CN111088958A - 一种可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可控可溶套管堵塞器，包括：芯轴、两个压环、两组卡瓦总成、两个锥套、胶筒组件和堵头；芯轴的上端可与坐封装置连接，芯轴的下端通过外螺纹连接有尾座；两个压环分别套装在芯轴的上部和下部，套装在芯轴下部的压环靠在尾座的上端面；两组卡瓦总成张开方向相对设置，一组卡瓦总成的上部靠在一个压环的下端面，一组卡瓦总成的下部靠在一个压环的上端面；两个锥套分别套装在芯轴上，每个锥套的锥面分别伸入一组卡瓦总成的内侧；胶筒组件设置在两个锥套之间；堵头的上端伸入芯轴的下端口内，堵头的下端的侧壁与尾座之间连接有剪切销钉。本发明还提出一种免带压油管下井方法，采用以上所述的可控可溶套管堵塞器实施。

Description

一种可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法

技术领域

本发明属于油气井压裂改造技术领域，具体涉及一种可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法。

背景技术

目前，国内开展的有限级、无限级套管滑套多层多段压裂施工，在完成压裂施工后，需要进行带压作业下入油管进行生产。目前该作业具有：施工风险大、作业成本高和作业周期长的缺点。导致从而亟需设计一种套管堵塞器，免除后期带压下钻风险，节约施工成本、缩短施工周期，为光套管压裂技术进一步规模应用奠定基础。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本发明提出一种可控可溶套管堵塞器，包括：

芯轴，所述芯轴的上端可与坐封装置连接，所述芯轴的下端通过外螺纹连接有尾座；

两个压环，两个所述压环分别套装在所述芯轴的上部和下部，套装在所述芯轴下部的所述压环靠在所述尾座的上端面；

两组卡瓦总成，两组所述卡瓦总成张开方向相对设置，一组所述卡瓦总成的上部靠在一个所述压环的下端面，一组所述卡瓦总成的下部靠在一个所述压环的上端面；

两个锥套，两个所述锥套分别套装在所述芯轴上，每个所述锥套的锥面分别伸入一组所述卡瓦总成的内侧；

胶筒组件，所述胶筒组件设置在两个所述锥套之间；

堵头，所述堵头的上端伸入所述芯轴的下端口内，所述堵头的下端的侧壁与所述尾座之间连接有剪切销钉。

本发明还具有以下可选特征。

可选地，所述芯轴由镁铝合金制成，所述芯轴上除装配堵头接触部位外均喷涂有防水涂层。

可选地，所述锥套由镁铝合金制成，且所述锥套的外表面喷涂有防水涂层。

可选地，所述压环由镁铝合金制成，所述压环的表面除内侧面外分别喷涂有防水涂层。

可选地，所述胶筒组件包括两个侧胶筒和一个中胶筒，所述中胶筒位于两个所述侧胶筒之间，两个所述侧胶筒分别与两个所述锥套相接触。

可选地，所述侧胶筒和所述中胶筒的外表面喷涂有防水涂层。

可选地，所述卡瓦总成包括多个卡瓦片，每个所述卡瓦片的前端和后端的侧壁上分别设置有绑扎槽，每个所述卡瓦片的侧壁上分别设置有一排卡瓦牙。

本发明还提出一种免带压油管下井方法，包括以下步骤：

S001：在火药坐封工具上通过销钉连接可控可溶套管堵塞器，并将其下方入油井套管内特定位置；

S002：火药坐封工具点火，实现可控可溶套管堵塞工具在油井套管内的坐封以及丢手；

S003：往油井套管内下入生产油管，然后对油井套管打压，打掉可控可溶套管堵塞器中的堵头，使生产通道打开，同时整个可控可溶套管堵塞器开始溶解，直至完全溶解掉。

本发明的有益效果：

本发明的可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法可通过坐封装置将可控可溶套管堵塞器坐封和丢手在油井套管内，使其堵塞油井套管，避免油井套管内高压溢出，不需要带压装置就可将生产油管压下入油井套管内，再往油井套管内打入高压液体，使可控可溶套管堵塞器的芯轴内的堵头脱离，打开生产通道。

进一步地，本发明的可控可溶套管堵塞器以及免带压油管下井方法可以免除光套管压裂后的带压下钻作业，节约了作业成本，缩短了施工周期。

附图说明

图1是本发明的可控可溶套管堵塞器的半剖结构示意图。

在以上图中：1 芯轴；2 尾座；3 压环；4 卡瓦总成；401 卡瓦片；402 绑扎槽；403卡瓦牙；5 锥套；6 堵头；7 侧胶筒；8 中胶筒；9 剪切销钉；10 密封环。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

