CN110513075B - 一种可溶桥塞及加速桥塞溶解的可溶装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可溶桥塞及加速桥塞溶解的可溶装置，其中，该可溶桥塞具有该可溶装置。桥塞由可溶性材料制成，并基于流体特征在第一预定时间内溶解，该可溶装置包括：可溶本体，被配置为能够插入桥塞的心轴的孔内，可溶本体具有通孔和至少一个促溶物质存放空间，其中，通孔与心轴的孔连通，使得流体能够与桥塞接触；可溶本体基于该流体特征在第二预定时间内溶解，使得存放在促溶物质存放空间内的促溶物质溶解到桥塞所处的流体中，来促进桥塞的溶解。
Description
技术领域
本申请涉及油气钻探领域，尤其涉及一种可溶桥塞及加速桥塞溶解的可溶装置。
背景技术
在可溶桥塞下井工作完成后，无法即时完成溶解或无法溶解，为后续工作加大了难度，大大降低了工作效率。
经过对可溶桥塞及其井下工作状态进行研究，本申请发明人发现，可溶桥塞的自身体积比较大、结构复杂，心轴的孔径较小，外层溶解产生的化合物沉淀较多，沉淀在心轴的孔及各个结构之间，阻碍了里层金属与溶液的反应，造成了部分可溶材料不溶解。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种可溶桥塞及加速桥塞溶解的可溶装置。
第一方面，本申请提供了一种加速桥塞溶解的可溶装置，其中，该桥塞由可溶性材料制成，并基于流体特征在第一预定时间内溶解，该可溶装置包括：可溶本体，被配置为能够插入桥塞的心轴的孔内，可溶本体具有通孔和至少一个促溶物质存放空间，其中，通孔与心轴的孔连通，使得流体能够与桥塞接触；可溶本体基于该流体特征在第二预定时间内溶解，使得存放在促溶物质存放空间内的促溶物质溶解到桥塞所处的流体中，来促进桥塞的溶解。
在一些实施例中，可溶本体包括：具有通孔的可溶体以及可溶体封盖，可溶体的通孔壁内设置有促溶物质存放空间；可溶体封盖，用于封闭促溶物质存放空间的开口。
在一些实施例中，可溶本体为工字型，其中，工字型的可溶本体的凹部为促溶物质存放空间。
在一些实施例中，该可溶装置还包括：可溶橡胶，用于包覆促溶物质，以使促溶物质与可溶本体和/或心轴隔离。
在一些实施例中，工字型的可溶本体，包括主体件，设置在主体件两端的左封盖和右封盖，左封盖和右封盖与主体件之间螺纹连接构成工字型的可溶本体。
在一些实施例中，促溶物质用于提高流体的活性离子浓度，包括：酸性物质和/或无机盐。
在一些实施例中，第二预定时间小于第一预定时间。
第二方面，本申请提供了一种可置于油井或气井管道中的塞装置，包括：可溶桥塞，基于流体特征在第一预定时间内溶解；以及被配置为能够插入可溶桥塞的心轴的孔内的上述任意可溶装置。
第三方面，本申请提供了一种可溶桥塞，该可溶桥塞基于流体特征在第一预定时间内溶解，包括：滑动件、心轴和弹性体密封元件，心轴的孔内设置有可溶装置，该可溶装置具有通孔和至少一个存放空间，其中，该存放空间内存有促溶物质；通孔与心轴的孔连通，使得流体能够与可溶桥塞接触；该可溶本体基于流体特征在第二预定时间内溶解，使得存放在促溶物质存放空间内的促溶物质溶解到可溶桥塞所处的流体中，来促进可溶桥塞的溶解。
在一些实施例中，该第二预定时间小于第一预定时间。
在一些实施例中，该可溶装置还包括：可溶橡胶，用于包覆促溶物质，以使促溶物质与可溶本体、心轴、或流体至少之一隔离。
在一些实施例中，促溶物质用于提高流体的活性离子浓度，包括：酸性物质和/或无机盐。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该技术方案，加快了溶解速度，并能够对桥塞进行更充分的溶解。
附图说明
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。
为了更清楚地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地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的可溶装置一种实施方式的剖视图；
图2为本申请实施例提供的如图1所示的可溶装置的可溶体的剖视图；
图3为本申请实施例提供的如图1所示的可溶装置的可溶体封盖的剖视图；
图4为本申请实施例提供的如图1所示的可溶装置放置时促溶物质的剖视图；
