CN110168190A - 坑井阻塞装置以及坑井暂时阻塞方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能减少坑井挖掘的经费和缩短工序的坑井阻塞装置以及使用所述坑井阻塞装置的坑井的暂时阻塞方法。本发明的坑井阻塞装置包括：井下堵塞器；坐封工具(2)，用于启动并设置井下堵塞器；以及障碍物，用于使井下堵塞器的流路阻塞，其中，所述障碍物内包于坐封工具(2)，并且因此在坑井内设置了井下堵塞器和去除了坐封工具(2)后，能在短时间内可靠地堵塞井下堵塞器的流路。此外，通过使用本发明的坑井阻塞装置，能在短时间内可靠地进行坑井的暂时阻塞。

Description

坑井阻塞装置以及坑井暂时阻塞方法

技术领域

本发明涉及一种在为了产出石油或天然气等油气资源而进行的坑井的增强回收法(Enhanced Oil Recovery)中使用的坑井阻塞装置以及使用了该装置的坑井暂时阻塞的方法。

背景技术

“压裂法”或“水力压裂法”是油气资源的增强回收法之一，是通过压裂液的水压使高深度地下的生产层(产出页岩油等石油或页岩气等天然气等油气资源的层)产生龟裂(裂缝)的方法。使用该方法，对于在地下数千米的地层内挖掘出的坑井孔(坑井)，从坑井孔的顶端部依次部分地阻塞规定区域，通过高压将压裂液送入该阻塞后的区域内，进行使生产层产生龟裂的压裂。接着，阻塞下一个规定区域(通常为现有的区域的前一个，即地上侧的区域)并进行压裂。以下，重复实施该工序，直至完成必要的堵孔和压裂。

作为从坑井孔的顶端部依次进行坑井孔的阻塞的方法，已知有各种方法，例如可以列举出使用被称为井下堵塞器(有时也称为“压裂塞”、“桥塞”或“封隔器”等)的井下工具的方法。作为井下堵塞器，例如，在专利文献1～4中，公开了能进行坑井孔的阻塞、固定的井下堵塞器。

在专利文献1中，公开了一种坑井挖掘用的井下堵塞器(以下有时会简称为“堵塞器”)，具体而言，公开了如下的堵塞器：具备在轴向具有中空部的心轴(主体)，且沿着与心轴的轴向正交的外周面上的轴向具备环或环状构件(annular member)、第一圆锥状构件(conical member)以及卡瓦(slip)、由弹性体或橡胶等形成的可锻性要素(malleableelement)、第二圆锥状构件以及卡瓦以及防旋转机构(anti-rotation feature)。利用该坑井挖掘用的井下堵塞器进行的坑井孔的封闭如下所示。

即，通过使心轴在其轴向移动，使环或环状构件与防旋转机构的间隙缩小。与此相伴，卡瓦抵接于圆锥状构件的倾斜面，沿着圆锥状构件前进，卡瓦向外侧呈放射状扩大而抵接于坑井孔的内壁固定于坑井孔。而且，可锻性要素扩径变形而抵接于坑井孔的内壁来封闭坑井孔，从而坑井孔被封闭。在心轴存在轴向的中空部，通过在该中空部设置球等，能封闭坑井孔。

根据记载，作为形成堵塞器的材料，广泛地举例示出金属材料(铝、钢或不锈钢等)、纤维、木、复合材料以及塑料等，优选的是，含有碳纤维等增强材料的复合材料，特别是含有环氧树脂或酚醛树脂等聚合物的复合材料，心轴由铝或复合材料形成。另一方面，根据记载，球等除了之前说明的材料之外，还能使用通过温度、压力以及pH(酸、碱)等来分解的材料。

在专利文献2中，公开了各封隔器可分离地与邻接封隔器连接的坑井挖掘用的封隔器集合体(assembly)。

在专利文献3中，记载了如下的封隔器：具备在轴向具有中空部的心轴，且沿着与心轴的轴向正交的外周面上的轴向具备卡瓦、滑动楔(slip wedge)、弹性封隔器要素(resilient packer element)以及挤出限制器(extrusion limiter)等。

在专利文献3中，公开了含有在暴露于坑井内的环境中时进行分解的可分解性材料的一次性井下工具(所谓的井下堵塞器等)或其构件，作为生物分解性材料，公开了聚乳酸等脂肪族聚酯等可分解性聚合物。而且，在专利文献3中记载了如下的组合：在轴向具有流通孔(flow bore)的圆筒状主体部件(tubular body element)；在与该圆筒状主体部件的轴向正交的外周面上沿着轴向由上部密封要素、中心密封要素以及下部密封要素形成的封隔器要素集合体(packer element assembly)；以及卡瓦与机械的卡瓦主体(mechanicalslip body)。此外，公开了通过在圆筒状主体部件的流通孔中设置球，从而只允许流体朝向一个方向流动。

