CN107387005B - 一种无残留释放机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无残留释放机构，包括：外筒体，其一端与桥塞外表面上的抬肩相接触，而另一端与坐封工具的外筒连接；内筒体，其设置在外筒体中并与其滑动连接，内筒体的一端与桥塞的中心管卡合；以及，释放构件，其一端和坐封工具的拉杆连接，而另一端与内筒体的另一端连接，坐封工具的外筒和拉杆滑动连接。本发明通过巧妙移动释放环的位置，发明了无残留释放机构，将释放环做到释放机构上，当桥塞坐封完成后，释放环断裂，该发明能够将断裂的释放环全部提出井筒，实现井底坐封无金属残留，最大化的减少了桥塞的磨铣时间。

Description

一种无残留释放机构

技术领域

本发明涉及油气田采油、修井技术领域，特别涉及一种井下作业的井下工具技术领域，尤其是涉及一种无残留释放机构。

背景技术

丢手速钻桥塞和套管射孔联做技术解决了不同压力下分段压裂改造的技术难题。桥塞的坐封需要坐封工具，该本发明涉及将坐封工具和桥塞相连接的释放机构。目前采用的释放方式主要有坐封剪切销钉、轻质金属和释放环。但是坐封剪切销钉剪切力值较不稳定，容易提前剪断或者最终难以剪断，桥塞坐封很不理想，给后期的压裂改造造成了很大的困难；即使销钉被剪断仍会存在残留屑，也会影响后期的桥塞磨铣工作。目前采用释放环或轻质金属的结构主要是将释放环做到桥塞上，然后桥塞和坐封工具相连接，坐封完成后起出坐封工具。但是该丢手方式不能带出残余的释放环部分，同样加大了磨铣的难度和加长了磨铣的时间。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种释放环做到释放机构上的无残留释放机构，其能够将断裂的释放环全部提出井筒，实现井底坐封无残留，最大化的减少了桥塞的磨铣时间。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种全新的技术方案为：

一种无残留释放机构，包括：

外筒体，其一端压迫桥塞外表面上的抬肩，而另一端与所述坐封工具的外筒连接；

内筒体，其固设在所述外筒体中并与所述外筒体滑动连接，所述内筒体的一端与所述桥塞的一端卡合；以及，

释放构件，其一端和所述坐封工具的拉杆连接，而另一端与所述内筒体的另一端连接，所述坐封工具的外筒和拉杆滑动连接，所述释放构件在特定的压力下和所述内筒体断裂。坐封工具的活塞作用于其外筒中。

优选的是，所述的无残留释放机构中，所述内筒体的一端具有瓣爪，所述瓣爪卡合在所述桥塞的中心管外壁上的凹槽内。

优选的是，所述的无残留释放机构，还包括：

推筒，其为两端开口的推筒空腔，所述推筒的一端固定于所述坐封工具的外筒上；

套筒，其为两端开口的套筒空腔，所述套筒的一端压迫桥塞外表面上的抬肩，所述套筒的另一端与所述推筒的另一端固定连接，靠近于所述套筒另一端的套筒内壁上沿其径向设置有套筒台阶，所述套筒通过所述套筒台阶沿所述内筒体的外壁滑行；

所述推筒和所述套筒构成所述外筒体。

较优选的是，所述的无残留释放机构中，所述外筒体的套筒的一端的内壁处设置有扩容空腔，可以与桥塞工具的卡瓦背圈结构相配做，所述外筒体的套筒的内壁与所述扩容空腔之间的过渡部分为锥形面。

较优选的是，所述的无残留释放机构中，所述套筒的一端与桥塞外表面的抬肩相接触。

较优选的是，所述的无残留释放机构中，所述桥塞外表面上的抬肩为卡瓦背圈，所述桥塞呈柱状。

较有选的是，所述内筒体和释放构件置于所述外筒体内部，所述内筒体对其起保护作用。

较优选的是，所述的无残留释放机构，还包括：

转换接头，其套设在所述推筒和所述外筒之间，所述推筒可套合在坐封工具的外筒上，方便所述内筒体及释放构件的安装，所述转接接头和所述坐封工具的外筒的连接处还设置有第一止退销钉。

