CN108678707B - 压裂用的可溶解桥塞 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种压裂用的可溶解桥塞，包括：中心管，中心管的第一端具有沿径向向外突出的凸起部，中心管的第二端外设置有限位件；防转键，通过第一防转机构设置在中心管上，并且位于凸起部和限位件之间；推动机构，通过第二防转机构设置在防转键上；胶筒机构，胶筒机构通过第三防转机构设置在防转键上，胶筒机构位于推动机构和限位件之间；第一卡瓦机构，第一卡瓦机构位于推动机构和胶筒机构之间；第二卡瓦机构，第一卡瓦机构位于限位件和胶筒机构之间。本申请实施例中的可溶解桥塞在压裂时由于多个防转机构的设计，因此，不会发生相对转动现象，从而可以保证压裂和钻磨质量。

Description

压裂用的可溶解桥塞

技术领域

本申请涉及非常规油气资源开发领域，具体而言，涉及一种压裂用的可溶解桥塞。

背景技术

随着油气田开发进入中后期和非常规油气开采需求的增加，水平井分段压裂技术在储层改造、提高单井产量方面的应用前景越来越广阔。作为分段压裂的重要工具之一，桥塞应用日益广泛。

目前，水平井分段压裂技术大都采用可钻式桥塞，包括大通径桥塞和速钻桥塞等。可钻式桥塞在压裂施工结束后须下钻具进行磨铣作业，易造成井下事故，且作业施工成本高、投产周期长，同时碎屑和作业泥浆易污染储层。因此需要一种新型的压裂桥塞，可以简化现有水平井分段压裂工艺、降低成本，无需打捞和钻磨，无需任何干预即可留下全通径的井筒用于生产和后期措施。

发明内容

本申请实施例中提供一种压裂用的可溶解桥塞，其可以实现防转功能。

为实现上述目的，本申请提供了一种压裂用的可溶解桥塞，包括：

中心管，所述中心管具有相对的第一端和第二端，所述中心管的第一端具有沿径向向外突出的凸起部，所述中心管的第二端外设置有限位件；

防转键，所述防转键通过第一防转机构设置在所述中心管上，并且位于所述凸起部和所述限位件之间，所述第一防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；

推动机构，所述推动机构通过第二防转机构设置在所述防转键上，所述第二防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；

胶筒机构，所述胶筒机构通过第三防转机构设置在所述防转键上，所述第三防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸，所述胶筒机构位于所述推动机构和所述限位件之间；

第一卡瓦机构，所述第一卡瓦机构位于所述推动机构和所述胶筒机构之间；

第二卡瓦机构，所述第一卡瓦机构位于所述限位件和所述胶筒机构之间。

优选地，所述压裂用的可溶解桥塞的所有材料均由可溶解材料制成。

优选地，所述限位件与所述中心管之间设置有第四防转机构，所述第四防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸。

优选地，所述第二防转机构和所述第三防转机构位于同一条直线上。

优选地，所述防转键的两端分别与凸起部和限位件相抵。

优选地，包括位于所述第一卡瓦机构和所述胶筒机构之间的第一施力机构，所述第一施力机构通过第一斜面与所述第一卡瓦机构相抵，所述第一斜面上设置有沿其延伸的第五防转机构，所述第一施力机构的内侧壁通过第六防转机构与所述防转键连接，所述第六防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸。

优选地，包括位于所述第二卡瓦机构和所述胶筒机构之间的第二施力机构，所述第二施力机构通过第二斜面与所述第二卡瓦机构相抵，所述第二斜面上设置有沿其延伸的第七防转机构，所述第二施力机构的内侧壁通过第八防转机构与所述防转键连接，所述第八防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸。

