀操作压力，MPa ； P P 一每只剪销剪切强度，MPa ／只； APR-A 阀操作压力 P 2=n · P P －P j （14一16）式中 P 2－APR-A 阀操作压力，MPa ； n －剪销数。
P P 一剪销强度；MPa ／只； P j 一实际静液柱压力； 例三5″APR 一A 阀1.1834.33.102.10403.101=++=++=P j P P P n 已知： P j =40Mpa P 1＝10.2MPa P p =3.34 7″套管N-80抗内压强度出68.67MPa 计算剪销数和A 阀操作压力取18只 强度校核n · P P =18×3.34=60.12MPa ＜68.67MPa 操作压力P 2=n · P P －P j＝18×3.34—40＝20.12MPa 4．性能检验 （1）内压试验工具整体试压68.9MPa ，稳压5min 为合格，如果稳不住压应拆卸工具，更换有关密封元件后重新试压。
（2）功能试验如图4一4所示，将下接头上的四个带丝扣的小孔中的三个用塞子堵住，将压力管线接到未堵住的孔上，在中心短节两边丝扣后面的槽内装上O 形圈，检验循环阀是否在预定的压力下打开。
安装20只剪销127.76mm工具打开循环阀的压力应为66.9+7MPa；99.57mm工具打开循环阀的压力应为：73.8±7MPa（四）APR-M2反循环阀APR-M2阀是一种可以作为循环阀、安全阀和取样阀的多功能阀。
1．工作原理终流动结束后，向环形空间加压，使环空压力大于操作LPR－N阀的压力6.9MPa左右，这个压力作用在动力心轴上，剪断剪销，动力心轴向上运动，使球阀关闭，取到流动时的地层样品，这就是M2取样功能，动力心轴继续向上运动，撞击密封心轴井剪断限定密封心轴的剪销时，回复弹簧就会推动密封心轴向上运动，于是循环孔打开可以进行反循环，这就是M2阀的循环功能。
在关闭取样器的同时，弹性卡箍滑入锁定槽内，使取样器在井下一直保持关闭状态，即测试管柱处于关井状态，这就是M2阀的安全功能。
2．结构APR-M2阀由循环阀、动力部分、取样器三部分组成。
循环阀由上外筒、循环管、压缩心轴、回复弹簧、循环接头等组成。
动力部分由剪切套外筒、剪切套、剪销、剪切套盖、压差外筒、压差心轴等组成。
取样器是由球阀部分和放样部分组成。
APR-M2阀的底部有一银带槽心轴，又称为下锁管，在下锁管糟的上方套着一个弹性卡箍，如果下锁管向上运动，卡箍就会掉入槽内，将下锁管锁往，使其不能上、下运动。
APR-M2阀的结构见图（4一5A，B）。
3．技术性能循环安全阀规范（1）APR-M2取样循环阀卸掉一个球阀就改装为循环安全阀。
4．计算操作压力0工具下井前应根据井深、泥浆比重来确定APR-M2阀安装的销子个数。
pj P P P n 9.61++=47.1569.39.62.10409.61≈++=++=pjP P P n式中 n －剪销数，只；P j 一实际静液柱压力， MPa ；P p －每只剪销剪切强度，MPa ／每只销 APR －M 2阀操作压力 P 3=n · P P －P j 式中 P ３一APR 一M 2阀操作压力 例四5″APR-M 2阀已知：P j ＝40MPa P 1＝10.2 P p =3.69 计算装剪销数和操作压力取16只P 3=n · P P －P j=16×3.69－40=19.04MPa （五）BIG JOHN 震击器BIG JOHN 震击器的作用与TR 震击器完全相同。