较优选的是，所述的无残留释放机构中，所述套筒上开设有多个通孔，所述套筒和所述推筒的连接处设置有第二止退销钉。该套筒的中间部位开设通孔，方便在坐封过程中排出腔内液体，减少坐封力流失。

优选的是，所述的无残留释放机构中，所述释放构件为释放环，所述释放环由黄铜制成。该释放环的中间部位具有易断裂部，该易断裂部的厚度根据坐封载荷值而定。

优选的是，所述的无残留释放机构中，所述释放构件和所述坐封工具的拉杆的连接处设置有第三止退销钉，所述释放环和所述内筒体的连接处设置有第四止退销钉。

本发明至少包括以下有益效果：

由于将释放环转移到释放机构，因此下面断裂的释放环残余部分可以被提出井筒，实现井底坐封无残留，最大化的减少了桥塞的磨铣时间。

转换接头和外筒、推筒和外筒、推筒和套筒、拉杆和释放环等的连接处均带止退销钉固定，防止脱扣倒扣。

一次坐封完成后，除了更换释放环外，其他部件可重复使用。

内筒体设置在套筒内部并被约束，采用向外张开的方式，避免下井遇阻过程中桥塞脱落的可能性。

本发明的机构两端外径最大，可以起到扶正器的作用，使桥塞在坐封前处于与套管平行状态，增加成功坐封的可靠性。

在安装过程中，推筒和转换接头的连接为最后的连接，具有一定量的容错空间。

桥塞是页岩气、致密油完井过程中压裂改造施工的重要工具，一口井中根据需要使用多个桥塞将各个地质不同的地层隔开。当第一层压裂完以后，首先下最下面桥塞然后坐封、射孔、投球、压裂一次，然后再下入桥塞坐封、射孔、投球、再压裂，依次进行下去。最后将全部桥塞磨铣成碎末，目的是增加产油量。如果被磨铣的桥塞上含有的金属部件比较多就会增大磨铣的时间和磨铣的难度。目前市场上的有释放环和释放销钉以及轻质金属的方式，这些工具坐封后会有一定的金属残留，层数越多，残留的金属越多。所以无残留释放机构的发明很有必要。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的释放机构和桥塞的结构示意图；

图2为本发明其中一个实施例中的无残留释放机构的结构半剖图；

图3为本发明其中一个实施例中的无残留释放机构的坐封状态图；

图4为本发明其中一个实施例中的无残留释放机构的上提状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种无残留释放机构，如图1所示，包括：

外筒体，其一端压迫桥塞外表面上的抬肩，而另一端与坐封工具1的外筒110连接；

内筒体5，其设置在所述外筒体中并与所述外筒体滑动连接，所述内筒体5的一端与所述桥塞的一端卡合；作为一种优选的方式，所述内筒体5的一端具有瓣爪，所述瓣爪卡合在所述桥塞中心管9外壁上的凹槽内。以及，

释放构件4，其一端和所述坐封工具1的拉杆111连接，而另一端与所述内筒体5的另一端连接，所述坐封工具1的外筒110和拉杆111滑动连接，所述释放构件4在特定的压力下和所述内筒体5断裂。坐封工具的活塞作用于其外筒中。作为优选，所述释放构件采用释放环4，当然也可以采用其他常用的释放构件。释放环4的断裂值根据桥塞的坐封载荷值而定。

通过坐封工具1将桥塞坐封后，释放环4断裂，现有的释放机构中，断裂的一部分释放环残留井下，会增大后期桥塞磨铣的时间和磨铣的难度。本发明采用的上述方案将释放环4设置于坐封工具1和内筒体5之间，当坐封工具1将桥塞坐封后，在上提释放机构的过程中，外筒体中的套筒6远离桥塞，从而其另一端与桥塞脱离，所述内筒体5的瓣爪失去外筒体的套筒6的约束，从凹槽中脱离出来，从而本发明的释放机构与桥塞分离，并将释放环4全都带出了井中，从而实现了无残留丢手。

