CN110761735A - 携球式可溶解桥塞 - Google Patents
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Abstract
本发明携球式可溶解桥塞，包括芯轴、上锚定机构、下锚定机构，密封组件、导向鞋和坐封机构；坐封机构包括坐封套、连接轴和推环；连接轴的另一端设有压裂球容纳腔，芯轴的上端固定设有球座，球座内放置有由可溶材质制成的压裂球；压裂球与球座的压裂球放置槽贴合形成芯轴密封结构。本发明中可溶球为全可溶性球，能够被全部溶解，达到节省钻磨费用和实现全通径生产的目的，而且避免二次投球，有利于提高整体工作效率；可在射孔前对桥塞进行验封，确认桥塞正常坐封并验证桥塞承压能力；还可以将压裂球放出地面或者快速溶解，解决了砂堵问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田钻井领域，具体涉及一种油田用井下封堵的携球式可溶解桥塞。
背景技术
桥塞作为一种油田用井下封堵工具，在油田勘探和开发中广泛用于对油水井分层压裂、分层酸化、分层试油施工时封堵下部井段。它较好地解决了坐封、打捞、解封操作复杂，使用成功率低的问题，功能上部分可以替代丢手+封隔器、永久式桥塞和注灰封堵，是一种安全可靠、成本低廉、功能齐全的井下封堵工具。
目前桥塞分为可溶性、复合桥塞、大通径桥塞。复合桥塞在页岩气先期开发过程使用普遍，在施工过程中下入封隔层位，待整口井压裂完成后，采用连续油管携带井下动力工具+常规铣鞋进行钻磨，保证生产的全通径，但是在钻磨过程中会存在卡钻的风险，造成较大的损失。大通径桥塞在四川盆地的页岩气开发使用也比较普遍，下入后由于具有较大内通径(70mm左右)，可以免除钻磨的工序，节省成本。但井筒内存在桥塞，不能实现全通径生产，不能达到生产的最佳条件。全可溶桥塞是在上述基础上结合两种桥塞的优缺点，采用最新的全可溶材料进行加工研制，桥塞可以在压裂施工完成后，放喷反排过程中，依靠地层返排液中的氯根和地层温度，全部溶解，达到节省钻磨费用和实现全通径生产的目的。但是现有的全可溶桥塞不能实现坐封后射孔前得验封，无法保障桥塞的坐封并验证桥塞的承压能力，有时需要二次投球，大大降低了工作效率。
发明内容
本发明提出了一种携球式可溶解桥塞，解决现有可溶桥塞不能实现坐封后射孔前验封和砂堵的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种携球式可溶解桥塞，包括芯轴、安装芯轴上的上锚定机构、下锚定机构，和位于上、下锚定机构之间的密封组件、安装在芯轴底部的导向鞋、设置在芯轴上端部的坐封机构；所述坐封机构包括坐封套、连接轴和推环；所述连接轴插装在坐封套内，并可沿坐封套轴向滑动，所述连接轴的上端与外接拉力相连接，所述连接轴的另一端设有压裂球容纳腔，芯轴的上端固定设有球座，所述球座内放置有由可溶材质制成的压裂球；所述压裂球与球座的压裂球放置槽贴合形成芯轴密封结构。
进一步的，所述连接轴为中空轴，连接轴的中心孔与压裂容纳腔连通。
进一步的，所述连接轴为实心轴，在压力容纳腔的侧壁设有返流孔。
进一步的，所述坐封套的外壁上设有凸起，凸起的高度等于或大于桥塞的导向鞋或者推环的外径。
进一步的，所述坐封套的两端外壁设有减流孔。
进一步的，所述坐封套的外壁设有数个夹持平面。
本发明携球式可溶解桥塞，其有益效果在于：
1、在桥塞内部提前安置了可溶球，随着桥塞一同泵入井内，以便坐封后射孔前验封；
