CN109695434A - 桥塞 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种桥塞,属于油气开采领域。桥塞包括:锁定锥、桥塞本体和弹性密封组件,弹性密封组件上设置有第一通孔,桥塞本体固定设置在第一通孔内部,且桥塞本体与弹性密封组件密封连接;桥塞本体上设置有第二通孔,桥塞本体被配置为:当锁定锥固定在第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于桥塞本体的初始形状在目标方向上发生扩张形变,桥塞本体的初始形状为未将锁定锥固定在第二通孔内部时桥塞本体的形状;弹性密封组件被配置为:当桥塞本体的形状相较于桥塞本体的初始形状发生扩张形变时,弹性密封组件的形状相较于弹性密封组件的初始形状在目标方向上发生扩张形变对油管套管进行封堵。本发明提高了弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采领域,特别涉及一种桥塞。
背景技术
在油田开发过程中,通常需要临时性地对油管套管进行封堵,以对当前生产层实施压裂操作,使当前生产层与油管套管连通,并在压裂操作完成后解除封堵。
相关技术中,可以采用桥塞对油管套管进行封堵。其中,桥塞可以包括:胶筒、上橡胶座和下橡胶座。在封堵过程中,可以沿与油管套管的延伸方向平行的方向分别对上橡胶座和下橡胶座施加作用力,使上橡胶座和下橡胶座发生相向运动并挤压胶筒,使胶筒在垂直于该延伸方向的方向上发生扩张形变,以封堵油管套管。
但是,由于上橡胶座和下橡胶座对该胶筒的作用力有限,导致胶筒的形变量较小,对油管套管的密封性较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种桥塞,可以提高弹性密封组件与油管套管之间的密封性。所述技术方案如下:
根据本发明实施例的第一方面,提供一种桥塞,所述桥塞包括:锁定锥、桥塞本体和弹性密封组件,
所述弹性密封组件上设置有第一通孔,所述桥塞本体固定设置在所述第一通孔内部,且所述桥塞本体与所述弹性密封组件密封连接;
所述桥塞本体上设置有第二通孔,所述桥塞本体被配置为:当所述锁定锥固定在所述第二通孔内部时,所述桥塞本体的形状相较于所述桥塞本体的初始形状在目标方向上发生扩张形变,所述桥塞本体的初始形状为未将所述锁定锥固定在所述第二通孔内部时所述桥塞本体的形状,所述第二通孔的延伸方向与所述目标方向交叉;
所述弹性密封组件被配置为:当所述桥塞本体的形状相较于所述桥塞本体的初始形状发生扩张形变时,所述弹性密封组件的形状相较于所述弹性密封组件的初始形状在所述目标方向上发生扩张形变;
所述锁定锥、扩张形变后的弹性密封组件及扩张形变后的桥塞本体用于在所述目标方向上对油管套管进行封堵。
可选的,所述锁定锥具有第三通孔,所述第三通孔的延伸方向与所述目标方向交叉,所述桥塞还包括:与所述锁定锥可拆卸连接的堵塞组件,所述堵塞组件用于堵塞所述第三通孔。
可选的,所述堵塞组件的材料为可溶材料。
可选的,所述锁定锥还包括:承托结构,所述承托结构用于承托所述堵塞组件。
可选的,所述堵塞组件为球形结构,所述承托结构具有曲面,所述曲面的曲率与所述球形结构的曲率相等。
可选的,所述桥塞本体的外壁具有凹槽,所述弹性密封组件与所述桥塞本体的接触面位于所述凹槽内,且所述弹性密封组件凸出于所述凹槽。
可选的,所述锁定锥的截面面积按照所述第二通孔的延伸方向,向所述锁定锥的底面面积收敛,所述截面所在的方向垂直于所述第二通孔的延伸方向。
可选的,所述第二通孔的孔径按照所述第二通孔的延伸方向向所述第二通孔底部的孔径收敛。
可选的,所述第二通孔的形状与所述锁定锥的外接立体图形为相似图形。
