CN105735940A - 桥塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桥塞，包括中心管，中心管由轻质合金制成；其中，中心管的上端设置有工具接头，工具接头套设在中心管的外侧；桥塞还包括沿桥塞的轴向延伸的第一卡瓦组件和第二卡瓦组件，第一卡瓦组件和第二卡瓦组件均套设在中心管的外侧，且第一卡瓦组件与工具接头连接。本发明中的桥塞的中心管由轻质合金制成，这样，这种材质制成的中心管可以比较容易地被钻除，缩短了桥塞的钻除时间，且磨铣时产生的金属碎屑可以比较方便地返排至地面。由于本发明中的桥塞具有快速钻除的特点，可有效地缩短投产时间，增加了经济效益。

Description

桥塞

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种桥塞。

背景技术

桥塞是油田常用井下工具，通常采用电缆或油管方式送入井下。致密油或页岩气等油气藏的显著特点是渗透率极低，目前国际上这类油气藏的主要开采方法是钻水平井和采用多级压裂的储层改造手段，而快钻桥塞多级压裂技术正是几种主要的储层改造手段之一。快钻桥塞多级压裂技术是通过电缆工具一趟将快钻桥塞和射孔枪下入井筒中，先坐封桥塞，再射孔、压裂，然后多次重复这一过程，直至完成所有预定层段压裂，压裂完成后将井筒中的所有桥塞一次快速钻除的技术。

然而，常规桥塞一般采用球墨铸铁制造，磨铣时至少耗时3个小时以上，磨铣产生的金属碎屑比重大，不易返排至地面，这种特性使常规桥塞不适用于水平井中，特别是不适用于水平井中下入多个桥塞，然后一起钻除的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种桥塞，以解决现有技术中的桥塞不易磨铣的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种桥塞，包括中心管，中心管由轻质合金制成；其中，中心管的上端设置有工具接头，工具接头套设在中心管的外侧；桥塞还包括沿桥塞的轴向延伸的第一卡瓦组件和第二卡瓦组件，第一卡瓦组件和第二卡瓦组件均套设在中心管的外侧，且第一卡瓦组件与工具接头连接。

进一步地，中心管内设置有压裂球容纳腔，压裂球容纳腔的下端设置有支撑球座，且中心管上插设有压裂球挡杆。

进一步地，第一卡瓦组件包括第一卡瓦架和第一卡瓦，且第一卡瓦架的一端与工具接头连接，第一卡瓦架的另一端与第一卡瓦连接；第二卡瓦组件包括第二卡瓦架和第二卡瓦，且第二卡瓦架与中心管连接，第二卡瓦与第二卡瓦架连接。

进一步地，桥塞还包括套设在中心管外侧的第一支撑件和第二支撑件；第一支撑件的一端插设在第一卡瓦的内侧，第二支撑件的一端插设在第二卡瓦的内侧。

进一步地，第一支撑件的插入第一卡瓦的内侧的一端为锥形端，且第一卡瓦的与第一支撑件连接的内孔段为锥形孔段；第二支撑件的插入第二卡瓦的内侧的一端为锥形端，且第二卡瓦的与第二支撑件连接的内孔段为锥形孔段。

进一步地，第一支撑件和第二支撑件之间设置有胶筒，且胶筒套设在中心管的外侧。

进一步地，第一支撑件和胶筒的外侧套设有第一护环，第二支撑件和胶筒的外侧套设有第二护环。

进一步地，第二卡瓦架上设置有沿第二卡瓦架的轴向延伸的卡接部，且工具接头上设置有与卡接部相连接适配的卡接槽。

本发明中的桥塞的中心管由轻质合金制成，这样，这种材质制成的中心管可以比较容易地被钻除，缩短了桥塞的钻除时间，且磨铣时产生的金属碎屑可以比较方便地返排至地面。

由于本发明中的桥塞具有快速钻除的特点，可有效地缩短投产时间，增加了经济效益。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的桥塞的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、中心管；11、压裂球容纳腔；

12、支撑球座；13、压裂球挡杆；

14、压裂球支撑座；

20、工具接头；30、第一卡瓦组件；

31、第一卡瓦架；32、第一卡瓦；

40、第二卡瓦组件；41、第二卡瓦架；

42、第二卡瓦；43、卡接部；

51、第一支撑件；52、第二支撑件；

60、胶筒；71、第一护环；

72、第二护环；81、销钉；

82、第一固定环；83、第二固定环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种桥塞，请参考图1，该桥塞包括中心管10，中心管10由轻质合金制成；其中，中心管10的上端设置有工具接头20，工具接头20套设在中心管10的外侧；桥塞还包括沿桥塞的轴向延伸的第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40，第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40均套设在中心管10的外侧，且第一卡瓦组件30与工具接头20连接。