优选地，所述限位件的第二端呈倾斜状。

优选地，所述限位件的侧壁设置有贯通孔。

优选地，所述第一防转机构和所述第四防转机构位于同一条直线上。

优选地，所述第一施力机构与所述胶筒之间设置有第九防转机构。

优选地，所述第二施力机构与所述胶筒之间设置有第十防转机构。

优选地，所述限位件与所述第二卡瓦机构之间设置有第十一防转机构。

本申请实施例中的可溶解桥塞在压裂时由于多个防转机构的设计，因此，不会发生相对转动现象，从而可以保证压裂质量。此外，考虑桥塞溶解出现问题而需要通过钻磨或者通透的套管内径时在该情况下，钻磨时钻具是从上往下钻，第一锥体被钻了之后，而第一保护伞与胶筒机构之间有防转设计，可以避免之间打滑，影响钻磨。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为压裂用的可溶解桥塞结构示意图。

图2为压裂用的可溶解桥塞下入状态示意图。

图3为压裂用的可溶解桥塞坐封状态示意图。

图4为第一卡瓦机构或第二卡瓦机构的结构示意图。

图5为第一锥体或第二锥体的示意图。

图6为图5的侧视图。

图7为第一保护伞或第二保护伞的示意图。

图8为胶筒机构的结构示意图。

图9为其中一个胶筒单元的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、中心管；2、推动机构；3、防转键；4、第一卡瓦机构；5、卡瓦箍；6、第一锥体；7、第一保护伞；8、保护伞箍；9、胶筒机构；10、第二保护伞；11、第二锥体；12、第二卡瓦组；13、限位件；14、套管；15、胶筒单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1、图2和图3所示，本申请实施例公开了一种压裂用的可溶解桥塞，包括：中心管1，所述中心管1具有相对的第一端和第二端，所述中心管1的第一端具有沿径向向外的凸起部，所述中心管1的第二端外设置有限位件13；防转键3，所述防转键3通过第一防转机构设置在所述中心管1上，并且位于所述凸起部和所述限位件13之间，所述第一防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸；推动机构2，所述推动机构2通过第二防转机构设置在所述防转键3上，所述第二防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸；胶筒机构9，所述胶筒机构9通过第三防转机构设置在所述防转键3上，所述第三防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸，所述胶筒机构9位于所述推动机构2和所述限位件13之间；第一卡瓦机构4，所述第一卡瓦机构4位于所述推动机构2和所述胶筒机构9之间；第二卡瓦机构，所述第一卡瓦机构4位于所述限位件13和所述胶筒机构9之间。

具体的，中心管1沿其自身轴线方向延伸。中心管1具有沿其轴线相对的第一端(位于图1中的左端)和第二端(位于图1中的右端)。中心管1的第一端设置有沿径向贯通中心管1侧壁的丢手钉槽。所述中心管1的第一端具有沿径向向外突出的凸起部。

所述中心管1的第二端外设置有限位件13。所述限位件13的第二端呈倾斜状。所述限位件13的侧壁设置有贯通孔，防止桥塞工作时井下杂物进入桥塞中心流道。

所述限位件13与所述中心管1之间设置有第四防转机构，所述第四防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸。优选地，所述第一防转机构和所述第四防转机构位于同一条直线上，以便于安装。

所述凸起部具有朝向所述限位件13的第一端面。对应的，所述限位件13具有朝向所述凸起部的第二端面。防转键3位于所述凸起部和所述限位件13之间。并且防转键3被第一端面和第二端面抵紧。

所述第一防转机构包括开设在中心管1侧壁上的一个或多个沿周向间隔排布的防转槽。该防转槽可以沿中心管1的轴线方向延伸。对应的，第一防转机构还包括设置在防转键3上的与防转槽对应的凸筋。凸筋可以插入防转槽内，从而避免防转键3相对所述中心管1转动。当然的，在其他可选的实施方式中，第一防转机构可以为其他可行的实施方式中，例如，防转槽也可以设置在防转键3上，相应的，凸筋设置在中心管1上。

