CN110513076A - 压裂用金属密封可溶桥塞 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及井下桥塞技术领域，是一种压裂用金属密封可溶桥塞，其包括芯轴、金属密封筒、锥体套、卡瓦和引锥，芯轴上部外侧设有安装环台，安装环台外侧设有下端位于芯轴中部外侧的金属密封筒，金属密封筒下部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张，金属密封筒上端与安装环台通过第一剪钉固定安装在一起；对应安装环台下方位置的芯轴上部内侧设有球座环台；芯轴下端外侧设有引锥，引锥下端外侧设有限位环台。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过金属密封筒代替胶筒，避免胶筒溶解后会形成絮状物，随返排液堆积在进口，造成井筒堵塞，从而延长工程处理周期，造成人力物力浪费，具有耐高温、易溶解和密封效果好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及井下桥塞技术领域，是一种压裂用金属密封可溶桥塞。
背景技术
在我国剩余油气资源中，80%为低品位资源，其为以页岩气和致密油为代表的非常规资源。低品位资源开发难度大，对工程技术要求高。为了进一步释放地层资源潜力，提高油气产量，桥塞-射孔联作压裂成为非常规油气储层改造的主流技术。可溶桥塞是桥塞-射孔联作压裂的核心产品。
目前，常规可溶桥塞一般采用铝镁合金及可溶橡胶材料，这两种材料在油气井中可在一定的矿化度、温度环境中电解、降解而最终解体、溶解。因此，无需钻除，节约了大量的作业成本。但是，常规可溶桥塞使用密封胶筒压缩实现层间封隔。由于，胶筒溶解后会形成絮状物，随返排液堆积在进口，会造成井筒堵塞，工程处理周期长，作业费用高；另外，目前的可溶胶筒材料使用环境温度均要求在40-135℃范围内，否则，胶筒会密封失效或者无法溶解。因此，大大制约了可溶桥塞技术的发展及应用。另外，现有金属密封筒不易膨胀。
发明内容
本发明提供了一种压裂用金属密封可溶桥塞，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有可溶橡胶材料的胶筒溶解后形成絮状物堵塞井筒，以及溶解温度苛刻的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种压裂用金属密封可溶桥塞包括芯轴、金属密封筒、锥体套、卡瓦和引锥，芯轴上部外侧设有安装环台，安装环台外侧设有下端位于芯轴中部外侧的金属密封筒，金属密封筒下部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张，金属密封筒上端与安装环台通过第一剪钉固定安装在一起；对应安装环台下方位置的芯轴上部内侧设有球座环台；芯轴下端外侧设有引锥，引锥下端外侧设有限位环台，限位环台外侧设有能将引锥与芯轴固定安装在一起的第二剪钉；引锥中部外侧套装有下端座于限位环台上端的卡瓦，卡瓦上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张；芯轴中部外侧设有锥体套，锥体套包括由上至下固定安装在一起上锥段和下锥段，上锥段呈上小下大的圆台形，金属密封筒下端内侧可设有与上锥段相匹配的上锥台孔，上锥台孔呈上小下大的圆台形，上锥段上端位于金属密封筒下部内侧，下锥段呈上大下小的圆台形，下锥段下端位于卡瓦上部内侧；引锥与下锥段之间设有能够防止芯轴相对于引锥下行的止退组件；芯轴、锥体套、金属密封筒、锥体套、卡瓦、引锥、第一剪钉和第二剪钉均能够在含氯溶液中溶解。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述止退装置可包括锁圈、内止退齿、外止退齿和防转销钉，下锥段内侧固定安装有锁圈，锁圈内侧由上至下连续设有至少一组内止退齿，内止退齿为截面呈直三角形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈位置的引锥上部外侧设有与内止退齿相匹配的外止退齿，外止退齿为截面呈直角三角形的环台且环台上窄下宽；锁圈上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的下锥段外侧设有至少一个防转销钉，每个防转销钉内端均位于防转豁口内。
上述卡瓦上部内侧可设有与下锥段相匹配的下锥台孔，下锥台孔呈上大下小的圆台形。
上述还可包括卡瓦牙，卡瓦外侧沿圆周分布有卡瓦牙。
