CN106677738B - 一种可溶封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可溶封隔器，包括中心管、上接头、承压套、活塞释放销钉、活塞、移动套、锁紧环、上椎体释放销钉、卡瓦、下椎体释放销钉一、下椎体释放销钉二、胶筒、下接头和可溶性金属制成的导向环、上椎体、下椎体、隔环、调整环。本发明还涉及了可溶性金属的组方。本发明将封隔器中的导向环、上椎体、下椎体、隔环和调整环采用可溶性设计，完井后这些关键部件可以缓慢溶解，胶筒被切割成条状物，使得封隔器外径变小，压裂管住容易起出，减少事故的发生，节约施工成本。
Description
技术领域
本发明属于油田机械设备领域，涉及一种可溶封隔器。
背景技术
目前，国内油田开采过程中进行压裂施工作业，由于地层每段强度参数不一样，必须采用分段压裂，封隔器就是用于封隔不同地层的工具。在水平井施工中封隔器与套管接触面不均衡，封隔器胀封后密封不均，密封效果差；压裂过程有砂沉在封隔器上，完工上提压裂管住易卡，胶筒也不宜收回，压裂管住很难起出地面。因此，需要针对上述问题发明一种可溶封隔器。
发明内容
本发明的目的是提供一种可溶封隔器，克服目前封隔器完工上提压裂管住易卡，胶筒也不宜收回，压裂管住很难起出地面的问题。
本发明通过以下技术方案来实现：一种可溶封隔器，包括中心管、上接头、承压套、活塞释放销钉、活塞、移动套、锁紧环、上椎体释放销钉、卡瓦、下椎体释放销钉一、下椎体释放销钉二、胶筒、下接头和可溶性金属制成的导向环、上椎体、下椎体、隔环、调整环，中心管上下两端分别连接上接头和下接头，上接头外侧连接承压套，承压套外侧装有导向环，承压套与中心管之间的空间里装有活塞，活塞端部通过活塞释放销钉固定在上接头上；所述的中心管侧壁上开有通压孔，通压孔为透孔，外侧连通活塞，活塞底部依次为移动套、上椎体、锁紧环、卡瓦、下椎体、隔环、胶筒和调整环，移动套底部连接上椎体，锁紧环嵌入上椎体中，锁紧环内壁与中心管的接触面为倒锯齿结构，倒锯齿结构与中心管外壁相咬合；所述的卡瓦的上下两端分别通过上椎体释放销钉和下椎体释放销钉一固定连接上椎体和下椎体，下椎体又通过下椎体释放销钉二固定在中心管上，隔环、胶筒、调整环依次排列在下椎体的底部，调整环又连接下接头，下接头外侧纵向设有多条外刃状刀锋。
进一步的，所述的可溶性金属的成分及重量份为：Al 85-89重量份，Mg 4.4-10.3重量份，Mn 0.7-2.3重量份，Zn 0.7-2.3重量份，Fe 1-3重量份，Ga 0.7-0.9重量份，In0.3-0.4重量份。
采用上述技术方案的积极效果：本发明将封隔器中的导向环、上椎体、下椎体、隔环和调整环采用可溶性设计，完井后这些关键部件可以缓慢溶解，胶筒被切割成条状物，使得封隔器外径变小，压裂管住容易起出，减少事故的发生，节约施工成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视图。
图中，1中心管，2上接头，3承压套，4活塞释放销钉，5活塞，6移动套，7导向环，8上椎体，9锁紧环，10上椎体释放销钉，11卡瓦，12下椎体，13下椎体释放销钉一，14下椎体释放销钉二，15隔环，16胶筒，17调整环，18下接头，19通压孔，20外刃状刀锋。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的结构做进一步说明，但不应理解为对本发明的限制：
实施例1
本实施例说明本发明的结构。