参照图1所示，在防转键3上自左向右依次设置有推动机构2、第一卡瓦机构4、第一施力机构、胶筒机构9、第二施力机构、第二卡瓦机构。

参照图2所示，在未压裂前，推动机构2可以与凸起部的第一端面抵接。推动机构2可以大体呈环状。推动机构2通过第二防转机构设置在所述防转键3上，所述第二防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸。第二防转机构的具体结构可以参照第一防转机构，在此不再累述。

参照图4所示，在所述推动机构2的右侧设置有第一卡瓦机构4。第一卡瓦机构4由多个卡瓦组成。多个卡瓦通过卡瓦箍5固定在一起，以防止下入时卡瓦散开。每个卡瓦包括卡瓦本体和设置在卡瓦本体外侧的卡瓦粒。卡瓦本体的左侧与推动机构2的右侧相抵。

在第一卡瓦机构4的右侧设置有第一施力机构。第一施力机构包括第一锥体6和第一保护伞7。参照图5和图6所示，第一锥体6的左侧具有自左而右截面积逐渐变大的斜面。卡瓦本体的内侧具有与第一施力机构左侧对应的斜面。第一卡瓦机构4可以在推动机构2的推动下，沿着斜面向右移动。参照图7所示，第一保护伞7包括多个沿圆周方向排布的第一保护组件，并且用保护伞箍8进行固定保护。

优选地，在第一卡瓦机构4和第一锥体6之间可以设置有第五防转机构，第五防转机构沿斜面方向延伸，以保证第一卡瓦机构4可以相对第一施力机构滑动的同时限制两者发生相对转动。

优选地，在第一锥体6和防转键3之间可以设置有第六防转机构，第六防转机构可以沿所述中心管1的轴线方向延伸，以保证第一卡瓦机构4可以相对防转键3滑动的同时限制两者发生相对转动。

参照图8和图9所示，胶筒机构9可以包括多个沿中心管1的轴线方向排布的多个胶筒单元。例如，在本实施方式中，胶筒机构9包括三个胶筒单元。当然的，在其他可选的实施方式中，胶筒单元的数量可以根据实际需要进行限定。每个胶筒单元的内侧和中心管1的外侧之间可以通过第三防转机构限位。第三防转机构可以沿中心管1的轴线方向延伸，从而保证胶筒单元可以沿着中心管1的轴线方向被压缩，并且限制中心管1转动。优选地，所述第二防转机构和所述第三防转机构位于同一条直线上，以便于安装。

特别的，第一保护伞7的内侧面为自左向右截面积逐渐变小的斜面。在第一保护伞7的斜面与最为靠近第一保护伞7的胶筒单元之间设置有第九防转机构。第九防转机构可以确保胶筒单元和第一施力机构不发生相对转动。

第二施力机构包括第二保护伞10和第二锥体11。第二施力机构的具体结构可以参照第一施力机构的描述。所述第二斜面上设置有沿其延伸的第七防转机构，所述第二施力机构的内侧壁通过第八防转机构与所述防转键3连接，所述第八防转机构沿所述中心管1的轴线方向延伸。

与第九防转机构类似的，第二施力机构与胶筒之间设置有第十防转机构。

本文中的防转机构的具体结构均可以参照第一防转机构的结构，在此不再累述。

本申请实施例中的可溶解桥塞在压裂时由于多个防转机构的设计，因此，不会发生相对转动现象，从而可以保证压裂质量。此外，考虑桥塞溶解出现问题而需要通过钻磨或者通透的套管14内径时在该情况下，钻磨时钻具是从上往下钻，第一锥体6被钻了之后，而第一保护伞7与胶筒机构9之间有防转设计，可以避免之间打滑，影响钻磨。

