CN111441742A - 可溶桥塞坐封接头包 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可溶桥塞坐封接头包,其包括坐封包内芯轴和坐封包外筒,坐封包内芯轴同轴设置在坐封包外筒的内部且两者能够相对轴向移动,坐封包内芯轴一端与BK20电缆坐封工具芯轴螺纹连接、另一端与可溶桥塞的中心管通过丢手剪钉固定,且坐封包内芯轴与BK20电缆坐封工具芯轴、中心管的内腔均相通以便于可溶球能够顺利进入至中心管内,坐封包外筒一端与BK20电缆坐封工具外筒螺纹连接、另一端的端面与可溶桥塞中的隔环的端面相对设置。本发明用于可溶桥塞下入、泵送、坐封丢手,并可以在完成可溶桥塞的坐封丢手后随电缆射孔管柱起出,为后续施工提供便利,并且可以重复使用。
Description
技术领域
本发明属于油气田开采技术领域,涉及一种压裂作业用可溶桥塞与BK20坐封工具的连接工具,尤其是一种可溶桥塞坐封接头包。
背景技术
目前,在油气井压裂增产技术领域,尤其是致密油气藏以及页岩气井,采用可溶桥塞进行临时封隔并进行多段大排量大液量加砂改造已成为趋势,可溶桥塞在井筒返排液中溶解后,可以实现井筒全通径,有利于后期的施工作业,现场作业时,可溶桥塞需要通过电缆传输,通过BK20电缆坐封工具提供推力,而可溶桥塞与电缆坐封工具之间的坐封接头包起到至关重要的作用。为了满足现场施工要求,针对可溶桥塞结构特点,以及下入和泵送时的关键因素,急需设计一种适用于BH-可溶桥塞的坐封接头包。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种可溶桥塞坐封接头包,其用于可溶桥塞下入、泵送、坐封丢手,并可以在完成可溶桥塞的坐封丢手后随电缆射孔管柱起出,为后续施工提供便利,并且可以重复使用。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种可溶桥塞坐封接头包,包括坐封包内芯轴和坐封包外筒,所述坐封包内芯轴同轴设置在坐封包外筒的内部且两者能够相对轴向移动,所述坐封包内芯轴一端与BK20电缆坐封工具芯轴螺纹连接、另一端与可溶桥塞的中心管通过丢手剪钉固定,且坐封包内芯轴与BK20电缆坐封工具芯轴、中心管的内腔均相通以便于可溶球能够顺利进入至中心管内,所述坐封包外筒一端与BK20电缆坐封工具外筒螺纹连接、另一端的端面与可溶桥塞中的隔环的端面相对设置。
进一步地,所述坐封包内芯轴为阶梯轴且其小径端和大径端之间采用锥面过渡,其中大径端的外径与坐封包外筒的最大内径相匹配,小径端的外径与BK20电缆坐封工具外筒的内径相匹配或是小于BK20电缆坐封工具外筒的内径,所述坐封包外筒的内壁上还形成有台阶,且台阶能够与坐封包内芯轴上的锥面配合使用,以避免坐封包外筒从坐封包内芯轴上脱落。
进一步地,所述坐封包内芯轴和坐封包外筒上均开有多个循环孔,以实现坐封包外筒与套管之间的环空和可溶桥塞中心管的内腔的连通,使得环空中的部分泵送液体能够经环空进入至中心管的内腔并从中心管的底部流出,以利于可溶桥塞在泵送至水平段时能够保持居中状态。
进一步地,所述坐封包外筒上的循环孔分为循环孔Ⅰ和循环孔Ⅱ两种;其中循环孔Ⅰ为长圆孔且多个循环孔Ⅰ周向均布开在坐封包外筒的外壁中部,装配后循环孔Ⅰ的位置与坐封包内芯轴和BK20电缆坐封工具芯轴之间的连接处位置相对应,以便于观察该连接处的螺纹上紧情况;循环孔Ⅱ为圆孔且多个循环孔Ⅱ周向均布开在坐封包外筒的台阶处。
进一步地,所述坐封包内芯轴上的循环孔为循环孔Ⅲ,循环孔Ⅲ为长圆孔且多个循环孔Ⅲ周向均布开在坐封包内芯轴的锥面上,当坐封包外筒上的台阶与坐封包内芯轴上的锥面匹配贴合时,循环孔Ⅲ能够与循环孔Ⅱ一一对应地设置。
进一步地,所述坐封包内芯轴与BK20电缆坐封工具芯轴之间的螺纹连接处设有O型密封圈和固定钉Ⅰ,O型密封圈采用间隙配合安装并用以起到挡砂作用,固定钉Ⅰ用以防止退扣,其中固定钉Ⅰ的安装位置与装配后的任一个循环孔Ⅰ的位置相对应,以便于通过该循环孔Ⅰ对固定钉Ⅰ进行拆装。