在本发明的一些实施例中，在上述的几种方案中，该无残留释放机构还包括：

推筒3，其为两端开口的推筒空腔，所述推筒3的一端固定于所述坐封工具1的外筒110上；

套筒6，其为两端开口的套筒空腔，所述套筒6的一端压迫桥塞外表面上的抬肩，例如，所述套筒6的一端与桥塞外表面的抬肩相接触，所述套筒6的另一端与所述推筒3的另一端固定连接，靠近于所述套筒6另一端的套筒内壁上沿其径向设置有套筒台阶，所述套筒6通过所述套筒台阶沿所述内筒体5的外壁滑行；

所述推筒3和所述套筒6构成所述外筒体。

所述内筒体5与所述套筒6的内壁上的抬肩套合从而将所述内筒体5滑动设置在所述外筒体中。推筒3的作用就是将坐封工具1的外筒110产生的推力传递到套筒6，然后套筒6推动桥塞的卡瓦背圈10。其结构很简单，就是将上下两部件连接起来，并且在安装的时候推筒3可以移动到坐封工具1的上面，方便连接内部的结构。这样，在本发明安装时，可以最后安装推筒3，以允许部件之间有一定量的容错空间。在上述的方案中，所述套筒6的一端的内壁处设置有扩容空腔，该扩容空腔可以与桥塞工具的卡瓦背圈10结构相配做，所述套筒6的内壁与所述扩容空腔之间的过渡部分为锥形面。所述外筒体的一端与所述外筒110连接，另一端和桥塞外表面的抬肩即卡瓦背圈10相接触；所述释放环4的一端与所述拉杆111连接，另一端与所述内筒体5相连接；所述内筒体5的另一端与桥塞中心管9相连接。这样所述拉杆111与桥塞相连接为一体，当所述外筒110与所述拉杆111产生相对移动时，所述外筒110通过所述外筒体将推力作用在桥塞的卡瓦背圈10、卡瓦11、胶筒12上，当达到桥塞的坐封载荷值时，卡瓦11锚定在套管6内壁上，胶筒12受挤压膨胀，释放环4断裂。此时，上提坐封工具1，这样，由于外筒体的一端具有该锥形面和该扩容空腔，从而该外筒体不再将内筒体约束于所述桥塞中心管外壁的凹槽中，所述外筒体内部的抬肩拖住断裂的释放环，所述内筒体5的瓣爪张开与桥塞脱离，从而将外筒体、内筒体5和释放环4等构件都与桥塞分离，并带出井外，完成丢手。

在本发明的另一些实施例中，在上述的几种方案中，所述桥塞呈柱状，可以为中空的筒体或者为堵塞式的，其外表面上的抬肩为卡瓦背圈10。在上述方案中，所述套筒6接触所述桥塞外表面的卡瓦背圈10，在坐封工具1的作用下，套筒6通过推动卡瓦背圈10，从而推动桥塞的卡瓦11、胶筒12，使卡瓦11锚定在套筒内壁上，胶筒12其受挤压后膨胀，以完成桥塞的坐封。

在本发明的又一个实施例中，所述释放环4的中间部分细而两端粗，中间部分为易断裂部，所述易断裂部厚度根据坐封载荷值而定。

在本发明的一些实施例中，所述释放环4由黄铜制成。

在本发明的再一个实施例中，该释放机构还包括：

转换接头2，其套设在所述推筒3和所述坐封工具的外筒110之间，所述转接接头2和所述外筒110的连接处还设置有第一止退销钉，这样即使推筒3和所述坐封工具的外筒110的半径不好配合，通过引入转换接头2可以安装各种半径的推筒3。转换接头2可以通过螺纹连接到外筒110的外壁上，推筒3也可以通过螺纹连接到转换接头2上，并设置有第一止退销钉以防止脱扣。