在专利文献4中，公开了如下井下堵塞器：具有压裂堵塞器、存在于压裂堵塞器的轴向并具有中空部的心轴以及穿过心轴的中空部的坐封杆。专利文献4所公开的坐封杆连接于井下堵塞器的前端。

通常，井下堵塞器在中央具有开口，并使用具有阻挡障碍物的座(seat)的结构。尤其，在使用球作为障碍物的情况下，在使用了具有球座(ball seat)的井下堵塞器的坑井孔的阻塞中，使用坐封工具来将井下堵塞器设置于规定位置，使井下堵塞器启动。之后，将障碍物供给以及配置于井下堵塞器的座来进行座的开口部的阻塞，从而完成坑井孔的阻塞(例如，专利文献5)。

但是，在使用例如球作为障碍物的情况下，为了从地面上将规定大小的球供给以及配置至设置在深度达到1000～5000m的地下的井下堵塞器的球座，需要通过高压水流花费一定程度的时间来输送球。此时，由于使用高压水流，因此在输送中发生与坑井壁冲突等而使球变形，或产生破裂或缺口等破损，由此恐怕会损害密封性。

与之相对，在专利文献6中，公开了存在于压裂塞的轴向的心轴；以及设置于其内侧的筒状的金属套筒，记载了在该金属套筒中包括球的井下堵塞器。

此外，井下堵塞器在坑井完成之前依次配置于坑井内，但在开始回收油气资源的阶段，需要将这些去除。堵塞器通常不设计为能在使用后解除阻塞并进行回收，因此，会通过压裂、穿孔或其他的方法通过使其被破坏或小片化来进行去除，但压裂以及穿孔等需要花费大量的经费和时间。此外，虽然也存在被特殊设计为能在使用后回收的堵塞器(retrievable plug)，但由于堵塞器被置于高深度地下，因此，要将其全部回收需要大量的经费和时间。

进而，要求提供一种在高深度化等采掘条件变得越来越苛刻且多样的基础上，能在短时间内可靠地进行障碍物向井下堵塞器的座的就位，由此能减少坑井挖掘的经费和缩短工序的坑井阻塞装置以及坑井暂时阻塞的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2011/0277989号说明书

专利文献2：美国专利申请公开第2003/0183391号说明书

专利文献3：美国专利申请公开第2005/0205266号说明书

专利文献4：美国专利申请公开第2011/0277987号说明书

专利文献5：美国专利申请公开第2015/0252643号说明书

专利文献6：美国专利申请公开第2002/0189822号说明书

发明内容

发明要解决的问题

本发明的问题在于提供一种在高深度化等采掘条件变得越来越苛刻且多样的基础上，能在短时间内可靠地供给使井下堵塞器的流路阻塞的障碍物的坑井阻塞装置以及使用所述坑井阻塞装置的坑井的暂时阻塞方法。

技术方案

本发明者们为了解决所述问题进行了深入研究，其结果是，发现通过使用于井下堵塞器的设置的坐封工具包括有使井下堵塞器的流路阻塞的障碍物，从而不用从地面上投入障碍物，而在短时间内且在抑制破损的状态下向井下堵塞器提供障碍物，由此能解决所述问题，从而完成了本发明。

即，根据本发明，提供了一种坑井阻塞装置，用于使坑井阻塞，在该装置中包括：井下堵塞器；坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，启动并设置所述井下堵塞器；以及一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及坐封套筒，配置为覆盖所述坐封杆的一部分或者全部以及所述井下堵塞器的至少一部分，所述坐封杆从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间。

需要说明的是，本发明的坐封工具自身或其一部分有时被称为成套附件，成套附件包括坐封杆以及坐封套筒。

在此，本说明书中“前端”以及“后端”是指井下堵塞器从坑井的入口向坑井内前进的方向上的前方以及后方的端。此外，“前端侧”以及“后端侧”是指长轴方向长度的中点的前方以及后方。