优选地，所述压裂用的可溶解桥塞的所有材料均由可溶解材料制成。即，本申请实施例中的可溶解桥塞为完全可溶解桥塞。

参照图3所示，当压裂用完全可溶解桥塞与常规桥塞坐封工具一起通过电缆作业下入到指定位置后，坐封工具产生的坐封力作用于推动机构2左侧端面，推动机构2带动推动机构2、第一卡瓦机构4、第一施力机构、胶筒机构9、第二施力机构、第二卡瓦机构向下运动，由于限位件13的限位从而使得第二卡瓦机构胀开，第二卡瓦机构的卡瓦单元上的卡瓦粒嵌入到套管14内壁上，从而实现第二卡瓦机构锚定，限制桥塞下行；在第二卡瓦机构实现锚定后，推动机构2、第一卡瓦机构4、第一锥体6和第一保护伞7继续下行，压缩胶筒机构9，封闭环形空间，最后第一卡瓦机构4锚定，实现桥塞限位及坐封。压裂用完全可溶解桥塞坐封后，取出桥塞坐封工具，丢手桥塞，下入可溶压裂球即可进行相关压裂作业。根据现场压裂施工要求，设定可溶桥塞启溶时间，在设定的桥塞溶解时间内实现可溶桥塞完全溶解，最后随着井口放喷，将已溶解的桥塞颗粒反排，留下全通径井口用于生产和后期措施。

若压裂用完全可溶解桥塞作业过程中出现突发情况而不能溶解时，由于可溶桥塞进行了钻磨需求设计，可以自上而下快速实现钻磨。

综上，本申请实施例中的桥塞通过使用可溶性材料和进行可钻磨设计，从而满足水平井分段压裂工艺需要，无需打捞和钻磨作业，简化压裂施工工艺，降低作业成本和风险，提高作业效率。

文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (6)

1.一种压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，包括：

中心管，所述中心管具有相对的第一端和第二端，所述中心管的第一端具有沿径向向外突出的凸起部，所述中心管的第二端外设置有限位件；

防转键，所述防转键通过第一防转机构设置在所述中心管上，并且位于所述凸起部和所述限位件之间，所述第一防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；所述防转键的两端分别与所述凸起部和所述限位件相抵；

推动机构，所述推动机构通过第二防转机构设置在所述防转键上，所述第二防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；

胶筒机构，所述胶筒机构通过第三防转机构设置在所述防转键上，所述第三防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸，所述胶筒机构位于所述推动机构和所述限位件之间；

所述限位件与所述中心管之间设置有第四防转机构，所述第四防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；

第一卡瓦机构，所述第一卡瓦机构位于所述推动机构和所述胶筒机构之间；包括位于所述第一卡瓦机构和所述胶筒机构之间的第一施力机构，所述第一施力机构通过第一斜面与所述第一卡瓦机构相抵，所述第一斜面上设置有第五防转机构，所述第一施力机构的内侧壁通过第六防转机构与所述防转键连接，所述第六防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；所述第一施力机构与所述胶筒机构之间设置有第九防转机构；

第二卡瓦机构，所述第二卡瓦机构位于所述限位件和所述胶筒机构之间；

位于所述第二卡瓦机构和所述胶筒机构之间的第二施力机构，所述第二施力机构通过第二斜面与所述第二卡瓦机构相抵，所述第二斜面上设置有沿其延伸的第七防转机构，所述第二施力机构的内侧壁通过第八防转机构与所述防转键连接，所述第八防转机构沿所述中心管的轴线方向延伸；

所述第二施力机构与所述胶筒机构之间设置有第十防转机构；

所述限位件与所述第二卡瓦机构之间设置有第十一防转机构。

2.根据权利要求1所述的压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，所述压裂用的可溶解桥塞的所有材料均由可溶解材料制成。

3.根据权利要求1所述的压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，所述第二防转机构和所述第三防转机构位于同一条直线上。

4.根据权利要求1所述的压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，所述限位件的第二端呈倾斜状。

5.根据权利要求1所述的压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，所述限位件的侧壁设置有贯通孔。

6.根据权利要求1所述的压裂用的可溶解桥塞，其特征在于，所述第一防转机构和所述第四防转机构位于同一条直线上。

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