进一步地,所述坐封包外筒与BK20电缆坐封工具外筒之间的螺纹连接处设有O型盘根和固定钉Ⅱ,O型盘根采用间隙配合安装并用以起到挡砂作用,固定钉Ⅱ用以防止退扣。
进一步地,所述丢手剪钉为铜剪钉,其剪断压力为14-16t,以保证可溶桥塞在下入过程中不会提前丢手。
进一步地,所述坐封包外筒还通过启动销钉与可溶桥塞的中心管连接。
本发明的有益效果是:本发明设计了一种全新的可溶桥塞的坐封接头包,其连接BK20电缆坐封工具和可溶桥塞之间。现场施工井采用电缆泵送可溶桥塞加射孔联作进行分段压裂,通过下入可溶桥塞对已压裂层段进行暂堵,再对下一层段进行射孔、压裂,最终完成多层段的压裂施工。本发明的坐封接头包能够在可溶桥塞泵送至设计位置并点火坐封丢手后与可溶桥塞脱开,将可溶桥塞留在井底,坐封接头包随射孔管柱上提完成多簇射孔后提出井口。
附图说明
图1为本发明可溶桥塞坐封接头包的整体结构示意图;
图2为本发明中坐封包内芯轴的结构示意图;
图3为本发明中坐封包外筒的结构示意图;
图4为可溶桥塞的结构示意图。
其中,1-坐封包内芯轴、11-循环孔Ⅲ、2-坐封包外筒、21-台阶、22-循环孔Ⅰ、23-循环孔Ⅱ、3-O型盘根、4-O型密封圈、5-固定钉Ⅰ、6-固定钉Ⅱ、7-丢手剪钉、8-BK20电缆坐封工具芯轴、9-BK20电缆坐封工具外筒、101-中心管、102-隔环、103-上卡瓦、104-上卡瓦座、105-防倒齿环、106-胶筒、107-下卡瓦座、108-下卡瓦、109-引鞋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明:
如图1至图3所示,本发明的可溶桥塞坐封接头包(以下简称“坐封接头包”),主要包括坐封包内芯轴1、坐封包外筒2、O型盘根3、O型密封圈4、固定钉Ⅰ5、固定钉Ⅱ6、丢手剪钉7。
坐封包内芯轴1的一端与BK20电缆坐封工具芯轴8螺纹连接。其中,坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8的连接螺纹处设计有O型密封圈4和固定钉Ⅰ5,O型密封圈4安装在坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8的连接螺纹端部,通过间隙配合起到挡砂作用;固定钉Ⅰ5通过径向螺纹孔连接在坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8之间,起到下入过程中固定螺纹连接的作用,防止退扣。坐封包内芯轴1的另一端与可溶桥塞的中心管101通过丢手剪钉7固定,丢手剪钉7为铜剪钉,其剪断压力为14-16t,以保证可溶桥塞在下入过程中不会提前丢手。另外,坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8、中心管101的内腔均相通以便于可溶球能够顺利进入至中心管101内。
坐封包外筒2的一端与BK20电缆坐封工具外筒9螺纹连接。其中,坐封包外筒2与BK20电缆坐封工具外筒9之间的螺纹连接处设有O型盘根3和固定钉Ⅱ6,O型盘根3安装在BK20电缆坐封工具外筒9与坐封包外筒2的连接螺纹的底端,与钢体部分采用间隙配合只起挡砂作用不起密封作用,保证下入过程中压裂砂无法进入螺纹连接处,方便后期拆卸和保养;固定钉Ⅱ6通过径向螺纹孔连接在BK20电缆坐封工具外筒9与坐封包外筒2之间,用以防止退扣。坐封包外筒2的另一端的端面与可溶桥塞中的隔环102的端面相对设置,点火启动BK20电缆坐封工具后,坐封包外筒2能够推动隔环102等部件移动,以用于实现可溶桥塞的坐封,坐封包外筒2的该端还通过启动销钉(图中未示)与可溶桥塞的中心管101连接。另外,坐封包外筒2设计的最大外径为109mm,比可溶桥塞外径(108mm)大,并且在各连接处倒角,能够有效防止提前坐挂,并且在下入通过套管节箍时不会遇卡。