参考图1，本发明的实施例提出一种可控可溶套管堵塞器，包括：芯轴1、两个压环3、两组卡瓦总成4、两个锥套5和堵头6；芯轴1的上端可与坐封装置连接，芯轴1的下端通过外螺纹连接有尾座2；两个压环3分别套装在芯轴1的上部和下部，套装在芯轴1下部的压环3靠在尾座2的上端面；两组卡瓦总成4张开方向相对设置，一组卡瓦总成4的上部靠在一个压环3的下端面，一组卡瓦总成4的下部靠在一个压环3的上端面；两个锥套5分别套装在芯轴1上，每个锥套5的锥面分别伸入一组卡瓦总成4的内侧；胶筒组件设置在两个锥套5之间；堵头6的上端伸入芯轴1的下端口内，堵头6的下端的侧壁与尾座2之间连接有剪切销钉10。

本发明的可控可溶套管堵塞器中的芯轴1的下端螺纹连接尾座2，在尾座2上方的芯轴1上套装有一对压环3，两个压环3之间套装两组卡瓦总成4，两组卡瓦总成4之间套装两个锥套5，两个锥套5之间套装胶筒组件，形成坐塞机构，由于芯轴1的下端口被堵头6塞住，堵头6与尾座2通过剪切销钉10相连接，形成封堵结构。在油气井压裂施工后，通过坐塞工具将本发明的可控可溶套管堵塞器下放到油井套管预定位置后进行坐塞和丢手操作，使两组卡瓦总成4以及胶筒组件坐塞在油井套管内，此时堵塞器下方的油井套管内溢出气体形成的高压不会对堵塞器上方产生影响，方便工作人员进行免带压油管下井作用，作业完毕后，再通过油管往油井套管内通入高压液体，当堵塞器上下压力差达到15-30MPa后，堵头6切断剪切销钉10后脱离芯轴1的下端，生产通道打开。

实施例2

参考图1，在实施例1的基础上，芯轴1由镁铝合金制成，芯轴1上除装配堵头6的部位外均喷涂有防水涂层。

芯轴1由镁铝合金制成，遇水后会缓慢溶解，在芯轴1的底部安装好堵头6后，再往芯轴1的表面和内侧喷涂防水涂层，这样发明的可控可溶套管堵塞器坐封在油井套管内后，在下入油管后往油井套管内打入高压液体，芯轴1下端的堵头6脱离芯轴1后，芯轴1安装堵头6处暴露在液体环境下，芯轴1便可开始溶解，直至完全消失，不会影响下一步施工。

实施例3

参考图1，在实施例1的基础上，锥套5由镁铝合金制成，且锥套5的外表面喷涂有防水涂层。

锥套5安装在芯轴1上后再喷涂防水涂层，当芯轴1溶解后，锥套5与芯轴1接触的内侧表面便暴露在液体环境下，锥套5便开始溶解，直至完全消失。

实施例4

参考图1，在实施例1的基础上，压环3由镁铝合金制成，压环3的表面除内侧面外分别喷涂有防水涂层。

压环3安装在芯轴1上后再喷涂防水涂层，当芯轴1溶解后，压环3与芯轴1接触的内侧表面便暴露在液体环境下，压环3便开始溶解，直至完全消失。

实施例5

参考图1，在实施例4的基础上，胶筒组件包括两个侧胶筒7和一个中胶筒8，中胶筒8位于两个侧胶筒7之间，两个侧胶筒7分别与两个锥套5相接触。

两个侧胶筒7和一个中胶筒8受到两个锥套5挤压时中部膨胀后，可在芯轴1与油井套管之间实现多重封堵，提高了坐封的紧密性。

实施例6

在实施例4的基础上，侧胶筒7和中胶筒8的外表面喷涂有防水涂层。

胶筒组件中的两个侧胶筒7和一个中胶筒8均由可溶解材料制成，将其组装在芯轴1上后再喷涂防水涂层，当其坐封后，其内侧表面与芯轴1接触，不会接触液体，当芯轴1溶解后，两个侧胶筒7和一个中胶筒8的内侧表面接触液体，便开始溶解，直至完全消失。

实施例7

在实施例1的基础上，卡瓦总成4包括多个卡瓦片401，每个卡瓦片401的前端和后端的侧壁上分别设置有绑扎槽402，每个卡瓦片401的侧壁上分别设置有一排卡瓦牙403。

多个卡瓦401拼接成卡瓦总成4后，用铁丝或绳索绕过每个卡瓦片401前端和后端的侧壁上的绑扎槽402后将其绑扎在一起，在坐封时，铁丝或绳索断裂，各个卡瓦片401沿着锥套5上对应的斜面滑动后，并通过卡瓦牙403勾在油井套管的内侧壁上，不容易滑脱。