此外，提供了一种使坑井暂时阻塞的方法，使用坑井阻塞装置来使坑井暂时阻塞，该坑井阻塞装置包括：井下堵塞器；坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，启动并设置所述井下堵塞器；以及一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，在该方法中，所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及坐封套筒，为覆盖所述坐封杆的一部分或者全部以及所述井下堵塞器的至少一部分的形状，所述坐封工具从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，使用将所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间的坑井阻塞装置通过下述a)至d)的工序使坑井暂时阻塞：

a)使所述坑井阻塞装置移动至坑井的任意的位置，启动并设置所述井下堵塞器；

b)解除所述坐封工具与所述井下堵塞器的连接，拔出所述坐封杆；

c)使所述坐封工具内的障碍物移动，堵住所述心轴的中空部的流路；

d)经过规定时间后，去除所述障碍物并恢复流路。

有益效果

根据本发明，在包括坐封工具和井下堵塞器的坑井阻塞装置中，通过将使井下堵塞器的流路阻塞的障碍物内包于接近井下堵塞器的坐封工具，从而能提供一种在高深度化等采掘条件变得越来越苛刻且多样的基础上，能短时间且可靠地向井下堵塞器供给障碍物的坑井阻塞装置。此外，能提供一种使用所述坑井阻塞装置来使坑井暂时阻塞的方法。

附图说明

图1是表示本发明的坑井阻塞装置的一个具体示例的图。

图2是表示本发明的坑井阻塞装置的一个具体示例的概略的正面剖面图。

图3是表示作为本发明的坑井阻塞装置所包括的井下堵塞器的一个具体示例的压裂塞的外观的图。

图4的(A)是表示作为本发明的坑井阻塞装置所包括的井下堵塞器的一个具体示例的压裂塞的概略的正面剖面图，图4的(B)是表示图4的(A)的井下堵塞器设置并固定于坑井孔内的状态的概略的正面剖面图。

图5的(A)是表示将图2的坐封杆的一部分呈直线状切下后的圆周方向的截面的图，图5的(B)是表示将图2的坐封杆的一部分呈曲线状切下后的圆周方向的截面的图，图5的(C)以及图5的(C’)是表示将图2的坐封杆的一部分呈方形切下后的圆周方向的截面的图。

图6的(A)是表示在图2的坐封套筒的内表面形成曲线状的槽的圆周向的截面的图，图6的(B)以及图6的(C)是表示在图2的坐封套筒的内表面的形成方形的槽的圆周向的截面的图。

具体实施方式

本发明涉及一种坑井阻塞装置以及使用了该坑井阻塞装置的坑井暂时阻塞方法，该坑井阻塞装置包括：井下堵塞器；坐封工具，用于设置井下堵塞器；以及障碍物，用于阻塞井下堵塞器的流路。以下，对本发明的坑井阻塞装置以及阻塞方法的一实施方式进行说明。

1.坑井阻塞装置

参照附图，对本实施方式的坑井阻塞装置进行说明。本实施方式的坑井阻塞装置包括井下堵塞器1、坐封工具2以及用于阻塞井下堵塞器的流路的障碍物3。需要说明的是，图1是解决本发明的问题的方案的一个具体示例，本发明的范围不限于图1所示的方案的坑井阻塞装置。

(1)井下堵塞器

井下堵塞器是为了阻塞坑井的一部分而设置于坑井孔内的装置，也被称为压裂塞、桥塞或封隔器。井下堵塞器具有至少一个心轴以及装配于与心轴的轴向正交的外周面上的一个以上的构件。作为井下堵塞器的一个示例，在图1所示方案中以压裂塞1进行说明。此外，在图3中表示压裂塞1的外观。如图3所示，压裂塞1具备：心轴11和装配于与心轴11的轴向正交的外周面上的构件。

1)心轴

压裂塞1所具备的心轴11的截面为大致圆形，长度相对于截面的直径足够长，是基本确保压裂塞1的强度的构件。心轴11的截面的直径根据坑井孔的大小适当选择。该直径比坑井孔的内径稍小，由此，压裂塞1能在坑井孔内移动。另一方面，心轴11的直径和坑井孔的内径具有如后所述能通过可扩径的环状橡胶构件15的扩径等来阻塞坑井孔的程度的直径的差。心轴11的长度相对于截面的直径为例如5～20倍左右，但并不限定于此。通常，心轴11的截面的直径在5～30cm左右的范围内。