本发明中的桥塞的中心管10由轻质合金制成，这样，这种材质制成的中心管10可以比较容易地被钻除，缩短了桥塞的钻除时间，且磨铣时产生的金属碎屑可以比较方便地返排至地面。

由于本发明中的桥塞具有快速钻除的特点，可有效地缩短投产时间，增加了经济效益。

优选地，中心管10内设置有压裂球容纳腔11，压裂球容纳腔11的下端设置有支撑球座12，且中心管10上插设有压裂球挡杆13。

在本发明中，通过设置压裂球容纳腔11和压裂球挡杆13可以比较方便地将压裂球安装在中心管10内。

在本发明中，通过设置工具接头20可以比较方便地将该桥塞安装在安装工具上，进而比较方便地实现桥塞的安放。

在本发明中，通过设置第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40可以比较方便地将该桥塞固定在套管内。

优选地，第一卡瓦组件30包括第一卡瓦架31和第一卡瓦32，且第一卡瓦架31的一端与工具接头20连接，第一卡瓦架31的另一端与第一卡瓦32连接；第二卡瓦组件40包括第二卡瓦架41和第二卡瓦42，且第二卡瓦架41与中心管10连接，第二卡瓦42与第二卡瓦架41连接。

在本发明中，第一卡瓦32和第二卡瓦42的外壁上设置有安装刺，进而可以通过第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40将桥塞固定在套管内。

优选地，桥塞还包括套设在中心管10外侧的第一支撑件51和第二支撑件52；第一支撑件51的一端插设在第一卡瓦32的内侧，第二支撑件52的一端插设在第二卡瓦42的内侧。

通过设置第一支撑件51和第二支撑件52，可以比较方便地将第一卡瓦32和第二卡瓦42撑开。

优选地，第一支撑件51的插入第一卡瓦32的内侧的一端为锥形端，且第一卡瓦32的与第一支撑件51连接的内孔段为锥形孔段；第二支撑件52的插入第二卡瓦42的内侧的一端为锥形端，且第二卡瓦42的与第二支撑件52连接的内孔段为锥形孔段。

优选地，第一支撑件51和第二支撑件52之间设置有胶筒60，且胶筒60套设在中心管10的外侧。

通过设置胶筒60，可以实现桥塞与套管之间的密封连接。

优选地，第一支撑件51和胶筒60的外侧套设有第一护环71，第二支撑件52和胶筒60的外侧套设有第二护环72。

通过设置第一护环71和第二护环72可以比较方便地实现第一支撑件51、第二支撑件52和胶筒60之间的固定。

优选地，第二卡瓦架41上设置有沿第二卡瓦架41的轴向延伸的卡接部43，且工具接头20上设置有与卡接部43相连接适配的卡接槽。

通过设置卡接部43和卡接槽，可以比较方便地实现相邻的桥塞之间的防转。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。

应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

本实施例提供了一种桥塞，请参考图1，该桥塞包括中心管10，中心管10由轻质合金制成；其中，中心管10内设置有压裂球容纳腔11，压裂球容纳腔11的下端设置有支撑球座12，且中心管10上插设有压裂球挡杆13。

本实施例中的桥塞的中心管10由轻质合金制成，这样，这种材质制成的中心管10可以比较容易地被钻除，缩短了桥塞的钻除时间，且磨铣时产生的金属碎屑可以比较方便地返排至地面。

由于本实施例中的桥塞具有快速钻除的特点，可有效地缩短投产时间，增加了经济效益。

在本实施例中，通过设置压裂球容纳腔11和压裂球挡杆13可以比较方便地将压裂球安装在中心管10内。

在本实施例中，中心管10的上端设置有工具接头20，工具接头20套设在中心管10的外侧。

在本实施例中，通过设置工具接头20可以比较方便地将该桥塞安装在安装工具上，进而比较方便地实现桥塞的安放。

在本实施例中，桥塞还包括沿桥塞的轴向延伸的第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40，第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40均套设在中心管10的外侧，且第一卡瓦组件30与工具接头20连接。

在本实施例中，通过设置第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40可以比较方便地将该桥塞固定在套管内。