可选的,所述锁定锥在垂直于所述目标方向上的截面的外接图形为沿所述第二通孔的延伸方向叠加的矩形和梯形,且所述矩形的边与所述梯形的底边重合;
所述桥塞本体的内壁具有凸起结构,所述凸起结构用于将所述锁定锥固定在所述第二通孔内部。
可选的,所述锁定锥的外接立体图形为圆柱和圆台的叠加图形,且所述圆柱的底面与所述圆台的底面重合。
可选的,所述圆柱的高度大于或等于所述弹性密封组件的底端至桥塞本体顶端的长度,所述高度所在的方向和所述长度所在方向均垂直于所述目标方向。
可选的,所述桥塞还包括:固定设置在所述桥塞本体外壁上的卡瓦,所述卡瓦用于将所述桥塞本体与所述油管套管固定连接,且所述卡瓦与所述弹性密封组件不重叠。
可选的,所述桥塞本体具有第一区域和第二区域,所述第二区域中的多个第一子结构呈齿状分布,且所述多个第一子结构与所述第一区域中的第二子结构为一体结构;
所述卡瓦具有第三区域和第四区域,所述第四区域中的多个第三子结构呈齿状分布,且所述多个第三子结构与所述第一区域中的第四子结构为一体结构。
可选的,所述桥塞本体的内壁具有多个第一凸起结构,所述锁定锥的外壁具有多个第二凸起结构,所述第一凸起结构用于与所述第二凸起结构咬合。
本发明的实施例提供的桥塞可以包括以下有益效果:
当锁定锥固定在桥塞本体第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,在该桥塞本体的带动下,弹性密封组件的形状也相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,能够对油管套管进行封堵。并且,由于弹性密封组件的受力方向和发生扩张形变的方向均为沿与油管套管的延伸方向垂直的方向(也称为目标方向),即弹性密封组件的受力方向和其发生扩张形变的方向相同,相较于相关技术,使得弹性密封组件在目标方向上可以获得的较大的形变量,提高了弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例,下面将对实施例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他的附图。
图1是根据相关技术示出的一种桥塞封堵油管套管的应用场景示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种桥塞的结构示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的另一种桥塞的结构示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的一种锁定锥的结构示意图;
图5是根据一示例性实施例示出的一种桥塞本体的结构示意图;
图6是根据一示例性实施例示出的另一种桥塞本体的结构示意图;
图7是根据一示例性实施例示出的又一种桥塞的结构示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的再一种桥塞的结构示意图;
图9是根据一示例性实施例示出的又一种桥塞本体的结构示意图;
图10是根据一示例性实施例示出的还一种桥塞的结构示意图;
图11是根据一示例性实施例示出的一种桥塞本体的部分结构示意图;
图12是根据一示例性实施例示出的一种卡瓦外壁的主视图;
图13是根据一示例性实施例示出的一种桥塞本体外壁的主视图;
