CN109339737A - 一种溶解可控式可溶桥塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种溶解可控式可溶桥塞，包括速溶桥塞本体以及附着在速溶桥塞本体内外表面的缓溶层，缓溶层破坏后其内部的速溶桥塞本体暴露并开始溶解。本发明的速溶桥塞本体的内外表面附着有缓溶层，通过缓溶层的保护避免桥塞入井后便开始快速溶解，不能够维持至压裂完毕便失效；此外，缓溶层配有机械破坏结构，对缓溶层进行破坏，从而暴露速溶桥塞本体进行溶解，结构简单，以压裂球的压入为触发信号，实现压裂施工与溶解的同步，从而避免了压裂施工未完毕桥塞却提前溶解失效，节省了植入新桥塞的费用。

Description

一种溶解可控式可溶桥塞

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种溶解可控式可溶桥塞。

背景技术

桥塞，是指在油气开采、输运过程中所使用的一种隔断气、液输运通道的工具。桥塞在开发以页岩气为代表的低孔、低渗油气田的过程中，被广泛应用在分段、分层压裂工艺，用于隔断有害的气、液输运和压力传递通道，约束压力液进入目的地层。在压裂施工结束后，一般需要对压裂过程中安装的桥塞进行拆除。最早的拆除桥塞的方法是通过连续油管使用钻头在桥塞上打孔，这种方法不仅成本高，施工安全风险大，而且很难将桥塞完全拆除。

可溶桥塞技术为油气开发过程中对某管段、某井筒、管道上的某点进行临时封堵提供了一种很好的方案，可溶性桥塞在安装时结构是完整的，能满足一整套桥塞输送、安装、坐封工艺。可溶桥塞入井后就开始与井液发生反应，逐步溶解，当然，随着桥塞的逐步溶解，桥塞的功能也会逐步失效，所以必须在可溶桥塞的功能失效之前完成所有的施工过程。在一般情况下，这是没有问题的，但是如果遇到特殊情况，比如配合单位没有按时就位，就会导致施工不能按时完成，如果此时桥塞已经溶解失效，那么就必须等待其完全溶解之后重新下桥塞，这无疑会带来额外的材料成本和时间成本。此外，还有一种情况，因为现有的可溶桥塞是一入井就开始溶解的，为了给施工留出充裕的时间，必须控制桥塞溶解的速度，但如果施工进展快，所有施工都完成了却还要等待桥塞溶解完成，此时，为加快桥塞溶解，有时向井中注入助溶剂，这即增加成本，又带来潜在的化学污染。

因此，很有必要对可溶桥塞进行改进，来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶解可控式可溶桥塞，速溶桥塞本体的内外表面附着有缓溶层，通过缓溶层的保护避免桥塞入井后便开始溶解。

为了实现上述目的，本发明提供了一种溶解可控式可溶桥塞，包括速溶桥塞本体以及附着在速溶桥塞本体内外表面的缓溶层，缓溶层破坏后其内部的速溶桥塞本体暴露并开始溶解。

进一步的，缓溶层配有用于破坏缓溶层的机械破坏结构。

进一步的，缓溶层按照其在速溶桥塞本体上的附着位置包括有若干区域缓溶层，若干区域缓溶层包括附着在球座处的第一区域缓溶层，附着在速溶桥塞本体内通径内壁的第二区域缓溶层，附着在速溶桥塞本体外壁且位于密封件上方的第三区域缓溶层，以及附着在速溶桥塞本体外壁且位于密封环下方的第四区域缓溶层，其中：第二区域缓溶层配有机械破坏结构，第二区域缓溶层随机械破坏结构的动作由速溶桥塞本体上被撕下或撕开。

进一步的，第二区域缓溶层包括附着在速溶桥塞本体上的附着层以及附着在附着层上的粘附层，附着层随粘附层的撕下被撕下。

进一步的，机械破坏结构为滑套式破坏结构，滑套式破坏结构包括滑套，其中：滑套同轴布置在速溶桥塞本体内通径中，且与第二区域缓溶层固定连接；滑套在压裂球压入时，随压裂球的压入向下移动，撕开或撕下第二区域缓溶层。