在本发明的其中一个实施例中，套筒6与推筒3螺纹连接，所述套筒6和所述推筒3的连接处设置有第二止退销钉，以防止脱扣。所述套筒6上开设有多个通孔，该套筒的中间部位开设通孔，用于方便在坐封过程中排出腔内液体，减少坐封力流失。

在本发明的其中又一个实施例中，释放环4与拉杆111螺纹连接，内筒体5和释放环4也螺纹连接，所述释放环5和所述坐封工具1的连接处设置有第三止退销钉，所述内筒体5和所述释放环4的连接处设置有第四止退销钉。以防止脱扣现象的发生。

本发明结构简单，连接方便。将释放环4做到释放机构上，实现了井下无残留金属，减小了磨铣桥塞的难度。目前市场上一般都是将坐封工具1和桥塞直接连接起来，断裂的释放环4部分或者销钉会残留在桥塞上，如果层数较多，将大大的增加磨铣桥塞的难度和时间。

本发明选用的是较稳定的释放环拉断和内筒体(瓣爪)脱手方式，并将释放环做到释放机构上，能随坐封工具一起带出井筒，实现真正的无残留丢手，有效的解决了现有技术存在的问题和缺陷，节约了时间和成本。

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供了一种桥塞的无残留释放机构，其结构简单，使用方便，可重复使用，满足油田对桥塞和坐封工具连接起来的要求。本发明的一种实现方式是通过如下技术措施来实现的：桥塞的无残留释放机构包括：转换接头、推筒、释放环、内筒体(本实施例中采用的连接分瓣)、套筒、长止退销钉、短止退销钉；转换接头通过螺纹与坐封工具的外筒相连并由短止退销钉固定防止脱扣倒扣；推筒螺纹和转换接头相连并暂时推到坐封工具上面；释放环通螺纹和坐封工具的拉杆相连并由长止退销钉固定防止脱扣倒扣；内筒体的分瓣部分套在桥塞的中心管上面，直到瓣爪卡在中心管的凹槽里；套筒套在内筒体上面；内筒体的螺纹端和释放环相连并由长退销钉固定防止脱扣倒扣；套筒的螺纹和推筒的螺纹相连并由短止退销钉固定防止脱扣倒扣；推筒的螺纹和转换接头的螺纹相连并由短止退销钉固定防止脱扣倒扣。

图2为本发明的无残留释放机构的结构半剖图。如图2所示，无残留桥塞释放机构包括：转换接头2、推筒3、释放环4、内筒体(本实施例中采用的连接分瓣)5、套筒6、长止退销钉(即第三、四止退销钉)7、短止退销钉(即第一、二止退销钉)8；转换接头2通过螺纹与坐封工具1的外筒相连并由短止退销钉(即第一止退销钉)8固定防止脱扣倒扣；推筒3螺纹和转换接头2相连并暂时推到坐封工具上面；释放环4通过螺纹和坐封工具1的拉杆相连并由长止退销钉7固定防止脱扣倒扣；内筒体5的分瓣部分套在桥塞9的中心管上面，直到瓣爪卡在中心管的凹槽里；套筒6套在内筒体5上面；内筒体5的螺纹端和释放环4相连并由长止退销钉7固定防止脱扣倒扣；套筒6的螺纹和推筒3的螺纹相连并由短止退销钉8固定防止脱扣倒扣；推筒3的螺纹和转换接头2的螺纹相连并由短止退销钉8固定防止脱扣倒扣。

在上述技术方案中，所述释放环的材质为常用的黄铜材料，释放环断裂处的壁厚为根据坐封载荷值而定，便于加工制造。在所有螺纹连接处都有止退销钉固定防止脱扣倒扣。内筒体被包括在推筒的内部，与中心管的连接稳定可靠。本发明的两端外径最大，可以起到扶正器的作用。推筒和转换接头的连接为最后的连接，具有一定量的容错空间。