心轴11也可以为实心，但从确保压裂初期的流路、减轻心轴重量等观点来看，优选的是，心轴11为至少一部分具有沿轴向的中空部的中空心轴。即，中空部既可以沿轴向贯通心轴11，也可以不沿轴贯通心轴11。此外，在使用流体将压裂塞1压入移送至坑井内的情况下，优选的是，心轴11具有沿轴向的中空部。在心轴11具有沿轴向的中空部的情况下，心轴11的截面形状是由划分心轴11的直径(外径)以及中空部的外径(相当于心轴11的内径)的两个同心圆形成的圆环状。两个同心圆的直径的比率，即中空部的外径相对于心轴11的直径的比率优选为0.7以下。该比率的大小和中空心轴11的壁厚相对于心轴11的直径的比率的大小呈相反的关系，因此，规定该比率的上限值能相当于规定中空心轴的壁厚的优选下限值。若中空心轴的壁厚过薄，则在将压裂塞1配置于坑井孔内或者进行坑井孔的阻塞或压裂时，中空心轴的强度(特别是拉伸强度)不足，有时在极端的情况下压裂塞1会损伤。因此，中空部的外径相对于心轴11的直径的比率更优选为0.6以下，进一步优选为0.5以下。

心轴11的直径以及中空部的外径可以沿心轴11的轴向均匀不变，但也可以沿轴向变化。即，也可以是通过使心轴11的外径沿轴向变化，从而在心轴11的外周面具有凸部、阶梯部、凸缘部、凹部(槽部)，进而具有螺纹部(通常是外螺纹构造)或后述的棘轮机构的啮合部等曲折部分的构造。此外，也可以是通过使中空部的外径(中空的心轴11的内径)沿轴向变化，从而在心轴11的内周面具有凸部、阶梯部、槽部，进而具有螺纹部(外螺纹构造或内螺纹构造)等曲折部分的构造。而且，也可以是曲折部分采用具有锥部的构造。

此外，也可以是如后所述，在本实施方式的坑井阻塞装置中，在由坐封套筒内壁和坐封杆、心轴后端形成的空间(以下，有时也称该空间为“坐封工具内的空间”)配置障碍物，因此，将心轴后端切口以便能配置障碍物。作为缺口的形状优选为与障碍物的表面形状大致相同。

在心轴11的外周面或内周面可具有的凸部、阶梯部、凸缘部以及凹部(槽部)也能作为在坑井内移送压裂塞1时的支承部位来利用，此外，也能作为用于将其他构件装配或固定于心轴11的外周面或内周面的部位来利用。此外，在心轴11具有中空部的情况下，也能作为保持用于流路阻塞的障碍物的座面。心轴11的中空部在至少存在于后端的情况下成为开口的状态，但通过将该开口部设为能保持障碍物的形状的座，能使障碍物更可靠地就位，结果是能更可靠地阻塞流路。需要说明的是，作为座，不仅可以将心轴11的开口部设为座形状，也可以使心轴11附带中央部开口的座构件。例如，在使用球作为障碍物的情况下，通过适当地选择井下堵塞器的座(球座)的开口部的尺寸，能防止球的破碎以及脱落，更可靠地阻塞流路。而且，也可以是在心轴11的外周面形成多个啮合部，该啮合部与装配于与心轴11的轴向正交的外周面上的构件的内周面共同地允许该构件向沿着心轴的轴向的一个方向的移动、限制向相反方向的移动，从而构成与心轴的轴向正交的环状的棘轮机构。

〔形成心轴的材料〕

形成井下堵塞器所具备的心轴11的材料没有特别限定，可以使用以往作为形成井下堵塞器所具备的心轴的材料而使用的材料。例如能列举出金属材料(铝、钢以及不锈钢等)、纤维、木材、复合材料以及树脂等。具体而言，可以列举出含有碳纤维等增强材料的复合材料，特别是，含有环氧树脂以及酚醛树脂等聚合物的复合材料等。本实施方式的井下堵塞器是通过使去除井下堵塞器以及确保流路变得容易而能减少坑井挖掘的经费以及缩短工序的井下堵塞器，因此，优选的是，心轴11由可分解性材料形成。〔可分解性材料〕

在本实施方式所使用的井下堵塞器中，在心轴11是由可分解性材料形成的情况下，作为可分解性材料，可以使用具有生物分解性或水解性的可分解性材料，而且还可以使用通过其它任何的方法能进行化学分解的可分解性材料。

需要说明的是，如以往作为井下堵塞器所具备的心轴而通用的铝等金属材料那样，通过施加较大的机械力而破坏、崩解等物理性分解的材料不符合形成井下堵塞器所具备的心轴11的可分解性材料。但是，如从可分解性树脂与金属材料或无机物的复合材料所见的那样，由于聚合度的降低等而使原本树脂所具有的强度降低而变脆，结果通过施加极小的机械力便简单地崩解、变形，这样的材料符合所述的可分解性材料。具体而言，可以列举出在由以聚乙醇酸(以下，有时也称为“PGA”)为代表的可分解性树脂等可分解性材料形成的母材中，设置规定形状的凹陷等凹部，嵌入与该凹部的形状一致的形状的金属(金属片等)或无机物，利用粘结剂将这些固定或者以使金属片或无机物与母材能维持固定状态的方式卷缠金属丝、纤维等来固定。