进一步的，滑套还配有压裂球未压入时避免滑套在速溶桥塞本体内通径内滑动的限位装置。

进一步的，机械破坏结构为弹簧式破坏结构，包括第一弹簧以及连接件，其中：第一弹簧竖直布置在速溶桥塞本体内通径中，其上端与第二区域缓溶层连接，且通过连接件与速溶桥塞本体上端固定连接，下端与速溶桥塞本体中端、下端、或底端固定连接；第一弹簧固定后处于拉伸状态；连接件在压裂球压入时失效，第一弹簧在弹簧回复力作用下撕开或撕下第二区域缓溶层。

进一步的，机械破坏结构为弹簧式破坏结构，包括第二弹簧以及若干挂钩，其中：第二弹簧竖直布置在速溶桥塞本体内通径中，其上端为自由端，下端与速溶桥塞本体固定连接，压裂球压入时压缩第二弹簧；若干挂钩均匀固定在第二弹簧上，压裂完毕后第二弹簧回弹，挂钩倒挂第二区域缓溶层，在第二弹簧回复力作用下撕开或撕下第二区域缓溶层。

进一步的，第二弹簧的自由端连接有用于引导第二弹簧沿速溶桥塞本体内通径滑动的引座。

进一步的，溶解可控式可溶桥塞还自带有桥塞溶解液补充装置。

本发明的一种溶解可控式可溶桥塞，具有以下有益效果：

1、本发明的溶解可控式可溶桥塞，速溶桥塞本体的内外表面附着有缓溶层，通过缓溶层的保护避免桥塞入井后便开始快速溶解，不能够维持至压裂完毕便失效。

2、本发明的溶解可控式可溶桥塞，缓溶层配有机械破坏结构，对缓溶层进行破坏，从而暴露速溶桥塞本体进行溶解，结构简单，以压裂球的压入为触发信号，实现压裂施工与溶解的同步，从而避免了压裂施工未完毕桥塞却提前溶解失效，节省了植入新桥塞的费用。

3、本发明的溶解可控式可溶桥塞，缓溶层包括若干区域缓溶层，附着在速溶桥塞本体通径内壁的第二区域缓溶层配有机械破坏结构，从而实现速溶桥塞本体由内通径大面积开始溶解，溶解速度更快。

4、本发明的溶解可控式可溶桥塞，第二区域缓溶层包括附着层以及纱网，从而实现了第二区域缓溶层为胶带式缓溶层，附着层可随纱网的撕下被大面积撕下，实现方式简单实用。

5、本发明的溶解可控式可溶桥塞，机械破坏结构为滑套式破坏结构，结构简单，且以压裂球的压入为动作信号，从而实现了速溶桥塞本体的溶解与压裂施工的同步进行，时间匹配性更好。

6、本发明的溶解可控式可溶桥塞，机械破坏结构为弹簧式破坏结构，通过弹簧的拉伸或压缩，从而实现了压裂施工开始时或者压裂施工结束时，可选择地控制速溶桥塞本体开始的溶解时间。另外，以压裂施工结束为信号时，通过速溶桥塞本体材料的合理选择实现其迅速溶解，从而减少了压裂施工完毕后的桥塞溶解等待时间；此外，由于缓溶层的布置，也避免了桥塞植入初期便提前溶解。

附图说明

为了更清楚的说明本发明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的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的溶解可控式可溶桥塞的整体结构示意图；

图2为本发明的滑套式破坏结构的结构示意图；

图3为图2中的滑套的结构示意图；

图4为本发明的弹簧式破坏结构一种实施例的结构示意图；

图5为图4的上端部放大结构示意图；

图6为本发明的弹簧式破坏结构又一种实施例的结构示意图；

图中：1-速溶桥塞本体、11-密封件、21-第一区域缓溶层、22-第二区域缓溶层、23-第三区域缓溶层、24-第四区域缓溶层、31-滑套、32-限位装置、41-第一弹簧、42-连接件、51-第二弹簧、52-挂钩、53-引座、54-弹簧座；

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的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它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例的一种溶解可控式可溶桥塞，包括速溶桥塞本体1以及附着在速溶桥塞本体1内外表面的缓溶层，缓溶层破坏后其内部的速溶桥塞本体1暴露并开始溶解。

本发明的溶解可控式可溶桥塞，速溶桥塞本体1的内外表面附着有缓溶层，通过缓溶层的保护避免桥塞入井后便开始快速溶解，不能够维持至压裂完毕便失效。此外，可通过合理选用速溶层与缓溶层的材质来控制溶解速率，使其满足工程需要；可选的，速溶层与缓溶层均可采用铝镁合金，通过铝镁不同配比实现溶解时间可控性。本发明图1中的速溶桥塞本体1由上到下主要为椎体、密封件11、卡瓦、引鞋，椎体顶端形成球座。