图1是本发明的结构示意图，图2是图1中A-A向剖视图，如图所示，一种可溶封隔器，包括中心管1、上接头2、承压套3、活塞释放销钉4、活塞5、移动套6、锁紧环9、上椎体释放销钉10、卡瓦11、下椎体释放销钉一13、下椎体释放销钉二14、胶筒16、下接头18和可溶性金属制成的导向环7、上椎体8、下椎体12、隔环15、调整环17，中心管1上下两端分别连接上接头2和下接头18，上接头2外侧连接承压套3，承压套3外侧装有导向环7，承压套3与中心管1之间的空间里装有活塞5，活塞5端部通过活塞释放销钉4固定在上接头2上。活塞释放销钉剪断后会导致活塞下行。所述的中心管1侧壁上开有通压孔19，通压孔19为透孔，外侧连通活塞5，活塞5底部依次为移动套6、上椎体8、锁紧环9、卡瓦11、下椎体12、隔环15、胶筒16和调整环17，移动套6底部连接上椎体8，锁紧环9嵌入上椎体8中，锁紧环9内壁与中心管1的接触面为倒锯齿结构，倒锯齿结构与中心管1外壁相咬合。锁紧环的作用是保证各个部件下移后不会产生位移。所述的卡瓦11的上下两端分别通过上椎体释放销钉10和下椎体释放销钉一13固定连接上椎体8和下椎体12，下椎体12又通过下椎体释放销钉二14固定在中心管1上，隔环15、胶筒16、调整环17依次排列在下椎体12的底部，调整环17又连接下接头18，下接头18外侧纵向设有多条外刃状刀锋20。可溶性金属为现有技术，即采用低熔点金属，遇水发生反应导致溶解，不同的可溶性金属之间通过调整各种金属的组分和含量来调整成品的溶解速率和溶解温度。这些关键部件溶解后，通过下接头外侧纵向的多条外刃状刀锋切割成条状物，经过一段时间降解后容易被带出地面。
实施例2
本实施例说明本发明的工作过程。
一、胀封过程
本工具工作前，下接头端为密封状态。工作时，带压介质从上接头通过通压孔进入活塞腔室，剪断活塞释放销钉，推动活塞在承压套中下行右移，带动移动套、导向环、上锥体、卡瓦、下锥体、隔环下行，当介质持续加压至一定压力时，下锥体释放销钉二被剪断，压缩胶筒径向膨胀。当介质继续达到一定压力时，胶筒与套管内壁胀封锁紧。当介质持续加压至一定压力时，下锥体释放销钉一被剪断，在活塞推动下，移动套、导向环、上椎体、卡瓦继续下行，同时卡瓦沿下锥体锥面径向膨胀，与套管内壁接触，并开始锁紧。当介质进一步加压至一定压力时，上锥体释放销钉被剪断，在活塞推动下，移动套、导向环、上锥体继续下行，同时卡瓦在上锥体的作用下继续径向膨胀，直至介质达到一定压力，锁紧环保持各部件胀封锁紧状态，不产生位移。至此工具完成胀封过程。
导向环及调整环外径为118mm，保证工具其他部位在下井过程中与套管内壁脱离接触，下井过程顺利；卡瓦外径为105mm，保证工具下井过程中卡瓦与套管内壁脱离接触，不产生摩擦现象，且卡瓦与套管内壁存在一定的间隙，在胀封过程中确保卡瓦胀出顺利，不出现刮碰、滞涩现象；胶筒外径为112mm，隔环外径为114mm，确保工具下井过程中胶筒与套管内壁不出现刮碰现象保护胶筒的完整性。
二、解封过程
本工具导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环采用可溶性金属，当胀封达到要求时间时，上述各部件亦开始溶解，工具开始产生径向尺寸收缩和轴向尺寸收缩；达到一定时间时，可溶金属部件溶解、消散，卡瓦随之收缩，胶筒径向收缩，轴向延展，二者与套管内壁脱离接触，工具胀封状态解除。在上提工具过程中，由于调整环已溶解，胶筒下移，通过下接头外刃状刀锋时被切割数十条胶条状物，沉落井下，经过一定时间降解生产时容易带出地面。关键部件溶解后，封隔器外径变小，胶筒降解，压裂管住容易起出，减少事故的发生，节约施工成本。
实施例3
本实施例说明可溶性金属的组成。
导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环由可溶性金属制成，可溶性金属的成分及重量份为：Al 85重量份，Mg 10.3重量份，Mn 0.7重量份，Zn 2.3重量份，Fe 1重量份，Ga 0.9重量份，In 0.4重量份。
实施例4
本实施例说明可溶性金属的组成。
导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环由可溶性金属制成，可溶性金属的成分及重量份为：Al 89重量份，Mg 8重量份，Mn 1重量份，Zn 1.9重量份，Fe 2重量份，Ga 0.8重量份，In 0.3重量份。