在本实施例中，第一卡瓦组件30包括第一卡瓦架31和第一卡瓦32，且第一卡瓦架31的一端与工具接头20连接，第一卡瓦架31的另一端与第一卡瓦32连接；第二卡瓦组件40包括第二卡瓦架41和第二卡瓦42，且第二卡瓦架41与中心管10连接，第二卡瓦42与第二卡瓦架41连接。

在本实施例中，第一卡瓦32和第二卡瓦42的外壁上设置有安装刺，进而可以通过第一卡瓦组件30和第二卡瓦组件40将桥塞固定在套管内。

在本实施例中，桥塞还包括套设在中心管10外侧的第一支撑件51和第二支撑件52；第一支撑件51的一端插设在第一卡瓦32的内侧，第二支撑件52的一端插设在第二卡瓦42的内侧。

通过设置第一支撑件51和第二支撑件52，可以比较方便地将第一卡瓦32和第二卡瓦42撑开。

在本实施例中，第一支撑件51的插入第一卡瓦32的内侧的一端为锥形端，且第一卡瓦32的与第一支撑件51连接的内孔段为锥形孔段；第二支撑件52的插入第二卡瓦42的内侧的一端为锥形端，且第二卡瓦42的与第二支撑件52连接的内孔段为锥形孔段。

在本实施例中，第一支撑件51和第二支撑件52之间设置有胶筒60，且胶筒60套设在中心管10的外侧。

通过设置胶筒60，可以实现桥塞与套管之间的密封连接。

在本实施例中，第一支撑件51和胶筒60的外侧套设有第一护环71，第二支撑件52和胶筒60的外侧套设有第二护环72。

通过设置第一护环71和第二护环72可以比较方便地实现第一支撑件51、第二支撑件52和胶筒60之间的固定。

在本实施例中，第二卡瓦架41上设置有沿第二卡瓦架41的轴向延伸的卡接部43，且工具接头20上设置有与卡接部43相连接适配的卡接槽。

通过设置卡接部43和卡接槽，可以比较方便地实现相邻的桥塞之间的连接。

在本发明中，第一卡瓦架31通过销钉81与工具接头20连接。

在本发明中，桥塞还包括第一固定环82和第二固定环83，第一固定环82套设在所述第一卡瓦32的外侧，第二固定环83套设在第二卡瓦42的外侧。

本发明的目的在于提供一种用于套管完井的直井、水平井多级压裂工艺中使用的轻质合金快钻桥塞(桥塞)。

本发明所指的快钻桥塞主体采用轻质合金材料制造，该桥塞与常规使用的球墨铸铁制造的桥塞相比，钻除时间减少50％以上，磨铣时产生的金属碎屑易于返排至地面。由于该桥塞具有快速钻除的特点，可有效缩短投产时间，增加经济效益。

下面结合图1对本发明的具体实施方式做进一步说明：

本发明提供了一种在水平井多级压裂工艺中使用的轻质合金快钻桥塞，如图1所示，该轻质合金快钻桥塞设置了1个具有通孔结构的中心管10，中心管10上部外侧有螺纹与工具接头20相连接，中心管10下部外侧有螺纹与第二卡瓦架41相连接。

工具接头20与第一卡瓦架31用销钉81连接，其中第一卡瓦32的一端安装在第一卡瓦架31的开槽内，并用第一固定环82固定，另一端插入第一支撑件51的开槽处，第一护环71和第二护环72分别放置在胶筒60的两侧并且胶筒60上下两端插入第一护环71和第二护环72的内侧，第二支撑件52的开槽处插入第二卡瓦42，第二卡瓦42的另一端安装在第二卡瓦架41的开槽内，并用第二固定环83固定。

在本申请中，中心管10内部上方具有带斜面的变径结构形成的支撑球座12，与压裂球挡杆13配合可以用作放置压裂球的球笼。

在本申请中，第一卡瓦架31内部有棘齿状单向锁紧机构，使得包括第一卡瓦32以下的所有零件向下位移后不能回退，处于锁紧状态。

本发明适用于套管完井的水平井多级压裂工艺中，在致密油或页岩气等极低渗透率的油气藏储层改造中使用。

本桥塞的使用方法：

本发明中的桥塞工作时，利用电缆将射孔枪、坐封工具、桥塞连接后一同泵送至预定目的井段，通过坐封工具产生推力，通过坐封工具推筒推动第一卡瓦架31、第一卡瓦32、第一支撑件51，第一护环71、胶筒60下行，第一卡瓦32下行中被第一支撑件51撑开并卡在套管上，第一护环71、胶筒60、第二护环72在下行过程中被压缩后膨胀并密封套管，第二支撑件52下行过程中撑开第二卡瓦42并卡在套管上，完成坐封和丢手过程。