进一步的，缓溶层配有用于破坏缓溶层的机械破坏结构。从而通过缓溶层的破坏迅速暴露速溶桥塞本体1，实现速溶桥塞本体1的快速溶解，减少施工完毕后桥塞溶解的等待时间；此外，机械破坏结构优选的以压裂球压入或压裂施工压力为触发信号，实现压裂施工与溶解的同步。

进一步的，缓溶层按照其在速溶桥塞本体1上的附着位置包括有若干区域缓溶层，若干区域缓溶层包括附着在球座处的第一区域缓溶层21，附着在速溶桥塞本体1内通径内壁的第二区域缓溶层22，附着在速溶桥塞本体1外壁且位于密封件11上方的第三区域缓溶层23，以及附着在速溶桥塞本体1外壁且位于密封环下方的第四区域缓溶层24，其中：第二区域缓溶层22配有机械破坏结构，第二区域缓溶层22随机械破坏结构的动作由速溶桥塞本体1上被撕下或撕开。

具体的，密封件11与套筒之间的挤压面由于贴合密封，因此无需布置缓溶层，本发明为了描述的方便将缓溶层按照位置分为第一区域缓溶层21、第二区域缓溶层22、第三区域缓溶层23、第四区域缓溶层24。为了实现桥塞的快速溶解，优选的，第二区域缓溶层22配有机械破坏结构，对速溶桥塞本体1内通径的缓溶层大面积破坏，从而实现速溶桥塞本体1由内通径大面积开始溶解，溶解速度更快。此外，机械破坏结构可以实现缓溶层的整片或者大片的撕下，破坏面积大，且不会对速溶桥塞本体1产生破坏，破坏方式独特且有效。当然，本发明的其他区域的缓溶层同样可以配有专门的破坏结构，本发明不做限定，均属于本发明保护范围。

进一步的，为了更好的实现缓溶层的撕下或撕开破坏，本发明对第二区域缓溶层22的结构进行了单独设计，第二区域缓溶层22包括附着在速溶桥塞本体1上的附着层以及附着在附着层上的粘附层，附着层随粘附层的撕下被撕下，从而构成了胶带式缓溶层，实现方式简单实用。粘附层优选的为纱网。当然，当其余区域缓溶层配有机械破坏结构时，也可以根据实际情况设计缓溶层的结构；当不配有机械破坏结构时，可以只设计一层附着层；附着层的材质本领域技术人员可根据实际情况选用，比如可以镀附一层铝镁合金，本发明不做具体限定。

在本发明的溶解可控式可溶桥塞的上述一些实施例中，如图2、图3所示，对机械破坏结构进行了单独结构设计，作为一种可选的实施方式，机械破坏结构为滑套式破坏结构，滑套式破坏结构包括滑套31，其中：滑套31同轴布置在速溶桥塞本体1内通径中，其上端与第二区域缓溶层22固定连接；滑套31在压裂球压入时，随压裂球的压入向下移动，撕开或撕下第二区域缓溶层22。

具体的，滑套31可滑动的布置在速溶桥塞本体1内通径中，其顶端高出球座，从而实现滑套31随着压裂球的压入向下滑动；滑套31上端与第二区域缓溶层22固定连接，可以是钩挂、丝线栓挂等，从而当滑套31向下滑动时撕下第二区域缓溶层22。此外，滑套31还配有压裂球未压入时避免滑套31在速溶桥塞本体1内通径内滑动的限位装置32；滑套31通过限位装置32与速溶桥塞本体1内通径内壁固定连接，优选的限位装置32可以为固定在速溶桥塞本体内通径的销钉，当压裂球压入时，销钉断裂失效，滑套31向下滑动，滑套31通过其上端与第二区域缓溶层22的固定连接实现缓溶层的撕下；可选的，限位装置32也可以为卡槽，滑套31与速溶桥塞本体1卡接，当压裂球压入时，滑套31的卡接处断裂或者脱离卡槽，滑套31向下滑动，滑套31通过其上端与第二区域缓溶层22的固定连接实现缓溶层的撕下。为了实现井液可以迅速的流至速溶桥塞本体1内通径需要溶解的区域，滑套31套壁下方区域可以布置若干通孔或做成镂空，具体孔状本发明不做限定。此外，为了实现更多的撕下第二区域缓溶层22，第二区域缓溶层22上下方向上可以进一步分子区域，滑套31与每个子区域的上端均固定连接，从而实现滑套31滑动时在不同部位同时撕下第二区域缓溶层22。