坐封包内芯轴1同轴设置在坐封包外筒2的内部且两者能够相对轴向移动;其中坐封包内芯轴1为阶梯轴且其小径端和大径端之间采用锥面过渡,大径端的外径与坐封包外筒2的最大内径相匹配,相对地,坐封包外筒2能够沿着坐封包内芯轴1的大径端轴向移动,小径端的外径与BK20电缆坐封工具外筒9的内径相匹配或是略小于BK20电缆坐封工具外筒9的内径,以使得BK20电缆坐封工具外筒9轴向移动时,不会与坐封包内芯轴1产生干涉;坐封包外筒2的内壁上还形成有台阶21,且台阶21能够与坐封包内芯轴1上的锥面配合使用,以避免坐封包外筒2从坐封包内芯轴1上脱落。
坐封包内芯轴1和坐封包外筒2上还均开有多个循环孔。具体地,坐封包外筒2上设计有两种循环孔,分别为循环孔Ⅰ22和循环孔Ⅱ23;循环孔Ⅰ22为长圆孔,多个循环孔Ⅰ22周向均布开在坐封包外筒2的外壁中部,在坐封包外筒2与BK20电缆坐封工具外筒9装配后,循环孔Ⅰ22的位置与坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8之间的连接处位置相对应,可用于观察坐封包内芯轴1与BK20电缆坐封工具芯轴8之间的连接螺纹上紧情况,而且装配后固定钉Ⅰ5的安装位置会与一个循环孔Ⅰ22的位置相对应,通过相对应的循环孔Ⅰ22还可上紧固定钉Ⅰ5,在坐封接头包工作完起出井口后同样可方便对固定钉Ⅰ5进行拆卸;循环孔Ⅱ23为圆孔,多个循环孔Ⅱ23周向均布开在坐封包外筒2的台阶21处。坐封包内芯轴1上设计有循环孔Ⅲ11,循环孔Ⅲ11为长圆孔,多个循环孔Ⅲ11周向均布开在坐封包内芯轴1的锥面上,当台阶21与坐封包内芯轴1上的锥面匹配贴合时,循环孔Ⅲ11与循环孔Ⅱ23一一对应地设置。在泵送可溶桥塞时,泵送液体从井口输送至坐封包外筒2与套管之间的环空,由于上述循环孔Ⅰ22、循环孔Ⅱ23和循环孔Ⅲ11的设计,使得环空中的一部分泵送液体可通过循环孔进入可溶桥塞的中心管101并通过中心管101底部流出,环空中的其余部分泵送液体继续向下输送并流经可溶桥塞的外部,这样可使得可溶桥塞的内外均有泵送液体流动通过,在泵送至水平段时有利于可溶桥塞处于居中状态,能够避免可溶桥塞磕碰套管,进而防止可溶桥塞因磕碰而提前坐挂;另外在泵送过程中若出现电缆射孔管柱问题或者可溶桥塞提前坐挂的问题,可从井口泵注高浓度KCl溶液或酸液作为可溶桥塞快速溶解剂,助溶剂可通过循环孔流入可溶桥塞的中心管101内,使整个可溶桥塞均全部浸泡在助溶液里,达到快速溶解的目的。
如图4所示,可溶桥塞主要包括中心管101和套装在中心管101上的隔环102、上卡瓦103、上卡瓦座104、防倒齿环105、胶筒106、下卡瓦座107、下卡瓦108,以及安装在中心管101端部的引鞋109。隔环102受力后可推动上卡瓦103、上卡瓦座104挤压胶筒106、下卡瓦座107、下卡瓦108,此时上下卡瓦分别涨开锚定在套管壁上,胶筒106被挤压完成坐封,与上卡瓦103相对应的位置上安装有防倒齿环105,其能够确保上卡瓦103不出现倒退,确保了锚定效果。
工作过程:采用电缆泵送可溶桥塞进入井内套管中,管柱从下至上依次是可溶桥塞+坐封接头包+BK20电缆坐封工具+射孔枪管串+电缆至井口,可溶桥塞泵送至设计位置后,点火启动BK20电缆坐封工具,产生向下的推力推动坐封接头包的坐封包外筒2,此时可溶桥塞的中心管101与坐封包芯轴1相连接,坐封包外筒2向下推动可溶桥塞的隔环102,剪断用于连接中心管101与坐封包外筒2的启动销钉并向下推动可溶桥塞的上卡瓦103、上卡瓦座104,继续挤压胶筒106和下卡瓦座107、下卡瓦108,此时上下卡瓦分别涨开锚定在套管壁上,可溶桥塞的胶筒106被挤压完成坐封,当坐封力继续上升剪断用于连接中心管101与坐封包内芯轴1的丢手剪钉7时,完成可溶桥塞的丢手,此时可溶桥塞与坐封接头包脱开,上提电缆至射孔点进行射孔作业,射孔完成后坐封接头包随电缆射孔管柱起出井口,拆卸保养后可重复使用。
本发明的研究成果能够广泛应用于页岩气、低渗透气藏可溶桥塞分段压裂施工,配合可溶桥塞完成现场施工,之后可溶桥塞本体及胶筒可自行溶解以实现井筒全通径,便于后期连续油管冲砂、测试、监测产液剖面等作业措施,给致密油气藏有效开发带来技术性突破。