然后，上提射孔枪至目的井段进行射孔，射孔后进行压裂，多次重复这一过程，直至完成全部压裂作业，压裂完成后可一次性将全部桥塞钻除后进行生产。

本发明保护一种轻质合金快钻桥塞，其结构特征为：第一卡瓦架31与第一卡瓦32相连接并用第一固定环82进行固定，组成上卡瓦总成，第二卡瓦42与第二卡瓦架41相连接并用第二固定环83固定，组成下卡瓦总成。工具接头20、上卡瓦总成、第一支撑件51、第一护环71、胶筒60、第二护环72、第二支撑件52、下卡瓦总成按照由上至下的顺序依次安装在中心管10上，且上下卡瓦总成为相对方向安装。中心管10具有通孔结构。

在本发明中，除胶筒60和卡瓦少部分材料外，其余材料均为轻质合金材料。

在本发明中，卡瓦由多个相同的独立卡瓦组成，并用环状结构进行固定。

在本发明中，其中心管10为通孔结构，上部为由压裂球挡杆13和压裂球支撑座14组成的可以放置压裂球的球笼结构。

在本申请中，第二卡瓦架41的底部带有4个突出结构，可以与工具接头20上的凹槽相互啮合，在磨铣快钻桥塞时起到防转的作用。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明中的桥塞的中心管10由轻质合金制成，这样，这种材质制成的中心管10可以比较容易地被钻除，缩短了桥塞的钻除时间，且磨铣时产生的金属碎屑可以比较方便地返排至地面。

由于本发明中的桥塞具有快速钻除的特点，可有效地缩短投产时间，增加了经济效益。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。

应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。

该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桥塞，包括中心管(10)，其特征在于，所述中心管(10)由轻质合金制成；其中，所述中心管(10)的上端设置有工具接头(20)，所述工具接头(20)套设在所述中心管(10)的外侧；所述桥塞还包括沿所述桥塞的轴向延伸的第一卡瓦组件(30)和第二卡瓦组件(40)，所述第一卡瓦组件(30)和所述第二卡瓦组件(40)均套设在所述中心管(10)的外侧，且所述第一卡瓦组件(30)与所述工具接头(20)连接。

2.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述中心管(10)内设置有压裂球容纳腔(11)，所述压裂球容纳腔(11)的下端设置有支撑球座(12)，且所述中心管(10)上插设有压裂球挡杆(13)。

3.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述第一卡瓦组件(30)包括第一卡瓦架(31)和第一卡瓦(32)，且所述第一卡瓦架(31)的一端与所述工具接头(20)连接，所述第一卡瓦架(31)的另一端与所述第一卡瓦(32)连接；

所述第二卡瓦组件(40)包括第二卡瓦架(41)和第二卡瓦(42)，且所述第二卡瓦架(41)与所述中心管(10)连接，所述第二卡瓦(42)与所述第二卡瓦架(41)连接。

4.根据权利要求3所述的桥塞，其特征在于，所述桥塞还包括套设在所述中心管(10)外侧的第一支撑件(51)和第二支撑件(52)；所述第一支撑件(51)的一端插设在所述第一卡瓦(32)的内侧，所述第二支撑件(52)的一端插设在所述第二卡瓦(42)的内侧。

5.根据权利要求4所述的桥塞，其特征在于，所述第一支撑件(51)的插入所述第一卡瓦(32)的内侧的一端为锥形端，且所述第一卡瓦(32)的与所述第一支撑件(51)连接的内孔段为锥形孔段；所述第二支撑件(52)的插入所述第二卡瓦(42)的内侧的一端为锥形端，且所述第二卡瓦(42)的与所述第二支撑件(52)连接的内孔段为锥形孔段。

6.根据权利要求4所述的桥塞，其特征在于，所述第一支撑件(51)和所述第二支撑件(52)之间设置有胶筒(60)，且所述胶筒(60)套设在所述中心管(10)的外侧。

7.根据权利要求6所述的桥塞，其特征在于，所述第一支撑件(51)和所述胶筒(60)的外侧套设有第一护环(71)，所述第二支撑件(52)和所述胶筒(60)的外侧套设有第二护环(72)。

8.根据权利要求3所述的桥塞，其特征在于，所述第二卡瓦架(41)上设置有沿所述第二卡瓦架(41)的轴向延伸的卡接部(43)，且所述工具接头(20)上设置有与所述卡接部(43)相连接适配的卡接槽。