机械破坏结构的另一种可选的实施方式，如图4、图5所示，机械破坏结构为弹簧式破坏结构，包括第一弹簧41以及连接件42，其中：第一弹簧41竖直布置在速溶桥塞本体1内通径中，其上端与第二区域缓溶层22通过钩体钩挂、丝线栓挂等连接，且通过连接件42与速溶桥塞本体1上端固定连接，下端与速溶桥塞本体1中端、下端、或底端固定连接；第一弹簧41固定后处于拉伸状态；连接件42在压裂球压入时失效，第一弹簧41在弹簧回复力作用下撕开或撕下第二区域缓溶层22。

具体的，弹簧式破坏结构沿速溶桥塞本体1内通径内壁均布有多组，保证速溶桥塞本体1内通径中的第二区域缓溶层22由四周同时被撕下。连接件42同样可以为销钉，销钉优选的布置在球座处，应保证当压裂球压入时，压裂球可以压断销钉，继而第一弹簧41在弹簧回复力作用下撕下第二区域缓溶层22；当然连接件42也可以选择使用钩体钩挂。本实施例的弹簧式破坏结构，实现了速溶桥塞本体1的溶解与压裂开始的同步性，避免速溶桥塞本体1植入初期便开始溶液，导致桥塞提前失效。

弹簧式破坏结构的又一种实施方式，如图6所示，弹簧式破坏结构包括第二弹簧51以及若干挂钩52，其中：第二弹簧51竖直布置在速溶桥塞本体1内通径中，其上端为自由端，下端通过弹簧座54与速溶桥塞本体1底端固定连接，压裂球压入时压缩第二弹簧51；若干挂钩52均匀固定在第二弹簧51上，压裂完毕后第二弹簧51回弹，挂钩52倒挂第二区域缓溶层22，在第二弹簧51回复力作用下撕开或撕下第二区域缓溶层22。

具体的，第二弹簧51外圈与速溶桥塞本体1内通径相匹配，且与速溶桥塞本体1内通径同轴布置；第二弹簧51的自由端位置应保证，压裂球压入时，第二弹簧51被压缩，存储压裂能量。第二弹簧51沿径向向外延伸布置有挂钩52，且挂钩52钩体开口向上，从而当第二弹簧51被压缩时不会钩挂第二区域缓溶层22；压裂完毕后，第二弹簧51回弹，挂钩52倒挂第二区域缓溶层22，从而实现第二区域缓溶层22的撕下。另外，为了保证挂钩52可以更好的倒挂第二区域缓溶层22，对应的，第二区域缓溶层22上可以设置挂环，或者第二区域缓溶层22外表面为毛面。挂钩52位于第二弹簧51的具体位置本发明不做限定，顶端、中端、底端均可，也可以不同高度同时布置多组挂钩52。更进一步的，为了保证第二弹簧51压缩后仍然与速溶桥塞本体1内通径同轴线，第二弹簧51的自由端连接有用于引导第二弹簧51沿速溶桥塞本体1内通径滑动的引座53。再进一步的，为了实现更容易且更多地撕下第二区域缓溶层22，第二区域缓溶层22上下方向上可以进一步分子区域，挂钩52对不同子区域分别钩挂，从而实现第二弹簧51回弹时在不同部位同时且更容易地撕下第二区域缓溶层22。

在本发明的溶解可控式可溶桥塞的上述一些实施例中，溶解可控式可溶桥塞还自带有桥塞溶解液补充装置，尤其适用于井下井液匮乏环境。本发明的桥塞溶解液补充装置根据实际情况在中心轴轴壁开设液腔布置，没有中心轴时也可以直接布置在内通径中或关键部件中；优选的基于缓溶层的破坏触发，可以随着缓溶层的撕下/撕开打开液口，当然也可以根据机械破坏结构的动作挤压触发或者牵引触发打开液口，同样也可以设计单独的启动动作装置，以压裂施工开始/结束为控制动作信号，本发明不做具体限定，均属于本发明保护范围。