在本实施方式所使用的井下堵塞器中，在心轴11为由可分解性材料形成的情况下，优选的是通过规定温度以上的水进行分解的水解性材料。此外，可分解性材料更优选为以PGA为主要成分，在PGA中优选重均分子量为15万以上的聚乙醇酸，由于重均分子量18万以上的高分子量的聚乙醇酸具有高强度，因此特别优选。即，理想的是，心轴11是由高分子量的PGA形成的井下堵塞器。而且，可分解性材料可以含有增强材料，也可以含有其他配合成分。此外，作为形成心轴11的可分解性材料也能使用可分解性金属。作为用于心轴11的可分解性金属具有高强度，因此优选Mg合金。

2)装配于与心轴的轴向正交的外周面上的构件

本实施方式所使用的井下堵塞器具备心轴以及装配于与心轴的轴向正交的外周面上的构件。即，在井下堵塞器中，为了高效且可靠地进行该堵塞器的移送、设置、坑井孔的阻塞以及压裂，进而由于为了改善操作性等目的，通常在心轴的外周面上装配有各种构件。作为装配于与心轴的轴向正交的外周面上的构件，只要是以往在井下堵塞器中使用的构件即可，没有特别限定。特别是对于压裂塞1，如图3所示，优选列举选自由卡瓦12、楔13、一对环状固定构件14以及可扩径的环状橡胶构件15构成的组中的至少一个。需要说明的是，作为这些构件，以包含用于将各个构件装配于心轴的装配构件的意义而称为构件。

〔形成装配于与心轴的轴向正交的外周面上的构件的材料〕

形成装配于本实施方式所使用的心轴的外周面上的构件的材料没有特别限定，可以使用以往作为形成井下堵塞器所具备的该构件的材料使用的材料。例如能列举出金属材料(铝、钢以及不锈钢等)、纤维、木、复合材料以及树脂等，具体而言，能列举出含有碳纤维等增强材料的复合材料，特别是，含有环氧树脂以及酚醛树脂等聚合物的复合材料等。从通过将使用后的阻塞的解除以及确保流路变得容易而能减少挖掘的经费以及缩短工序的观点来看，与之前对心轴进行的说明相同，优选为所述构件中的至少一个由可分解性的材料形成。

〔可分解性材料〕

在本实施方式所使用的井下堵塞器中，作为形成所述构件中的至少一个的可分解性材料，与之前对心轴进行的说明相同，能使用具有生物分解性或水解性的可分解性材料、能通过其他任何方法进行化学分解的可分解性材料以及能进行脆化而简单地崩解的可分解性材料。此外，在构件为可扩径的环状橡胶构件的情况下，作为可分解性材料，例如能使用脂肪族聚酯系橡胶、聚氨基甲酸酯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯、丙烯酸橡胶、脂肪族聚酯橡胶、聚酯系热塑性弹性体以及聚酰胺系热塑性弹性体等的可分解性橡胶。

3)井下堵塞器的启动、设置和坑井孔的阻塞

本实施方式所使用的井下堵塞器通过后述的坐封工具进行启动，设置于坑井孔。例如，在压裂塞1中，施加使一对环状固定构件14彼此的心轴的轴向的距离缩小的力，从而卡瓦12跃上楔13的斜面的上表面并向与心轴的轴向正交的外侧移动。然后，与该卡瓦12的心轴的轴向正交的最外侧的周面与坑井孔的内壁抵接，因此能将堵塞器设置于坑井孔的规定位置。此外，可扩径的环状橡胶构件15在心轴的轴向被压缩，伴随着轴向的距离缩小(缩径)，可扩径的环状橡胶构件15在与心轴的轴向正交的方向扩径。该环状橡胶构件15扩径，其与轴向正交的方向的外侧部与坑井孔的内壁抵接，并且其与轴向正交的方向的内侧部与心轴的外周面抵接，由此能阻塞(密封)堵塞器1与坑井孔之间的空间(坑井孔的阻塞)。接着，在阻塞了(密封)堵塞器与坑井孔之间的空间的状态下，能进行压裂。

(2)坐封工具

本实施方式的坑井阻塞装置所使用的坐封工具呈大致圆柱状，包括坐封杆与坐封套筒。坐封杆为一般棒状，配置于在坐封工具的截面(与大致圆柱的底面平行的截面)中央。即，坐封杆插入坐封工具的中空部。此外，坐封套筒为包围坐封杆的长轴的一端的筒状。