2、可溶球为全可溶性球，能够被全部溶解，达到节省钻磨费用和实现全通径生产的目的，而且避免二次投球，有利于提高整体工作效率；
3、可在射孔前对桥塞进行验封，确认桥塞正常坐封并验证桥塞承压能力；还可以将压裂球放出地面或者快速溶解，解决了砂堵问题。
附图说明
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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2中I部放大图；
图4是本发明立体结构示意图
图5是本发明实施例2的结构示意图。
1芯轴；2上锚定机构；3下锚定机构；4密封组件；5导向鞋；6坐封机构；7压裂球；
6-1坐封套；6-2连接轴；6-3推环；6-4释放销钉；6-10凸起；6-11减流孔；6-12夹持平面；6-21压裂球容纳腔；6-22返流孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
实施例1
一种携球式可溶桥塞，请参阅图1-图4，包括芯轴1、安装芯轴上的上锚定机构22、下锚定机构3、位于上、锚定机构之间的密封组件4、安装在芯轴底部的导向鞋5、设置在芯轴1上端部的坐封机构6，以及由可溶材质制成的压裂球 7；上述的上锚定机构22、下锚定机构3以及密封组件4结构和工作原理属于本领域的公知技术，在此不进行赘述；坐封机构6包括坐封套6-1、连接轴6-2、和推环6-3；连接轴6-2插装在坐封套6-1内，并可沿坐封套6-1轴向滑动，连接轴的上端与外接拉力相连接，所述连接轴6-2的另一端设有压裂球容纳腔 6-21，压裂球容纳腔6-21内设有球座，球座内放置有由可溶材质制成的压裂球 7；在压裂球容纳腔6-21的侧壁通过释放销钉6-4与芯轴的球座1-1固定连接，当拉力大于释放销钉6-4剪切力时释放销钉6-4断裂，使连接轴6-2和芯轴1 分离；压裂球7放置在压裂球容纳腔6-21内，并与芯轴的球座1-1的压裂球放置槽贴合形成芯轴密封结构。
本实施例中连接轴6-2为中空轴，连接轴6-2的中心孔与压裂容纳腔6-21 连通；坐封套6-1的外壁上设有凸起6-10和数个夹持平面6-12；凸起的高度等于或大于桥塞的导向鞋或者推环的外径；凸起的作用保护在桥塞使用过程中，不被磨损。坐封套6-1的两端外壁设有减流孔6-11。减流孔6-11的作用在于：当桥塞在井内上下运动时，让液体在芯轴内外形成流动状态，减少上下锚定机构、密封组件外壁的液体中运动的阻力，平衡内外压差，克服了由于传统没有返流孔的情况下因流体阻力过大而导致锚定机构提前锚定，密封组件提前密封，无法到达预定的位置，导致桥塞作业失败。
实施例2
一种携球式可溶桥塞如图5所示，包括芯轴1、安装芯轴上的上锚定机构22、下锚定机构3、位于上、锚定机构之间的密封组件4、安装在芯轴底部的导向鞋5、设置在芯轴1上端部的坐封机构6，以及由可溶材质制成的压裂球7；上述的上锚定机构22、下锚定机构3以及密封组件4结构和工作原理属于本领域的公知技术，在此不进行赘述；坐封机构6包括坐封套6-1、连接轴6-2、和推环6-3；连接轴6-2插装在坐封套6-1内，并可沿坐封套6-1轴向滑动，连接轴的上端与外接拉力相连接，连接轴6-2的另一端设有压裂球容纳腔6-21，芯轴1的端部固定连接有球座，连接轴6-2的压裂容纳腔6-21套装在芯轴1的球座上，在压裂球容纳腔6-21的侧壁通过释放销钉6-4与芯轴的球座固定连接，当拉力大于释放销钉6-4剪切力时释放销钉6-4断裂，使连接轴6-2和芯轴1 分离；压裂球7放置在连接轴6-2的压裂球容纳腔6-21内，并与芯轴的球座的压裂球放置槽贴合形成芯轴密封结构。