上述球座环台上端内侧可设有上大下小的圆台孔。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过金属密封筒代替胶筒，避免胶筒溶解后会形成絮状物，随返排液堆积在进口，造成井筒堵塞，从而延长工程处理周期，造成人力物力浪费，具有耐高温、易溶解和密封效果好的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视剖视结构示意图。
附图2为附图1在A处的局部放大结构示意图。
附图中的编码分别为：1为芯轴，2为安装环台，3为第一剪钉，4为金属密封筒，5为球座环台，6为上锥段，7为下锥段，8为锁圈，9为内止退齿，10为外止退齿，11为防转销钉，12为卡瓦，13为卡瓦牙，14为引锥，15为限位环台，16为第二剪钉。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2所示，该压裂用金属密封可溶桥塞包括芯轴1、金属密封筒4、锥体套、卡瓦12和引锥14，芯轴1上部外侧设有安装环台2，安装环台2外侧设有下端位于芯轴1中部外侧的金属密封筒4，金属密封筒4下部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张，金属密封筒4上端与安装环台2通过第一剪钉3固定安装在一起；对应安装环台2下方位置的芯轴1上部内侧设有球座环台5；芯轴1下端外侧设有引锥14，引锥14下端外侧设有限位环台15，限位环台15外侧设有能将引锥14与芯轴1固定安装在一起的第二剪钉16；引锥14中部外侧套装有下端座于限位环台15上端的卡瓦12，卡瓦12上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张；芯轴1中部外侧设有锥体套，锥体套包括由上至下固定安装在一起上锥段6和下锥段7，上锥段6呈上小下大的圆台形，金属密封筒4下端内侧设有与上锥段6相匹配的上锥台孔，上锥台孔呈上小下大的圆台形，上锥段6上端位于金属密封筒4下部内侧，下锥段7呈上大下小的圆台形，下锥段7下端位于卡瓦12上部内侧；引锥14与下锥段7之间设有能够防止芯轴1相对于引锥14下行的止退组件；芯轴1、锥体套、金属密封筒4、锥体套、卡瓦12、引锥14、第一剪钉3和第二剪钉16均能够在含氯溶液中溶解。根据需求，芯轴1、锥体套、金属密封筒4、锥体套、卡瓦12、引锥14、第一剪钉3和第二剪钉16均为现有公知的材料制成，如铝镁合金材料等。在使用过程中，将芯轴1上端与适配器固定安装在一起，使座封工具下端抵在金属密封筒4上端，通过适配器上提芯轴1，在座封工具的作用下金属密封筒4不会随芯轴1上行，由此第一剪钉3被剪断；随芯轴1一起上行的上锥段6使金属密封筒4下部实现径向向外扩张，因此金属密封筒4逐渐膨胀，实现套管内壁密封；随芯轴1一起上行的卡瓦12在下锥段7的作用下卡瓦12上部实现径向向外扩张，因此卡瓦12破裂并卡在套管内壁，实现本发明的座挂；继续增大适配器上提芯轴1的拉力，在膨胀后的金属密封筒4和破裂的卡瓦12的作用下引锥14不会随芯轴1上行，由此第二剪钉16被剪断，芯轴1被抽出完成丢手；在压裂作业前，投球坐落在球座环台5上，实现全井筒密封；完成压裂作业后，井底液体向上流动使芯轴1、锥体套、金属密封筒4、锥体套、卡瓦12、引锥14、第一剪钉3和第二剪钉16溶解。另外，通过在金属密封筒4下端内侧设有与上锥段6相匹配的上锥台孔，增大金属密封筒4内侧与上锥段6外侧间的接触面积，使上锥段6相对于金属密封筒4上行时，便于被上锥段6使金属密封筒4下部实现径向向外扩张，使金属密封筒4逐渐膨胀，实现套管内壁密封。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过金属密封筒4代替胶筒，避免胶筒溶解后会形成絮状物，随返排液堆积在进口，造成井筒堵塞，从而延长工程处理周期，造成人力物力浪费，具有耐高温、易溶解和密封效果好的特点。