本实施方式的坐封工具本身或其一部分有时也被称为成套附件，成套附件包括坐封杆以及坐封套筒。

本实施方式所使用的坐封工具从井下堵塞器的后端的后部至中空部内后端侧进行配置，坐封杆以及坐封工具分别与井下堵塞器相接。即，坐封杆直接地或间接地与心轴连接，坐封套筒与装配于与心轴的轴向正交的外周面上构件相邻地设置。当坐封工具进行启动时，坐封套筒抑制装配于心轴的外周面上的构件向后端方向的移动，而坐封杆向后端方向移动并向心轴传递向后端方向的力，从而将心轴向后端方向拔出，如上所述，使井下堵塞器启动。作为一个示例，可以列举出包括通过爆炸而产生的气体来进行启动的坐封套筒和坐封杆的坐封工具。

1)坐封杆

在本实施方式的坑井阻塞装置中，坐封杆与心轴连接，但坐封杆通常在与被坐封套筒包围的端部相反侧的端部与心轴直接地或间接地连接。此外，坐封杆从心轴的后方的开口部插入至心轴的中空部。心轴的与坐封杆的连接位置既可以是心轴的长轴向的后端侧，也可以是中央，也可以是前端侧，但在心轴为树脂制等而压缩强度不足的情况下，优选与心轴的前端侧连接。在该情况下，坐封杆从心轴的后端侧穿过中空部连接至前端侧。在以下使用图2以及图3来对使坐封杆与心轴的前端连接的示例进行说明。

图2的坐封杆21通过连接部23与井下堵塞器1连接。连接部23的连接方法可以列举出直接连接以及固定于心轴11的前端的方法和设置于心轴11的前端，经由设置于心轴11的连接用构件(未图示)间接地连接以及固定的方法。作为连接部23向井下堵塞器1的固定方法，可以列举出通过在连接部23的外周刻制的螺纹固定于井下堵塞器1的方法和通过销固定的方法。优选的是，螺纹以及销通过向心轴的轴向施加的力而破损，解除井下堵塞器和坐封工具的连接。

如后所述，本实施方式的坑井阻塞装置在由坐封套筒内壁、坐封杆以及心轴后端或装配于后端的构件形成的空间配置障碍物。因此，坐封杆也可以变形为使棒状的一部分凹陷、弯曲或在轴向切削为扇状等，以使障碍物(球)能内包于坐封套筒内。即，坐封杆也可以相对于轴向设为槽或缺口构造。

作为具体的坐封杆的变形示例，可以列举出将作为坐封杆的横截面的圆形的一部分呈直线状切下(图5的(A))、呈曲线状切下(图5的(B))或呈方形切下(图5的(C)和(C’))等。

只要不阻碍坐封杆的功能，在坐封杆全长上的变形的位置、长度没有特别限定，但对于图5所示的变形部分而言，优选为位于在从未与坐封杆的井下堵塞器连接的那方的顶端(前端)至井下堵塞器的后端的长度中的前端侧。此外，优选的是变形部分的长度在坐封杆的轴向为10mm以上。

2)坐封套筒

本实施方式的坐封套筒22相邻地位于装配于心轴11的外周面上的构件的后端侧，具有抑制心轴的外周面上的构件向后侧的移动的功能。

此外，坐封套筒与坐封杆同样地也可以在内壁设置槽或缺口构造，以便能内包障碍物(球)。作为具体的坐封套筒内壁的槽的示例，可以列举出在坐封套筒的横截面上曲线状的槽(图6的(A))或方形的槽(图6的(B)以及(C))。

坐封套筒内壁的槽只要是能内包障碍物于坐封套筒的内侧的形状即可，位置、长度、深度没有特别限定，但图6所示的槽优选为长度(坐封套筒的轴向)10mm以上，宽度为5mm以上，深度为1mm以上。

〔形成坐封工具的材料〕

形成本实施方式所使用的坐封工具的材料没有特别限定，可以使用以往使用的材料。

(3)用于阻塞井下堵塞器的流路的障碍物

用于堵塞本实施方式所使用的井下堵塞器的流路的障碍物配置于由坐封工具的坐封套筒内壁、坐封杆以及心轴后端或装配于后端的构件形成的空间。用于堵塞井下堵塞器的流路的障碍物具有在将井下堵塞器设置于坑井内、去除坐封杆后堵住井下堵塞器的流路的功能。障碍物的形状只要是能堵住井下堵塞器的流路且能容纳于所述的坐封工具内的空间的大小、形状即可，没有特别限制，例如可以列举出：球、飞镖或圆盘等形状。尤其是球，无论向哪个方向就位均能堵住座的开口，能可靠地阻塞流路，因此优选。