本发明的溶解可控式可溶桥塞，机械破坏结构为弹簧式破坏结构，通过弹簧的拉伸或压缩，从而实现了压裂施工开始时或者压裂施工结束时，可选择地控制速溶桥塞本体开始的溶解时间。以压裂施工结束为信号时，通过速溶桥塞本体材料的合理选择实现其迅速溶解，从而减少了压裂施工完毕后的桥塞溶解等待时间；此外，由于缓溶层的布置，也避免了桥塞植入初期便提前溶解。

本发明对各实施例的速溶桥塞本体的材质以及各区域缓溶层的材质不做具体限定，本领域技术人员可根据施工要求具体选择。

应当指出的是，本发明的速溶桥塞本体可以为现有技术的任意结构的桥塞，只是根据溶解速度要求选择了不同的材料。当现有桥塞内通径中布置有中心杆时，内通径中的速溶层可以根据实际情况包覆在卡瓦、椎体上，与此同时为了便于布置机械破坏结构，中心杆的无需实现密封的部位可以开孔、开槽等；当然，本领域技术人员也可以根据实际情况将内通径中的速溶层布置在中心杆上，本发明不做限定，均属于本发明保护范围。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，包括速溶桥塞本体以及附着在所述速溶桥塞本体内外表面的缓溶层，所述缓溶层破坏后其内部的速溶桥塞本体暴露并开始溶解。

2.根据权利要求1所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述缓溶层配有用于破坏所述缓溶层的机械破坏结构。

3.根据权利要求2所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述缓溶层按照其在所述速溶桥塞本体上的附着位置包括有若干区域缓溶层，若干所述区域缓溶层包括附着在球座处的第一区域缓溶层，附着在所述速溶桥塞本体内通径内壁的第二区域缓溶层，附着在所述速溶桥塞本体外壁且位于密封件上方的第三区域缓溶层，以及附着在所述速溶桥塞本体外壁且位于密封环下方的第四区域缓溶层，其中：

所述第二区域缓溶层配有机械破坏结构，所述第二区域缓溶层随所述机械破坏结构的动作由所述速溶桥塞本体上被撕下或撕开。

4.根据权利要求3所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述第二区域缓溶层包括附着在所述速溶桥塞本体上的附着层以及附着在所述附着层上的粘附层，所述附着层随所述粘附层的撕下被撕下。

5.根据权利要求4所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述机械破坏结构为滑套式破坏结构，所述滑套式破坏结构包括滑套，其中：

所述滑套同轴布置在所述速溶桥塞本体内通径中，且与所述第二区域缓溶层固定连接；

所述滑套在压裂球压入时，随压裂球的压入向下移动，撕开或撕下所述第二区域缓溶层。

6.根据权利要求5所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述滑套还配有压裂球未压入时避免所述滑套在所述速溶桥塞本体内通径内滑动的限位装置。

7.根据权利要求4所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述机械破坏结构为弹簧式破坏结构，包括第一弹簧以及连接件，其中：

所述第一弹簧竖直布置在所述速溶桥塞本体内通径中，其上端与所述第二区域缓溶层连接，且通过所述连接件与速溶桥塞本体上端固定连接，下端与所述速溶桥塞本体中端、下端、或底端固定连接；

所述第一弹簧固定后处于拉伸状态；

所述连接件在压裂球压入时失效，所述第一弹簧在弹簧回复力作用下撕开或撕下所述第二区域缓溶层。

8.根据权利要求4所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述机械破坏结构为弹簧式破坏结构，包括第二弹簧以及若干挂钩，其中：

所述第二弹簧竖直布置在所述速溶桥塞本体内通径中，其上端为自由端，下端与所述速溶桥塞本体固定连接，所述压裂球压入时压缩所述第二弹簧；

若干所述挂钩均匀固定在所述第二弹簧上，压裂完毕后所述第二弹簧回弹，所述挂钩倒挂所述第二区域缓溶层，在第二弹簧回复力作用下撕开或撕下所述第二区域缓溶层。

9.根据权利要求8所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述第二弹簧的自由端连接有用于引导所述第二弹簧沿所述速溶桥塞本体内通径滑动的引座。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的溶解可控式可溶桥塞，其特征在于，所述溶解可控式可溶桥塞还自带有桥塞溶解液补充装置。