图5为本申请实施例提供的具有如图1所示的可溶装置的心轴的剖视图；
图6为本申请实施例提供的可溶装置另一种实施方式的剖视图；
图7为本申请实施例提供的可溶装置又一种实施方式的剖视图；
图8为本申请实施例提供的具有如图7所示的可溶装置的心轴的剖视图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，“垂直”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请实施例提供的桥塞，它在孔中运行并设置在油井或气井管道中以将下部区域与上部区域隔离。可以安装它以永久或临时密封油井或气井。本申请实施例中，桥塞为包括滑动件、心轴(也称为中心管)和弹性体密封元件等组成的井下工具。作为一个示例性说明，心轴作为桥塞的部件载体，桥塞坐封时，在坐封工具适配推力作用下，滑动件滑动，弹性体密封元件沿心轴方向被压缩膨胀并实现密封。
在本实施例中，桥塞为可溶桥塞，可溶桥塞至少部分由可溶材料制成。可溶桥塞的制造材料可以是金属或者可降解塑性材料。例如，可溶于清水、盐水(例如氯化钙、氯化钾)等多种流体，其溶解速率与环境温度和浸泡流体含盐度等有关。可溶桥塞可参见相关技术中的描述，本实施例对此不做赘述。
本申请发明人发现，可溶桥塞的自身体积比较大、结构复杂，心轴的孔径较小，外层溶解产生的化合物沉淀较多，沉淀在心轴的孔及各个结构之间，阻碍了里层金属与溶液的反应，造成了部分可溶材料不溶解。为此，本申请实施例提供了一种加速桥塞溶解的可溶装置，该可溶装置能够插入至可溶桥塞的心轴的孔内，该可溶装置具有与心轴的孔连通的通孔，以及至少一个存放空间，以及存放在该存放空间内的促溶物质。在初期，流体与可溶桥塞和可溶装置接触，在可溶装置至少部分溶解后，其存放空间内的促溶物质溶解至流体中，流体与可溶桥塞接触，从而促进可溶桥塞的溶解。
下面结合图1至图8对本申请实施例的可溶装置进行说明。
参考图1至图5所示，本申请实施例一种实施方式的可溶装置1包括：具有通孔113的可溶体11(如图2所示)和具有通孔114的可溶封盖12(如图3所示)。可溶体11通孔壁111内设置有存放空间112，用于存放促溶物质。可溶体封盖12，用于封闭存放空间112的开口。参考图1所示，可溶体封盖12封闭存放空间112的开口，形成封闭的存放空间112。
参考图4所示，示出了存放促溶物质13之后的可溶装置1，在某些实施例中，如图4所示，促溶物质13由可溶橡胶14包覆后存放在存放空间112中，以使促溶物质13与可溶体装置1、及流体隔离，使得促溶物质13在预定时间内无法被溶解，防止其提前释放。在某些实施例中，促溶物质13为固状物质。
参考图5所示，示出了可溶装置1插入可溶桥塞的心轴2的孔内的结构，可溶体11及可溶封盖12的外壁与可溶桥塞的心轴2的内壁接触适配。可溶体装置1的通孔(包括通孔113和通孔114)与心轴2的孔21连通，使得流体能够流经通孔与心轴2的孔21与可溶桥塞充分接触。
参考图6至图8所示，示出了本申请实施例另一种实施方式的可溶装置1，该可溶装置1为工字型。在某些实施例中，如图6所示，可溶装置1位一体，工字型的可溶装置1的凹部115用于存放促溶物质13的存放空间112。工字型的可溶装置1具有通孔116。在另一些实施例中，如图7所示，工字型的可溶装置1包括主体件117和设置在主体件117两端的左封盖118和右封盖119，左封盖118和右封盖119与主体件117两端可通过螺纹连接。工字型的可溶装置1的凹部115用于存放促溶物质13。主体件117和设置在主体件117两端的左封盖118和右封盖119具有通孔116。在某些实施例中，如图7所示，工字型的可溶装置1为螺纹扣形式，使其可操作灵活性更好，能够灵活的更改其长度。
参考图8所示，示出了可溶装置1插入可溶桥塞的心轴2的孔内的结构，工字型的可溶装置1的两端与可溶桥塞的心轴2的内壁接触适配。参考图7、8所示，多个可溶体装置1串联设置在心轴2的孔内，左封盖118和/或右封盖119可连接相邻的主体件117。参考图7、8所示，可溶体装置1的通孔116与心轴2的孔21连通，使得流体能够流经通孔与心轴2的孔21与可溶桥塞充分接触。参考图7、8所示，促溶物质13由可溶橡胶14包覆后存放在凹部115，以使促溶物质13与可溶体装置1和/或心轴2、及流体隔离，使得促溶物质13在预定时间内无法被溶解，防止其提前释放。