〔形成用于阻塞井下堵塞器的流路的障碍物的材料〕

形成用于本实施方式所使用的井下堵塞器的流路的障碍物的材料没有特别限定，可以使用以往作为形成该障碍物的材料而使用的材料。例如可以列举出金属材料(铝、钢或不锈钢等)纤维、木、复合材料以及树脂等，具体而言，可以列举出含有碳纤维等的增强材料的复合材料，特别是，含有环氧树脂以及酚醛树脂等聚合物的复合材料等。从通过使解除井下堵塞器使用后的阻塞以及确保流路而能减少坑井挖掘的经费以及缩短工序的观点来看，与之前对心轴进行的说明相同，优选的是，所述障碍物的至少一部分由可分解性材料形成。作为可分解性材料，更优选以PGA为主要成分。在以PGA为主要成分的情况下，从使强度提高的观点来看，PGA的重均分子量优选大的，例如，优选为5万以上，更优选为10万以上，进一步优选为15万以上。

〔可分解性材料〕

作为形成用于堵塞本实施方式所使用的井下堵塞器的流路的障碍物的可分解性材料与之前对心轴的说明相同，能使用具有生物分解性或水解性的可分解性材料、能通过其他任何方法进行化学分解的可分解性材料以及能进行脆化而简单地崩解的可分解性材料。尤其，可分解性树脂或可分解性金属容易调节分解速度，因此优选作为所述障碍物所使用的可分解性材料。特别是，由于具有高强度，优选聚乙醇酸作为可分解性树脂，优选Mg合金作为可分解性金属。

根据所述的本实施方式的坑井阻塞装置，能在短时间可靠地供给使井下堵塞器的流路阻塞的障碍物。因此，能避免伴随障碍物的输送的障碍物的破损，并且能节约用于输送障碍物的流体量。由此，能减少坑井挖掘的经费，并且能缩短坑井挖掘所花费的工序。

2.坑井的阻塞方法

本实施方式的坑井阻塞装置不论坑井的深度以及是纵孔或是横孔均可使用。

使用本实施方式的坑井阻塞装置的坑井的阻塞方法如接下来所述。首先，使用流体等使本实施方式的坑井阻塞装置移动至坑井内的任意的位置(图4的(A))。然后，当使坐封工具启动时，井下堵塞器通过环状橡胶构件以及卡瓦扩径设置以及固定于坑井孔的内壁(图4的(B))。接着，解除坐封工具和井下堵塞器的连接，从心轴的中空部取出坐封杆。使被坐封套筒内包的障碍物配置于使井下堵塞器的流路阻塞的位置，例如，供给至设置于心轴的座(seat)，完成阻塞。

在此，在障碍物为由例如具有水解性的可分解性材料形成的情况下，通过暴露于水中规定时间，障碍物分解而崩解、溶解或从座(承接部)的开口脱离，由此，能使被阻塞的流路恢复。

3.总结

一种坑井阻塞装置，用于使坑井阻塞，在该装置中包括：井下堵塞器；坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，使所述井下堵塞器启动并设置所述井下堵塞器；以及一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及坐封套筒，配置为覆盖所述坐封杆的至少一部分以及所述井下堵塞器的至少一部分，所述坐封杆从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间。

此外，优选的是，所述心轴含有树脂为主要成分。

此外，优选的是，所述心轴含有可分解性金属为主要成分。

此外，优选的是，所述心轴含有可分解性树脂为主要成分。

此外，优选的是，所述井下堵塞器包括承接所述障碍物的座(seat)。

此外，优选的是，所述障碍物是球、飞镖或圆盘。

此外，优选的是，所述障碍物的至少一部分含有可分解性材料。

此外，优选的是，所述可分解性材料是可分解性树脂或可分解性金属。

此外，优选的是，所述心轴的后端具有缺口构造，以使障碍物能内包于坐封工具内的空间。

此外，优选的是，为了使障碍物能内包于坐封工具内的空间，所述坐封杆或者坐封套筒中的至少一者相对于轴向具有槽或缺口构造。

优选的是，为了使障碍物能内包于坐封工具内的空间，所述坐封杆或者坐封套筒中的至少一者相对于轴向具有扇状的缺口构造。

此外，优选的是，所述坐封杆相对于轴向具有槽或缺口构造。

此外，优选的是，所述坐封套筒在内表面具有槽。

一种使坑井暂时阻塞的方法，使用坑井阻塞装置来使坑井暂时阻塞，该坑井阻塞装置包括：井下堵塞器；坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，使所述井下堵塞器启动并设置所述井下堵塞器；以及一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，在该方法中，所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及坐封套筒，为覆盖所述坐封杆的至少一部分以及所述井下堵塞器的至少一部分的形状，所述坐封杆从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，使用将所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间的坑井阻塞装置通过下述a)至d)的工序使坑井暂时阻塞：