可根据实际需要，对上述压裂用金属密封可溶桥塞作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，止退装置包括锁圈8、内止退齿9、外止退齿10和防转销钉11，下锥段7内侧固定安装有锁圈8，锁圈8内侧由上至下连续设有至少一组内止退齿9，内止退齿9为截面呈直三角形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈8位置的引锥14上部外侧设有与内止退齿9相匹配的外止退齿10，外止退齿10为截面呈直角三角形的环台且环台上窄下宽；锁圈8上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的下锥段7外侧设有至少一个防转销钉11，每个防转销钉11内端均位于防转豁口内。根据需求，锁圈8可为现有公知的开口环，其上开口为防转豁口，锁圈8外侧与下锥体内侧通过螺纹连接固定安装在一起。在使用过程，通过设置锁圈8、内止退齿9和外止退齿10，避免芯轴1相对于引锥14下行；通过设置防转销钉11，防止通过螺纹连接的锁圈8和下锥体相对转动。
如附图1、2所示，卡瓦12上部内侧设有与下锥段7相匹配的下锥台孔，下锥台孔呈上大下小的圆台形。在使用过程中，通过这样的设置使卡瓦12相对于下锥段7上行时，便于被下锥段7使卡瓦12上部实现径向向外扩张，使卡瓦12破裂。
如附图1、2所示，还包括卡瓦牙13，卡瓦12外侧沿圆周分布有卡瓦牙13。根据需求，卡瓦牙13可为现有公知的材料，如陶瓷或硬质合金颗粒。在使用过程中，通过在卡瓦12外侧设置卡瓦牙13，便于卡瓦12破裂后，卡瓦牙13卡入套管内壁，完成座挂。
如附图1、2所示，球座环台5上端内侧设有上大下小的圆台孔。在使用过程中，通过这样的设置便于后续作业中完成投球憋压。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (8)
1.一种压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于包括芯轴、金属密封筒、锥体套、卡瓦和引锥，芯轴上部外侧设有安装环台，安装环台外侧设有下端位于芯轴中部外侧的金属密封筒，金属密封筒下部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张，金属密封筒上端与安装环台通过第一剪钉固定安装在一起；对应安装环台下方位置的芯轴上部内侧设有球座环台；芯轴下端外侧设有引锥，引锥下端外侧设有限位环台，限位环台外侧设有能将引锥与芯轴固定安装在一起的第二剪钉；引锥中部外侧套装有下端座于限位环台上端的卡瓦，卡瓦上部内侧受向外的挤压力时能够径向向外扩张；芯轴中部外侧设有锥体套，锥体套包括由上至下固定安装在一起上锥段和下锥段，上锥段呈上小下大的圆台形，金属密封筒下端内侧可设有与上锥段相匹配的上锥台孔，上锥台孔呈上小下大的圆台形，上锥段上端位于金属密封筒下部内侧，下锥段呈上大下小的圆台形，下锥段下端位于卡瓦上部内侧；引锥与下锥段之间设有能够防止芯轴相对于引锥下行的止退组件；芯轴、锥体套、金属密封筒、锥体套、卡瓦、引锥、第一剪钉和第二剪钉均能够在含氯溶液中溶解。
2.根据权利要求1所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于止退装置包括锁圈、内止退齿、外止退齿和防转销钉，下锥段内侧固定安装有锁圈，锁圈内侧由上至下连续设有至少一组内止退齿，内止退齿为截面呈直三角形的环台且环台上宽下窄，对应锁圈位置的引锥上部外侧设有与内止退齿相匹配的外止退齿，外止退齿为截面呈直角三角形的环台且环台上窄下宽；锁圈上设有一道上下贯通的防转豁口，对应防转豁口位置的下锥段外侧设有至少一个防转销钉，每个防转销钉内端均位于防转豁口内。
3.根据权利要求1或2所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于卡瓦上部内侧设有与下锥段相匹配的下锥台孔，下锥台孔呈上大下小的圆台形。
4.根据权利要求1或2所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于还包括卡瓦牙，卡瓦外侧沿圆周分布有卡瓦牙。
5.根据权利要求3所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于还包括卡瓦牙，卡瓦外侧沿圆周分布有卡瓦牙。
6.根据权利要求1或2或5所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于球座环台上端内侧设有上大下小的圆台孔。
7.根据权利要求3所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于球座环台上端内侧设有上大下小的圆台孔。
8.根据权利要求4所述的压裂用金属密封可溶桥塞，其特征在于球座环台上端内侧设有上大下小的圆台孔。
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