一般的，可溶材料主要通过电化学反应溶解。在一些实施例中，促溶物质13用于提高可溶桥塞所处流体的活性离子浓度，促溶物质13可包括但不限于，酸性物质(例如，硫酸镁等)、无机盐(例如，氯化钠、氯化钾等)等至少之一或任意组合。促溶物质13溶解于可溶桥塞所处流体，在可溶桥塞附近形成促进可溶桥塞溶解的微环境，一方面加快溶解，另一方面使得溶解产生的化合物从表面脱落，避免该化合物沉积在表面，进而促进可溶材料从表面向内部快速溶解，再一方面避免了该化合物沉积在表面使得可溶材料溶解不彻底。
在本申请某些实施例中，可溶桥塞和可溶装置1在临界服役时间前溶解速度极慢或者几乎不溶解。在临时服役时间后，溶解速度尽可能快。在一些实施例中，可溶桥塞和可溶装置1的可溶材料包括但不限于镁合金、铝合金、镁铝合金或其他合金，可参见相关技术。在一些实施例中，在同等环境下，可溶装置1的溶解所需时间(第二预定时间)小于可溶桥塞的溶解所需时间(第一预定时间)。
在本实施例中，可溶装置1设置在心轴2的孔内，并且可溶装置1的通孔与心轴2的孔连通，流体与可溶装置1及心轴2的孔壁充分接触，在流体溶解至少部分可溶装置1后，促溶物质13溶解至流体中，使得心轴2的孔壁附近形成促进溶解的微环境，从而加速心轴2的孔壁的溶解，并且，溶解产生的化合物从可溶装置1的通孔与心轴2的孔连通构成的通孔中排出，参见图5中“虚线箭头”符号所示。
在某些实施例中，可溶装置1又可溶金属材料制成，以起到良好的承压作用。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (5)
1.一种加速桥塞溶解的可溶装置，其中，所述桥塞由可溶性材料制成，并基于流体特征在第一预定时间内溶解，其特征在于，所述可溶装置包括：
可溶本体，被配置为能够插入所述桥塞的心轴的孔内，所述可溶本体具有通孔和至少一个促溶物质存放空间，其中，所述通孔与所述心轴的孔连通，使得流体能够与所述桥塞接触；所述可溶本体基于所述流体特征在第二预定时间内溶解，其中，所述第二预定时间小于所述第一预定时间；所述可溶本体为工字型，所述工字型的可溶本体的凹部为所述促溶物质存放空间；所述工字型的可溶本体，包括主体件，设置在所述主体件两端的左封盖和右封盖，所述左封盖和所述右封盖与所述主体件之间螺纹连接，并且所述左封盖和/或所述右封盖能够通过螺纹连接相邻的所述主体件，以使多个所述可溶装置串联设置于所述心轴的孔内；
其中，在所述可溶本体至少部分溶解后，使得存放在所述促溶物质存放空间内的促溶物质溶解到桥塞所处的流体中，来促进所述桥塞的溶解。
2.根据权利要求1所述的加速桥塞溶解的可溶装置，其特征在于，还包括：可溶橡胶，用于包覆所述促溶物质，以使所述促溶物质与所述可溶本体、所述心轴、或所述流体至少之一隔离。
3.根据权利要求1所述的加速桥塞溶解的可溶装置，其特征在于，所述促溶物质用于提高所述流体的活性离子浓度，包括：酸性物质和/或无机盐。
4.一种可置于油井或气井管道中的塞装置，其特征在于，包括：
可溶桥塞，基于流体特征在第一预定时间内溶解；以及
被配置为能够插入所述可溶桥塞的心轴的孔内的如权利要求1至3中任一项所述的可溶装置。
5.一种可溶桥塞，其特征在于，所述可溶桥塞基于流体特征在第一预定时间内溶解，包括：滑动件、心轴和弹性体密封元件，所述心轴的孔内设置有可溶装置，所述可溶装置具有通孔和至少一个促溶物质存放空间，其中，
所述促溶物质存放空间内存有促溶物质；
所述通孔与所述心轴的孔连通，使得流体能够与所述可溶桥塞接触；
所述可溶装置基于所述流体特征在第二预定时间内溶解，其中，所述第二预定时间小于所述第一预定时间；
所述可溶装置包括工字型的可溶本体，所述工字型的可溶本体的凹部为所述促溶物质存放空间；所述工字型的可溶本体，包括主体件，设置在所述主体件两端的左封盖和右封盖，所述左封盖和所述右封盖与所述主体件之间螺纹连接，并且所述左封盖和/或所述右封盖能够通过螺纹连接相邻的所述主体件，以使多个所述可溶装置串联设置于所述心轴的孔内；
其中，在所述可溶装置至少部分溶解后，使得存放在所述促溶物质存放空间内的促溶物质溶解到所述可溶桥塞所处的流体中，来促进所述可溶桥塞的溶解。
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