图14是根据一示例性实施例示出的一种处于坐封状态的桥塞的结构示意图。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在油田开发过程中,采油工作进行到一定时期时,会出现储油层排油能力下降的问题。为了提高储油层的排油能力,可以采用压裂操作对储油层进行压裂,使储油层产生裂缝,增加从储油层的裂缝中排出的油量。该压裂操作的操作过程可以包括:利用射孔技术对油管套管开孔,使储油层在该开孔处与油管套管连通,然后向油管套管注入压裂液,使压裂液流入储油层,并对压裂液加压,使储油层在加压后的压裂液的作用下出现裂缝,使储油层中的油可以从该裂缝中流出,并通过油管套管上的孔流入油管套管中,以提高油井的产油量。
并且,为了有针对性地对当前生产层实施压裂操作,在执行压裂操作之前,需要对油管套管进行临时性地封堵,并在压裂操作完成后解除封堵,然后将出油管放置在油管套管中,以通过该出油管进行石油开采。通过对油管套管进行封堵,可以防止压裂液流入当前生产层所处高度位置处下方的油管套管中,造成压裂液的浪费。
在执行封堵操作的过程中,可以在当前生产层所处高度位置处下方的预设位置处对油管套管进行封堵,该预设位置可以是当前生产层所处高度位置处下方8米至10米的任一位置。如图1所示,图1为采用桥塞对油管套管进行封堵的应用场景示意图。其中,M1、M2和M3均为储油层,桥塞10用于封堵油管套管1,M2为当前需要进行采油的储油层(为便于描述,下文中均成为当前生产层),通过利用桥塞10对油管套管1进行封堵,可以防止注入到油管套管1 中的压裂液流入桥塞10下方的油管套管中和储油层M3中,造成压裂液的浪费。
在相关技术中,桥塞可以包括:胶筒、上橡胶座和下橡胶座,但是,在胶筒的形变过程中,由于胶筒沿油管套管的延伸方向受力,沿与油管套管的延伸方向垂直的方向发生扩张形变,即胶筒的受力方向与其发生扩张形变的方向垂直,导致胶筒无法获得较大的形变量,对油管套管的密封性较差。
为了解决该问题,本发明实施例提供一种桥塞,示例的,如图2所示,桥塞10可以包括:锁定锥01、桥塞本体02和弹性密封组件03。
弹性密封组件03上设置有第一通孔,桥塞本体02可以固定设置在该第一通孔内部,且桥塞本体02与弹性密封组件03密封连接。
桥塞本体02上设置有第二通孔,桥塞本体02可以被配置为:当锁定锥固定在第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于桥塞本体的初始形状在目标方向上发生扩张形变。其中,该桥塞本体的初始形状为未将锁定锥固定在第二通孔内部时桥塞本体的形状。该第二通孔的延伸方向可以与目标方向交叉。例如,该目标方向可以为与第二通孔的延伸方向垂直的方向。示例地,该第二通孔的延伸方向X可以平行于油管套管的延伸方向,该目标方向可以垂直于该油管套管的延伸方向。且该桥塞本体的材料可以为可形变金属,例如,该桥塞本体的材料可以为铁、铝或铜等。
弹性密封组件03被配置为:当桥塞本体的形状相较于桥塞本体的初始形状发生扩张形变时,该弹性密封组件的形状相较于弹性密封组件的初始形状在目标方向上发生扩张形变。弹性密封组件的初始形状为未将锁定锥固定在第二通孔内部时弹性密封组件的形状。
锁定锥01、扩张形变后的弹性密封组件03及扩张形变后的桥塞本体02用于在目标方向上对油管套管1进行封堵。
示例地,请参考图2,在使用图2所示的桥塞10对油管套管1进行封堵时,可以沿第二通孔的延伸方向X对锁定锥施加作用力,使锁定锥沿该延伸方向X 运动,进入第二通孔内部,并最终固定在该第二通孔内部。该过程可以称为桥塞的坐封过程,通过该坐封过程可以使该桥塞处于坐封状态。
图3为图1所示的桥塞10处于坐封状态时的结构示意图。如图3所示,锁定锥01固定在第二通孔内部时,桥塞本体02在目标方向上发生扩张形变,在桥塞本体的带动下,弹性密封组件03在目标方向上也发生扩张形变。且由于该弹性密封组件03的一侧与桥塞本体02密封连接,该弹性密封组件03的另一侧与油管套管1的内壁连接,使得锁定锥01、发生扩张形变后的弹性密封组件03 及发生扩张形变后的桥塞本体02可以在目标方向上对油管套管1进行封堵。