综上所述,本发明的内容并不局限在上述的实施例中,本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例,但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (9)
1.一种可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,包括坐封包内芯轴和坐封包外筒,所述坐封包内芯轴同轴设置在坐封包外筒的内部且两者能够相对轴向移动,所述坐封包内芯轴一端与BK20电缆坐封工具芯轴螺纹连接、另一端与可溶桥塞的中心管通过丢手剪钉固定,且坐封包内芯轴与BK20电缆坐封工具芯轴、中心管的内腔均相通以便于可溶球能够顺利进入至中心管内,所述坐封包外筒一端与BK20电缆坐封工具外筒螺纹连接、另一端的端面与可溶桥塞中的隔环的端面相对设置。
2.根据权利要求1所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包内芯轴为阶梯轴且其小径端和大径端之间采用锥面过渡,其中大径端的外径与坐封包外筒的最大内径相匹配,小径端的外径与BK20电缆坐封工具外筒的内径相匹配或是小于BK20电缆坐封工具外筒的内径,所述坐封包外筒的内壁上还形成有台阶,且台阶能够与坐封包内芯轴上的锥面配合使用,以避免坐封包外筒从坐封包内芯轴上脱落。
3.根据权利要求2所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包内芯轴和坐封包外筒上均开有多个循环孔,以实现坐封包外筒与套管之间的环空和可溶桥塞中心管的内腔的连通,使得环空中的部分泵送液体能够经环空进入至中心管的内腔并从中心管的底部流出,以利于可溶桥塞在泵送至水平段时能够保持居中状态。
4.根据权利要求3所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包外筒上的循环孔分为循环孔Ⅰ和循环孔Ⅱ两种;其中循环孔Ⅰ为长圆孔且多个循环孔Ⅰ周向均布开在坐封包外筒的外壁中部,装配后循环孔Ⅰ的位置与坐封包内芯轴和BK20电缆坐封工具芯轴之间的连接处位置相对应,以便于观察该连接处的螺纹上紧情况;循环孔Ⅱ为圆孔且多个循环孔Ⅱ周向均布开在坐封包外筒的台阶处。
5.根据权利要求4所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包内芯轴上的循环孔为循环孔Ⅲ,循环孔Ⅲ为长圆孔且多个循环孔Ⅲ周向均布开在坐封包内芯轴的锥面上,当坐封包外筒上的台阶与坐封包内芯轴上的锥面匹配贴合时,循环孔Ⅲ能够与循环孔Ⅱ一一对应地设置。
6.根据权利要求4所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包内芯轴与BK20电缆坐封工具芯轴之间的螺纹连接处设有O型密封圈和固定钉Ⅰ,O型密封圈采用间隙配合安装并用以起到挡砂作用,固定钉Ⅰ用以防止退扣,其中固定钉Ⅰ的安装位置与装配后的任一个循环孔Ⅰ的位置相对应,以便于通过该循环孔Ⅰ对固定钉Ⅰ进行拆装。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包外筒与BK20电缆坐封工具外筒之间的螺纹连接处设有O型盘根和固定钉Ⅱ,O型盘根采用间隙配合安装并用以起到挡砂作用,固定钉Ⅱ用以防止退扣。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述丢手剪钉为铜剪钉,其剪断压力为14-16t,以保证可溶桥塞在下入过程中不会提前丢手。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的可溶桥塞坐封接头包,其特征在于,所述坐封包外筒还通过启动销钉与可溶桥塞的中心管连接。
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