实施例8

本发明的实施例提出S001：在火药坐封工具上通过销钉连接可控可溶套管堵塞器，并将其下方入油井套管内特定位置；S002：火药坐封工具点火，实现可控可溶套管堵塞工具在油井套管内的坐封以及丢手；S003：往油井套管内下入生产油管，然后对油井套管打压，打掉可控可溶套管堵塞器中的堵头，使生产通道打开，同时整个可控可溶套管堵塞器开始溶解，直至完全溶解掉。

在S002中，火药坐封工具点火后，压环3在火药推筒作用下向下运动，拖动卡瓦总成4轴向运动，各个卡瓦牙401径向扩张，最终与油井套管接触，并完成整个封堵器的固定；同时锥套5受到卡瓦总成4轴向推动后挤压两个侧胶筒7和中胶筒8，使其产生压缩变形后径向膨胀，与油井套管形成密封，此时卡瓦总成4已经完全锚死在油井套管侧壁上，在火药爆炸气体的继续作用下，火药坐封工具与芯轴1上端连接的销钉被剪断，完成火药坐封工具与堵塞工具的丢手过程。

在步骤S003中，由于此时堵塞工具上方并无压力，可以进行免带压下方生产油管作业，当生产油管下放完毕后，井口打压35-50MPa，高压推动芯轴1下端的堵头6向下移动，切断剪切销钉9后脱离芯轴1，生产通道打开，同时芯轴1开始溶解，最后堵塞器的各个零部件依次溶解，保持了光井筒状态，不会对后续作业产生任何影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种可控可溶套管堵塞器，其特征在于，包括：

芯轴（1），所述芯轴（1）的上端可与坐封装置连接，所述芯轴（1）的下端通过外螺纹连接有尾座（2）；

两个压环（3），两个所述压环（3）分别套装在所述芯轴（1）的上部和下部，套装在所述芯轴（1）下部的所述压环（3）靠在所述尾座（2）的上端面；

两组卡瓦总成（4），两组所述卡瓦总成（4）张开方向相对设置，一组所述卡瓦总成（4）的上部靠在一个所述压环（3）的下端面，一组所述卡瓦总成（4）的下部靠在一个所述压环（3）的上端面；

两个锥套（5），两个所述锥套（5）分别套装在所述芯轴（1）上，每个所述锥套（5）的锥面分别伸入一组所述卡瓦总成（4）的内侧；

胶筒组件，所述胶筒组件设置在两个所述锥套（5）之间；

堵头（6），所述堵头（6）的上端伸入所述芯轴（1）的下端口内，所述堵头（6）的下端的侧壁与所述尾座（2）之间连接有剪切销钉（10）。

2.根据权利要求1所述的可控可溶套管堵塞器，其特征在于，所述芯轴（1）由镁铝合金制成，所述芯轴（1）上除装配堵头（6）的部位外均喷涂有防水涂层。

3.根据权利要求1所述的可控可溶套管堵塞器，其特征在于，所述锥套（5）由镁铝合金制成，且所述锥套（5）的外表面喷涂有防水涂层。

4.根据权利要求1所述的可控可溶套管封堵器，其特征在于，所述压环（3）由镁铝合金制成，所述压环（3）的表面除内侧面外分别喷涂有防水涂层。

5.根据权利要求1所述的可控可溶套管堵塞器，其特征在于，所述胶筒组件包括两个侧胶筒（7）和一个中胶筒（8），所述中胶筒（8）位于两个所述侧胶筒（7）之间，两个所述侧胶筒（7）分别与两个所述锥套（5）相接触。

6.根据权利要求5所述的可控可溶套管堵塞器，其特征在于，所述侧胶筒（7）和所述中胶筒（8）的外表面喷涂有防水涂层。

7.根据权利要求1所述的可控可溶套管堵塞器，其特征在于，所述卡瓦总成（4）包括多个卡瓦片（401），每个所述卡瓦片（401）的前端和后端的侧壁上分别设置有绑扎槽（402），每个所述卡瓦片（401）的侧壁上分别设置有一排卡瓦牙（403）。

8.一种免带压油管下井方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001：在火药坐封工具上通过销钉连接可控可溶套管堵塞器，并将其下方入油井套管内特定位置；

S002：火药坐封工具点火，实现可控可溶套管堵塞工具在油井套管内的坐封以及丢手；

S003：往油井套管内下入生产油管，然后对油井套管打压，打掉可控可溶套管堵塞器中的堵头，使生产通道打开，同时整个可控可溶套管堵塞器开始溶解，直至完全溶解掉。

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