综上所述,本发明实施例提供的桥塞,当锁定锥固定在桥塞本体第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,在该桥塞本体的带动下,弹性密封组件的形状相较于其初始形状在目标方向上也发生扩张形变,能够对油管套管进行封堵。并且,由于弹性密封组件的受力方向和发生扩张形变的方向均为沿与油管套管的延伸方向垂直的方向(也称为目标方向),即弹性密封组件的受力方向和其发生扩张形变的方向相同,相较于相关技术,使得弹性密封组件在目标方向上可以获得的较大的形变量,提高了弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
在一种可实现方式中,由于油管套管通常为通孔圆柱,相应的,该桥塞本体和该弹性密封组件也可以均为通孔圆柱,且该弹性密封组件可以套接在该桥塞本体的外壁上。可选地,该弹性密封组件的材料可以为橡胶。示例的,该弹性密封组件为由橡胶制成的胶筒。且可以通过橡胶的硫化作用将胶筒固定在桥塞本体上。该硫化作用是指:在对橡胶的加热定型的过程中,向橡胶中加入硫元素,以提高橡胶的理化特性,以便于将胶筒套接在桥塞本体上时,能够使胶筒粘附在桥塞本体上。该理化特性可以是橡胶的延展性和抗腐蚀能力。
为了便于对本发明实施例中的结构进行描述,此处对本发明实施例中所有结构的顶和底进行定义:在将该桥塞用于封堵油井中的油管套管时,沿油井井深增加的方向,同一结构的顶位于浅井深位置处,底位于深井深位置处。
其中,当锁定锥固定在第二通孔内部时,对于在锁定锥和桥塞本体用于相互接触的各个位置处,该锁定锥在任一位置处的尺寸应大于该桥塞本体未发生形变时在该位置处的尺寸,以保证当锁定锥固定在第二通孔内部时,桥塞本体能够在该锁定锥对其产生的作用力下发生形变。且锁定锥在对应位置处的尺寸与该桥塞本体未发生形变时在该位置处的尺寸的差值,可以小于该位置处桥塞本体能够产生的最大形变量。进一步的,为了保证桥塞本体能够在锁定锥对其产生的作用力下有效地发生形变,该锁定锥的材料硬度可以大于桥塞本体的材料硬度。
并且,锁定锥的截面面积可以按照第二通孔的延伸方向,向锁定锥的底面面积收敛。其中,截面所在的方向可以垂直于第二通孔的延伸方向。当对锁定锥沿第二通孔的延伸方向施加作用力时,由于桥塞本体的底面的横截面积小于顶面的横截面积,使得桥塞本体可以沿目标方向缓慢地发生扩张形变,能够防止锁定锥对桥塞本体造成损伤。
进一步的,如图4所示,锁定锥01在垂直于目标方向上的截面的外接图形可以为沿第二通孔的延伸方向叠加的矩形a1和梯形a2,且矩形a1的边与梯形 a2的底边可以重合。例如,该矩形的边与梯形的底边可以在图4中m所示的位置处重合。
且该矩形的第一边长A的长度可以大于或等于弹性密封组件的底端至桥塞本体顶端的长度,其中,第一边长A所在的方向与弹性密封组件的底端至桥塞本体顶端的长度所在的方向均可以垂直于目标方向。当锁定锥固定在桥塞本体内部时,该锁定锥可以使弹性密封组件在锁定锥对应该矩形部分的作用下,沿目标方向均匀地发生扩张形变,使得该弹性密封组件在不同位置处的形变量相同,以保证弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