实施例5
本实施例说明可溶性金属的组成。
导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环由可溶性金属制成，可溶性金属的成分及重量份为：Al 85重量份，Mg 5重量份，Mn 1.2重量份，Zn 0.7重量份，Fe 2.5重量份，Ga 0.7重量份，In 0.4重量份。
实施例6
本实施例说明可溶性金属的组成。
导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环由可溶性金属制成，可溶性金属的成分及重量份为：Al 86重量份，Mg 10重量份，Mn 2.3重量份，Zn 1.1重量份，Fe 3重量份，Ga 0.8重量份，In 0.3重量份。
实施例7
本实施例说明可溶性金属的组成。
导向环、上锥体、下锥体、隔环、调整环由可溶性金属制成，可溶性金属的成分及重量份为：Al 88重量份，Mg 4.4重量份，Mn 1.8重量份，Zn 1.5重量份，Fe 2.5重量份，Ga 0.9重量份，In 0.4重量份。
试验例
本发明利用Ga和In等低熔点金属破坏Al表面的氧化膜，同时促进合金与水反应。调节Ga和In等低熔点金属的比例可控制合金的溶解温度和溶解速率。利用Mg,Mn,Zn,Fe等合金元素强化合金。而这些金属也用于调节合金的溶解速率。
采用实施例3-7的可溶性金属，对可溶性金属的溶解速率和溶解温度进行对比实验，结果如表1。
如表所示，封隔器中的导向环、上椎体、下椎体、隔环和调整环采用可溶性金属，通过调整合金中的金属元素的组成以及含量，可以调整合金的溶解速率以及溶解温度，以适应不同的需要。
本发明完井后这些关键部件可以缓慢溶解，胶筒被切割成条状物，使得封隔器外径变小，压裂管住容易起出，减少事故的发生，节约施工成本。
Claims (1)
1.一种可溶封隔器，其特征在于：包括中心管（1）、上接头（2）、承压套（3）、活塞释放销钉（4）、活塞（5）、移动套（6）、锁紧环（9）、上椎体释放销钉（10）、卡瓦（11）、下椎体释放销钉一（13）、下椎体释放销钉二（14）、胶筒（16）、下接头（18）、导向环（7）、上椎体（8）、下椎体（12）、隔环（15）和调整环（17），所述的导向环（7）、上椎体（8）、下椎体（12）、隔环（15）和调整环（17）由可溶性金属制成，中心管（1）上下两端分别连接上接头（2）和下接头（18），上接头（2）外侧连接承压套（3），承压套（3）外侧装有导向环（7），承压套（3）与中心管（1）之间的空间里装有活塞（5），活塞（5）端部通过活塞释放销钉（4）固定在上接头（2）上；所述的中心管（1）侧壁上开有通压孔（19），通压孔（19）为透孔，外侧连通活塞（5），活塞（5）底部依次为移动套（6）、上椎体（8）、锁紧环（9）、卡瓦（11）、下椎体（12）、隔环（15）、胶筒（16）和调整环（17），移动套（6）底部连接上椎体（8），锁紧环（9）嵌入上椎体（8）中，锁紧环（9）内壁与中心管（1）的接触面为倒锯齿结构，倒锯齿结构与中心管（1）外壁相咬合；所述的卡瓦（11）的上下两端分别通过上椎体释放销钉（10）和下椎体释放销钉一（13）固定连接上椎体（8）和下椎体（12），下椎体（12）又通过下椎体释放销钉二（14）固定在中心管（1）上，隔环（15）、胶筒（16）、调整环（17）依次排列在下椎体（12）的底部，调整环（17）又连接下接头（18），下接头（18）外侧纵向设有多条外刃状刀锋（20）；所述的可溶性金属的成分及重量份为：Al 85-89重量份，Mg 4.4-10.3重量份，Mn 0.7-2.3重量份，Zn 0.7-2.3重量份，Fe 1-3重量份，Ga0.7-0.9重量份，In 0.3-0.4重量份。
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