图3为本发明的无残留释放机构的坐封状态。如图3所示，本发明工作时，坐封工具1外筒产生推力作用于该机构的推筒3上，坐封工具1的拉杆不移动，内筒体5由于套筒6的约束作用无法张开，所以与坐封工具1的拉杆相连的释放环4、内筒体5拉住桥塞9的中心管不移动；推筒3的移动带动套筒6以及套筒6推动桥塞9上的零件移动，即套筒6推动桥塞的卡瓦背圈移动，最终实现胶筒膨胀(胶筒12指得是桥塞的密封部件，其受到挤压后膨胀，与套管内壁紧密贴合，起到密封的效果)，卡瓦锚定在套管内壁上，卡瓦是桥塞的锁紧固定部件，作用是锚定在套管内壁上，起到锁紧固定的作用；此时释放环4的薄弱环节断裂，桥塞的坐封完成。

图4为本发明的无残留释放机构的上提状态。如图4所示，上提坐封工具1，坐封工具1的外筒带动推筒3、套筒6上移，套筒6的抬肩带动断裂的释放环4以及内筒体5上移，内筒体5失去套筒6的约束而张开脱离桥塞9的中心管，此过程完成丢手。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的释放机构的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

如上所述，根据本发明，将释放环做到释放机构上，实现井下无残留金属，减小了磨铣桥塞的难度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种无残留释放机构，其特征在于，包括：

外筒体，其一端压迫桥塞外表面上的抬肩，而另一端与坐封工具的外筒连接；

内筒体，其设置在所述外筒体中并与所述外筒体滑动连接，所述内筒体的一端与所述桥塞的一端卡合；以及，

释放构件，其一端和所述坐封工具的拉杆连接，而另一端与所述内筒体的另一端连接，所述坐封工具的外筒和拉杆滑动连接，所述释放构件在特定的压力下和所述内筒体断裂；

推筒，其为两端开口的推筒空腔，所述推筒的一端固定于所述坐封工具的外筒上；

套筒，其为两端开口的套筒空腔，所述套筒的一端压迫桥塞外表面上的抬肩，所述套筒的另一端与所述推筒的另一端固定连接，靠近于所述套筒另一端的套筒内壁上沿其径向设置有套筒台阶，所述套筒通过所述套筒台阶沿所述内筒体的外壁滑行；

所述推筒和所述套筒构成所述外筒体。

2.如权利要求1所述的无残留释放机构，其特征在于，所述内筒体的一端具有瓣爪，所述瓣爪卡合在所述桥塞的中心管外壁上的凹槽内。

3.如权利要求2所述的无残留释放机构，其特征在于，所述外筒体的一端的内壁处设置有扩容空腔，所述外筒体的内壁与所述扩容空腔之间的过渡部分为锥形面。

4.如权利要求2所述的无残留释放机构，其特征在于，所述套筒的一端与桥塞外表面的抬肩相接触。

5.如权利要求2所述的无残留释放机构，其特征在于，所述桥塞外表面上的抬肩为卡瓦背圈，所述桥塞呈柱状。

6.如权利要求2所述的无残留释放机构，其特征在于，还包括：

转换接头，其套设在所述推筒和所述外筒之间，所述转换接头和所述坐封工具的外筒的连接处还设置有第一止退销钉。

7.如权利要求2所述的无残留释放机构，其特征在于，所述套筒上开设有多个通孔，所述套筒和所述推筒的连接处设置有第二止退销钉。

8.如权利要求1所述的无残留释放机构，其特征在于，所述释放构件为释放环，所述释放环由黄铜制成。

9.如权利要求1所述的无残留释放机构，其特征在于，所述释放构件和所述坐封工具的拉杆的连接处设置有第三止退销钉，所述释放构件和所述内筒体的连接处设置有第四止退销钉。