示例的,该锁定锥的外接立体图形可以为圆柱和圆台的叠加图形,且圆柱的底面与圆台的底面重合。并且,圆柱的高度可以大于或等于弹性密封组件的底端至桥塞本体顶端的长度,且该高度所在的方向和该长度所在的方向可以均垂直于目标方向。在锁定锥固定在第二通孔中后,当锁定锥的圆柱部分进入第二通孔的高度大于弹性密封组件底端至桥塞本体顶端的长度时,弹性密封组件可以在锁定锥圆柱部分的作用下沿目标方向均匀地发生扩张形变,使得该弹性密封组件在不同位置处的形变量相同,能够保证弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
相应的,将锁定锥固定在桥塞本体内部的方式至少可以包括以下两种可实现方式:
在第一种可实现方式中,如图5所示,在靠近桥塞本体02底部的内壁处设置有凸起结构021。当锁定锥在外力作用下进入第二通孔时,该凸起结构可以与锁定锥的底面抵接,阻止锁定锥继续沿第二通孔的延伸方向运动,将锁定锥固定在第二通孔中。
其中,该凸起结构021的设置位置需要保证在锁定锥固定在第二通孔内部后,锁定锥对应截面呈矩形a1的部分位于第二通孔内部的长度大于或等于弹性密封组件底端至桥塞本体顶端的长度。
可选地,该凸起结构021在垂直于目标方向上的截面的外接图形可以为矩形、梯形或半圆形等图形,本发明实施例对凸起结构的形状不做限定。图5为该凸起结构021在垂直于目标方向上的截面的外接图形为矩形的示意图。
在第二种可实现方式中,该第二通孔的孔径可以按照第二通孔的延伸方向向第二通孔底部的孔径收敛。此时,由于锁定锥固定在第二通孔内部时,该锁定锥能够使桥塞本体发生扩张形变,说明锁定锥的尺寸不小于第二通孔最大孔径的尺寸,且由于该第二通孔底部的孔径较小,使得该桥塞本体的底端能够将锁定锥固定在该第二通孔内部。
在一种可实现方式中,该第二通孔的形状可以为沿第二通孔的延伸方向叠加的矩形和梯形,且矩形的边与梯形的底边可以重合。
并且,该第二通孔的形状与锁定锥的外接立体图形可以为相似图形。此时,当锁定锥固定在第二通孔内部时,桥塞本体与锁定锥具有较高的贴合度,能够提高桥塞本体与锁定锥的密封性。
例如,当锁定锥的外接立体图形的截面的外接图形为图4所示的图形时,如图6所示,该第二通孔沿第二通孔的延伸方向截面的形状可以为沿第二通孔的延伸方向叠加的矩形d1和梯形d2,且矩形d1的边与梯形d2的底边可以重合。例如,该矩形的边与梯形的底边可以在图6中n所示的位置处重合。且图4中矩形a1和梯形a2的叠加图形与图6中矩形d1和梯形d2的叠加图形为相似图形。
在本发明实施例中,为了保证锁定锥、扩张形变后的弹性密封组件及扩张形变后的桥塞本体能够在目标方向上对油管套管进行封堵,该锁定锥至少可以包括以下两种可实现方式:
在第一种可实现方式中,锁定锥可以为实体结构。
其中,由于该桥塞的锁定锥为实体结构。若在压裂操作中使用了该桥塞对油管套管进行封堵,在执行压裂操作后,需要利用钻塞工艺解除封堵。钻塞工艺用于在锁定锥上钻出通孔,以便于进入油管套管中的出油管能够穿过该通孔,实现对石油的开采。
在第二种可实现方式中,如图7所示,锁定锥01可以具有第三通孔,该第三通孔的延伸方向可以与目标方向交叉。相应的,请继续参考图7,桥塞10还可以包括:与锁定锥01可拆卸连接的堵塞组件04,该堵塞组件04用于堵塞第三通孔。
其中,该第三通孔的延伸方向可以与目标方向垂直。且锁定锥的底面可以具有较大孔径,以便于具有较大直径的出油管可以通过该第三通孔,提高油井的产油量。
可选地,该堵塞组件的材料可以为可溶材料。此时,利用该桥塞封堵油管套管后,堵塞组件能够在一定时间后溶解,自动地解除封堵,使得无需利用钻塞工艺解除封堵,能够提高采油效率。其中,该堵塞组件的溶解时间由堵塞组件的制成材料决定。
可选的,请继续参考图7,锁定锥还可以包括:承托结构,该承托结构用于承托堵塞组件04。
示例的,请继续参考图7,该堵塞组件04可以为球形结构,该承托结构用于与该堵塞组件04接触的面可以为一曲面,且该曲面的曲率可以与球形结构的曲率相等,以保证球形结构的堵塞组件和承托结构的曲面具有较大的接触面积,增强桥塞与油管套管的密封性。