本实施例中连接轴6-2为实心轴，在压力容纳腔6-21的侧壁设有返流孔 6-22；返流孔6-22的作用在于：当桥塞在井内上下运动时，让液体在芯轴1内外形成流动状态，减少上下锚定机构、密封组件4外壁的液体中运动的阻力，平衡内外压差，克服了由于传统没有返流孔6-22的情况下因流体阻力过大而导致锚定机构提前锚定，密封组件4提前密封，无法到达预定的位置，导致桥塞作业失败。其余结构均与实施例相同。
使用时，将坐封机构6的连接轴6-2与桥塞芯轴的球座1-1通过释放销钉 6-4固定连接，在固定连接前事先将压裂球7放置在压裂球容纳腔6-21内；坐封机构的坐封套6-1的端面与推环6-3端面接触，由连续油管等工具将该桥塞和坐封机构6送至预计封隔位置，向油管内加压，在液压力作用下坐封机构6 推动推环6-3下行；在推力的作用下继续下行直到完成坐封；坐封完成后连接轴6-2在拉力的作用下上行，当连接轴6-2与芯轴1连接的释放销钉6-4断裂后，将带着连接轴一起上行，此时完成投球，此时，桥塞坐封后没有射孔前可以对桥塞进行验封，确认桥塞正常坐封并验证桥塞承压能力。实验完成后下入工具进行喷砂射孔，从而进行分段压裂，完成压裂后，进行反洗井，在返排液的作用下，用于密封的硬铝合金压裂球逐渐被溶解掉，从而实现了桥塞中心管的全通径，也实现了井筒的大通径，为后续的生产施工提供了方便。
采用上述技术方案，避免二次投球，有利于提高了作业生产效率，节约了成本；施工工序少，周期短，坐封位置准确；和现有球笼式桥塞相比，桥塞坐封后没有射孔前可以对桥塞进行验封，确认桥塞正常坐封并验证桥塞承压能力，使坐封更加可靠；而且可以将压裂球放出地面或者快速溶解，来解决砂堵问题；保证油气产量。另外本发明还具有结构简单设计合理、安装方便等优点。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种携球式可溶解桥塞，其特征在于：包括芯轴(1)、安装芯轴(1)上的上锚定机构(2)、下锚定机构(3)、位于上、锚定机构之间的密封组件(4)、安装在芯轴(1)底部的导向鞋(5)、设置在芯轴(1)上端部的坐封机构(6)；所述坐封机构(6)包括坐封套(6-1)、连接轴(6-2)、和推环(6-3)；所述连接轴(6-2)插装在坐封套(6-1)内，并可沿坐封套(6-1)轴向滑动，所述连接轴(6-2)的上端与外接拉力相连接，所述连接轴(6-2)的另一端设有压裂球容纳腔(6-21)，芯轴(1)的上端固定设有球座，所述球座内放置有由可溶材质制成的压裂球(7)；所述压裂球(7)与球座的压裂球放置槽贴合形成芯轴(1)密封结构。
2.根据权利要求1所述携球式可溶解桥塞，其特征在于：所述连接轴(6-2)为中空轴，连接轴(6-2)的中心孔与压裂容纳腔(6-21)连通。
3.根据权利要求1所述携球式可溶解桥塞，其特征在于：所述连接轴(6-2)为实心轴，在压力容纳腔(6-21)的侧壁设有返流孔(6-22)。
4.根据权利要求1所述携球式可溶解桥塞，其特征在于：所述坐封套(6-1)的外壁上设有凸起(6-10)，凸起(6-10)的高度等于或大于桥塞的导向鞋(5)或者推环的外径。
5.根据权利要求1所述携球式可溶解桥塞，其特征在于：所述坐封套(6-1)的两端外壁设有减流孔(6-11)。
6.根据权利要求1所述携球式可溶解桥塞，其特征在于：所述坐封套(6-1)的外壁设有数个夹持平面(6-12)。
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