a)使所述坑井阻塞装置移动至坑井的任意的位置，启动、设置所述井下堵塞器；

b)解除所述坐封工具与所述井下堵塞器的连接，拔出所述坐封杆；

c)使所述坐封工具内的障碍物移动，堵住所述心轴的中空部的流路；

d)经过规定时间后，去除所述障碍物并恢复流路。

工业上的可利用性

本发明提供一种坑井阻塞装置，在包括坐封工具与井下堵塞器的坑井阻塞装置中，通过使井下堵塞器的流路阻塞的障碍物内包于接近井下堵塞器的坐封工具，从而以短时间且安全地向井下堵塞器的供给障碍物、避免障碍物破损以及节约用于输送障碍物的流体量为代表而能减少坑井挖掘的经费以及缩短工序，因此，工业上的可利用性高。此外，提供一种使用所述坑井阻塞装置来使坑井暂时阻塞的方法，因此，工业上的可利用性高。

符号说明

1：压裂塞

2：坐封工具

3：球

12a、12b：卡瓦

13a、13b：楔

14a、14b：环状固定构件

15：可扩径的环状橡胶构件

21：坐封杆

22：坐封套筒

23：坐封工具与压裂塞的连接部

H坑井孔的内壁

Claims (14)

1.一种坑井阻塞装置，用于使坑井阻塞，在该装置中，包括：

井下堵塞器；

坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，启动并设置所述井下堵塞器；和

一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，

所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，

所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及坐封套筒，配置为覆盖所述坐封杆的至少一部分以及所述井下堵塞器的至少一部分，

所述坐封杆从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，

所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间。

2.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述心轴含有树脂为主要成分。

3.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述心轴含有可分解性金属为主要成分。

4.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述心轴含有可分解性树脂为主要成分。

5.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述井下堵塞器包括承接所述障碍物的座(seat)。

6.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述障碍物是球、飞镖或圆盘。

7.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述障碍物的至少一部分含有可分解性材料。

8.根据权利要求7所述的坑井阻塞装置，其中，

所述可分解性材料是可分解性树脂或可分解性金属。

9.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

所述心轴的后端具有缺口构造，以使障碍物能内包于坐封工具内的空间。

10.根据权利要求1所述的坑井阻塞装置，其中，

为了使障碍物能内包于坐封工具内的空间，所述坐封杆或者坐封套筒中的至少一者相对于轴向具有槽或缺口构造。

11.根据权利要求10所述的坑井阻塞装置，其中，

为了使障碍物能内包于坐封工具内的空间，所述坐封杆或者坐封套筒中的至少一者相对于轴向具有扇状的所述缺口构造。

12.根据权利要求10所述的坑井阻塞装置，其中，

所述坐封杆相对于轴向具有槽或缺口构造。

13.根据权利要求10所述的坑井阻塞装置，其中，

所述坐封套筒在内表面具有槽。

14.一种使坑井暂时堵塞的方法，使用坑井阻塞装置来使坑井暂时阻塞，该坑井阻塞装置包括：

井下堵塞器；

坐封工具，配置于所述井下堵塞器的后端侧，启动并设置所述井下堵塞器；和

一个以上的障碍物，使所述井下堵塞器的流路阻塞，

在该方法中，

所述井下堵塞器包括至少后端开口的中空的心轴，

所述坐封工具包括：坐封杆，直接地或间接地与所述心轴的前端侧连接；以及安全套筒，是覆盖所述坐封杆的至少一部分以及所述井下堵塞器的至少一部分的形状，

所述坐封杆从所述心轴的后端的开口部插入至心轴的中空部，

使用将所述障碍物内包于所述坐封工具内的空间的坑井阻塞装置，通过下述a)至d)的工序使坑井暂时阻塞：

a)使所述坑井阻塞装置移动至坑井的任意的位置，启动并设置所述井下堵塞器；

b)解除所述坐封工具与所述井下堵塞器的连接，拔出所述坐封杆；

c)使所述坐封工具内的障碍物移动，堵住所述心轴的中空部的流路；

d)经过规定时间后，去除所述障碍物并恢复流路。