或者,该堵塞组件也可以为截面呈梯形的立体结构,例如,如图8所示,该堵塞组件04可以为圆台,该圆台的截面呈梯形。该承托结构可以为与该立体结构匹配的立体结构,例如,该承托结构及该承托结构的顶端面和底端面围成的立体空间可以呈圆台状,且该圆台的尺寸与堵塞组件04的尺寸相同。
可选的,如图9所示,桥塞本体02的外壁可以具有凹槽022,弹性密封组件与桥塞本体的接触面可以位于凹槽022内,且弹性密封组件可以凸出于凹槽 022。通过将弹性密封组件固定在凹槽内,可以防止弹性密封组件与桥塞本体发生相对滑动,以保证弹性密封组件与油管套管之间的密封效果。同时,该弹性密封组件凸出于凹槽,可以保证弹性密封组件在目标方向上发生扩张形变后仍与油管套管壁接触,保证弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
可选的,桥塞本体的内壁可以具有多个第一凸起结构,锁定锥的外壁可以具有多个第二凸起结构,该第一凸起结构用于与第二凸起结构咬合。在桥塞的坐封过程中,锁定锥可以沿第二通孔的延伸方向运动并进入第二通孔,此时,第二凸起结构可以与第一凸起结构咬合,防止锁定锥沿与锁定锥沿远离桥塞本体底部的方向运动,保证锁定锥与桥塞本体连接的稳定性。
可选的,如图10所示,该桥塞还可以包括:固定设置在桥塞本体外壁上的卡瓦05,该卡瓦05用于将桥塞本体02与油管套管1固定连接,防止桥塞本体与油管套管发生相对移动。
示例地,该卡瓦的外壁具有卡瓦牙。在利用该桥塞封堵油管套管时,该卡瓦牙可以在卡瓦发生扩张形变时嵌入油管套管中,与油管套管固定连接。其中,该卡瓦牙材料的硬度可以大于油管套管材料的硬度。且该卡瓦的内壁上可以设置有第一螺纹,桥塞本体与该卡瓦接触的接触面上可以设置有与该第一螺纹匹配的第二螺纹,该桥塞本体和该卡瓦可以通过该第一螺纹和该第二螺纹固定连接。因此,通过卡瓦与油管套管,及卡瓦与桥塞本体,能实现桥塞本体02与油管套管1之间的固定连接。
并且,为了保证弹性密封组件能够与油管套管密封连接,及保证能够通过卡瓦将桥塞本体固定在油管套管的内壁上,该卡瓦05的位置应与弹性密封组件 03的位置不重叠,且在弹性密封组件发送扩张形变后,该弹性密封组件的厚度可以约等于卡瓦的厚度,该弹性密封组件的厚度所在的方向与卡瓦厚度所在的方向均平行于目标方向。例如,该卡瓦可以为两端具有开口的筒状结构,卡瓦与弹性密封组件可以分别套接在桥塞本体相对设置的两端上。
可选的,该桥塞还可以包括:环形密封组件。该环形密封组件被配置为加强卡瓦与桥塞本体连接的稳定性。示例的,图11为图10所示的卡瓦与桥塞本体的连接位置处L的局部放大示意图。如图10和图11所示,该桥塞本体02的外壁还可以具有第一凹槽,该第一凹槽设置在卡瓦05靠近桥塞本体底端的一侧,且该环形密封组件06嵌入在该第一凹槽中,且该环形密封组件06凸出于第一凹槽。
示例的,在将卡瓦与桥塞本体固定连接后,可以将该环形密封组件卡接在第一凹槽中,使得环形密封组件与卡瓦抵接,防止卡瓦与桥塞本体沿第二通孔的延伸方向发生相对移动,提高卡瓦与桥塞本体连接的稳定性。其中,该环形密封组件可以为卡簧,且该卡簧的材料可以是橡胶。
需要说明的是,本发明实施例提供的卡瓦具有第一区域和第二区域,该第二区域中具有多个第一子结构,该第一区域中具有第二子结构。该多个第一子结构呈齿状分布,且多个第一子结构与第二子结构为一体结构。如图12所示,图12为卡瓦05外壁的主视图,其中,第二区域中具有多个第一子结构b2,该第一区域中具有第二子结构b1。该多个第一子结构b2之间的间隙为透槽,该透槽的设置可以为卡瓦05沿目标方向发生扩张形变提供空间,使卡瓦在锁定锥的作用下能够沿目标方向发生扩张形变。
类似的,本发明实施例提供的桥塞本体具有第三区域和第四区域,第四区域中具有多个第三子结构,该第三区域中具有第四子结构。该多个第三子结构呈齿状分布,且多个第三子结构与第一区域中的第四子结构为一体结构。请参考图13,图13为桥塞本体02外壁的主视图,其中,第四区域中具有多个第三子结构c1,第三区域中具有第四子结构c2,该多个第四子结构c2之间的透槽的设置可以为桥塞本体02沿目标方向发生扩张形变提供空间,使桥塞本体在锁定锥的作用下可以沿目标方向发生扩张形变。
综上所述,本发明实施例提供的桥塞,当锁定锥固定在桥塞本体第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,在该桥塞本体的带动下,弹性密封组件的形状相较于其初始形状在目标方向上也发生扩张形变,能够对油管套管进行封堵。并且,由于弹性密封组件的受力方向和发生扩张形变的方向均为沿与油管套管的延伸方向垂直的方向(也称为目标方向),即弹性密封组件的受力方向和其发生扩张形变的方向相同,相较于相关技术,使得弹性密封组件在目标方向上可以获得的较大的形变量,提高了弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
本发明实施例提供一种桥塞的坐封方法。下面以图10所示的桥塞对油管套管进行封堵为例,对该坐封方法的实现过程进行说明。当采用本发明实施例中具有其他结构的桥塞进行封堵时,坐封方法的实现过程请相应参考该图10所示的桥塞对应的坐封方法的实现过程。该方法可以包括:
步骤101、将锁定锥的底端嵌入第二通孔中,使锁定锥与桥塞本体的处于初始坐封状态,并将坐封工具与锁定锥的顶面连接。
其中,坐封工具可以在桥塞的坐封过程中为锁定锥提供作用力,使锁定锥进入第二通孔。该初始坐封状态为锁定锥部分进入第二通孔,且该桥塞本体的形状仍为初始形状时,锁定锥与桥塞本体的连接状态。
步骤102、将呈连接状态的桥塞本体、锁定锥和坐封工具放置于油管套管中,使桥塞本体位于当前生产层下方的预设位置处。
其中,该预设位置可以位于当前生产层下方的8米处。
步骤103、控制坐封工具处于工作状态,通过该坐封工具推动锁定锥,并使锁定锥固定在第二通孔内部。
锁定锥固定在第二通孔内部后,桥塞本体的形状相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,且在该桥塞本体的带动下,弹性密封组件的形状相较于其初始形状在目标方向上也发生扩张形变。
步骤104、将球形密封组件放置于锁定锥的承托结构上。
如图14所示,此时,球形密封组件可以与承托结构密封连接。相应的,球形密封组件04、锁定锥01、扩张形变后的弹性密封组件03及扩张形变后的桥塞本体02能够在目标方向上对油管套管进行封堵。
综上所述,本发明实施例提供的桥塞坐封方法,通过将锁定锥固定在桥塞本体内部,且当锁定锥固定在桥塞本体第二通孔内部时,桥塞本体的形状相较于其初始形状在目标方向上发生扩张形变,在该桥塞本体的带动下,弹性密封组件的形状相较于其初始形状在目标方向上也发生扩张形变,能够对油管套管进行封堵。并且,由于弹性密封组件的受力方向和发生扩张形变的方向均为沿与油管套管的延伸方向垂直的方向(也称为目标方向),即弹性密封组件的受力方向和其发生扩张形变的方向相同,相较于相关技术,使得弹性密封组件在目标方向上可以获得的较大的形变量,提高了弹性密封组件与油管套管之间的密封性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (15)
1.一种桥塞,其特征在于,所述桥塞包括:锁定锥、桥塞本体和弹性密封组件,
所述弹性密封组件上设置有第一通孔,所述桥塞本体固定设置在所述第一通孔内部,且所述桥塞本体与所述弹性密封组件密封连接;
所述桥塞本体上设置有第二通孔,所述桥塞本体被配置为:当所述锁定锥固定在所述第二通孔内部时,所述桥塞本体的形状相较于所述桥塞本体的初始形状在目标方向上发生扩张形变,所述桥塞本体的初始形状为未将所述锁定锥固定在所述第二通孔内部时所述桥塞本体的形状,所述第二通孔的延伸方向与所述目标方向交叉;
所述弹性密封组件被配置为:当所述桥塞本体的形状相较于所述桥塞本体的初始形状发生扩张形变时,所述弹性密封组件的形状相较于所述弹性密封组件的初始形状在所述目标方向上发生扩张形变;
所述锁定锥、扩张形变后的弹性密封组件及扩张形变后的桥塞本体用于在所述目标方向上对油管套管进行封堵。
2.根据权利要求1所述的桥塞,其特征在于,所述锁定锥具有第三通孔,所述第三通孔的延伸方向与所述目标方向交叉,所述桥塞还包括:与所述锁定锥可拆卸连接的堵塞组件,所述堵塞组件用于堵塞所述第三通孔。
3.根据权利要求2所述的桥塞,其特征在于,所述堵塞组件的材料为可溶材料。
4.根据权利要求2所述的桥塞,其特征在于,所述锁定锥还包括:承托结构,所述承托结构用于承托所述堵塞组件。
5.根据权利要求4所述的桥塞,其特征在于,所述堵塞组件为球形结构,所述承托结构具有曲面,所述曲面的曲率与所述球形结构的曲率相等。
6.根据权利要求1至5任一所述的桥塞,其特征在于,所述桥塞本体的外壁具有凹槽,所述弹性密封组件与所述桥塞本体的接触面位于所述凹槽内,且所述弹性密封组件凸出于所述凹槽。
7.根据权利要求1至5任一所述的桥塞,其特征在于,所述锁定锥的截面面积按照所述第二通孔的延伸方向,向所述锁定锥的底面面积收敛,所述截面所在的方向垂直于所述第二通孔的延伸方向。
8.根据权利要求7所述的桥塞,其特征在于,所述第二通孔的孔径按照所述第二通孔的延伸方向向所述第二通孔底部的孔径收敛。
9.根据权利要求8所述的桥塞,其特征在于,所述第二通孔的形状与所述锁定锥的外接立体图形为相似图形。
10.根据权利要求7所述的桥塞,其特征在于,所述锁定锥在垂直于所述目标方向上的截面的外接图形为沿所述第二通孔的延伸方向叠加的矩形和梯形,且所述矩形的边与所述梯形的底边重合;
所述桥塞本体的内壁具有凸起结构,所述凸起结构用于将所述锁定锥固定在所述第二通孔内部。
11.根据权利要求7所述的桥塞,其特征在于,所述锁定锥的外接立体图形为圆柱和圆台的叠加图形,且所述圆柱的底面与所述圆台的底面重合。
12.根据权利要求11所述的桥塞,其特征在于,所述圆柱的高度大于或等于所述弹性密封组件的底端至桥塞本体顶端的长度,所述高度所在的方向和所述长度所在方向均垂直于所述目标方向。
13.根据权利要求1至5任一所述的桥塞,其特征在于,所述桥塞还包括:固定设置在所述桥塞本体外壁上的卡瓦,所述卡瓦用于将所述桥塞本体与所述油管套管固定连接,且所述卡瓦与所述弹性密封组件不重叠。
14.根据权利要求13所述的桥塞,其特征在于,所述桥塞本体具有第一区域和第二区域,所述第二区域中的多个第一子结构呈齿状分布,且所述多个第一子结构与所述第一区域中的第二子结构为一体结构;
所述卡瓦具有第三区域和第四区域,所述第四区域中的多个第三子结构呈齿状分布,且所述多个第三子结构与所述第一区域中的第四子结构为一体结构。
15.根据权利要求1至5任一所述的桥塞,其特征在于,所述桥塞本体的内壁具有多个第一凸起结构,所述锁定锥的外壁具有多个第二凸起结构,所述第一凸起结构用于与所述第二凸起结构咬合。
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