CN112112600A - 新型密封式桥塞及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型密封式桥塞及其制备方法，其具体方案为把双卡瓦单向密封，更改为单卡瓦双向密封，其优势在于桥塞体积小，通径大，结构简单，材料溶解性强能够在低温低矿化度下仍能够在规定时间内完成降解，其在小直径套管内仍可以正常工作，避免了桥塞的使用限制，大幅度减少了原材料的浪费，其设计独特点在于上锥体的凸起和沟槽与胶筒内部沟槽实现相互配合，减小了胶筒在坐封时出现密封失效与回弹的现象发生，使其能够承压达到70兆帕。

Description

新型密封式桥塞及其制备方法

技术领域

本发明属于石油钻探领域，涉及一种单卡瓦密封式桥塞制造方法以及由该方法制造的可溶桥塞。

背景技术

随着全球油气田的开发和能源的不断耗竭，非常规油气将成为未来石油天然气能源的重要接替者。超重原油、油砂油、致密油、页岩油等非常规石油以及致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规天然气资源储量比常规油气储量更高，这存在着无限的勘探开发潜力。但是由于非常规石油储层具有比重大、杂质多、粘度大以及非常规天然气储层具有低孔、特低渗透的特征，导致这些油气的开采成本较高，但随着常规油气资源的减少和生产成本上升，对非常规油气的开发利用越来越受到重视。针对这类非常规油气藏的开采，可以首先进行储层改造，以有效提高单井产量。目前常用的是压裂等技术。

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力或高能气体的作用而使油气层形成裂缝的一种方法，压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油气在地下的流动环境，使油气井产量增加，对改善井底流动条件、改善油层流动状况等可起到非常重要的作用。

随着科技的进步全可溶桥塞，以逐渐取代老版桥塞，使采油采气工作更加便捷，有效率，但其问题还是存在如，体积大，溶解速度慢，密封度差等。

对此，研究人员设计了一种新型可溶桥塞，其体积小，结构简单，通径大，其材料溶解性强，能够再低矿度中快速溶解完成。从而提高生产效率，减小套管堵塞问题，减小套管损伤。

发明内容

经过对目前已有的可溶桥塞进行研究，发明人发现，可溶桥塞的自身体积比较大，结构复杂，通径较小，外层溶解产生的化合物沉淀较多，沉淀在中心管通径及各个结构之间，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，为了解决上述缺陷，本发明入进行了深入研究并获得了本发明。

本发明提供了一种新型密封式桥塞的制造方法，其除了增加了桥塞的通径，还减小了其体积，使结构简单化，节省了材料的浪费，同时也对材料进行了新的研究，使材料能够在更低的矿化度下达到理想的溶解时间，解决了由于桥塞体积过大沉淀物多影响溶解的问题。较好的耐磨性，适应各种温度条件，以及在浓酸或浓碱的环境中仍可正常工作。

此外，本发明还提供了一种由上述方法制造的可溶桥塞。

[技术方案]

根据本发明的一个实施方式，提供了新型密封式桥塞的制造方法，其依序包括以下步骤：

(1)可溶下接头(可溶材料与可溶高分子复合材料组合)，改变了传统的带内螺纹式，采用直接与适配器用剪钉相连接的方式，使其在坐封时与推筒起到双向同时向内坐封，在达到规定压力值后，剪钉断裂，下接头脱离桥塞本体，进一步减少桥塞体积；

(2)可溶卡瓦其表面沟槽采用耐磨金钢砂填充表面刷复一层胶粘剂，从而使卡瓦能够有更好的承压力，摩擦力可以更好地固定桥塞本体，其表面的胶粘剂其作用是防止卡瓦沟槽表面溶解速度过快导致卡瓦位移；

(3)可溶胶筒，其材料为可溶橡胶(例丁晴橡胶，天然橡胶，丁苯橡胶等)，将其内径一部分设计成带有沟槽的形状，使其与上椎体后部沟槽相配合，从而使其不会发生回弹的现象；

(4)上椎体，采用新型设计，将其设计成尖锥形，将其壁身中下部制作成一段或多段，一定高度的凸起，其两边加工出沟槽用于固定胶筒，尾部通径处加工成球座，用于球压裂。

以上述步骤中，所述桥塞本体的材料为镁合金、铝合金、镁铝合金或其他合金。

抛弃了中心管用适配器代替，使桥塞结构简单化，提高了桥塞的通径，提高了工作效率，减少了材料了浪费，提高了工艺性能。

所述桥塞本体的形状和构造可为本领域新型的形状和构造。并且，所述桥塞本体的材料不做特别的限定，只要其包含能够在上述纯水或溶液(例如，含有该溶液成分的石油领域中的压裂液或返排液)中溶解的材料即可。例如，所述桥塞本体可以包含镁、铝、锌等金属元素，如所述桥塞本体的材料可以为镁合金、铝合金、镁铝合金等，还可以包含可溶有机物等，但不限于此。

附图说明

图1.下接头示意图

图2.胶筒示意图

图3.上椎体示意图

图4.三段椎体示意图

图5.胶筒与上椎体坐封状态示意图

图6.桥塞作封状态示意图

图7.桥塞整体示意图

具体实施方式

下文中，将更加详细地描述本发明。

本说明书和权利要求书中所用的术语或词语不应被限制性地解读为常规的或词典的含义，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念以便以可能最佳的方式描述其发明的原则而被解读为与本发明的技术思想相对应的含义和概念。

下面通过具体的实施例来描述本发明的可溶桥塞的制造方法。

实施例1

下接头采用此方法制作是卡瓦卡在下接头后部，从而固定住卡瓦在作封过程中，适配器拉动下接头，从而更有效的推动卡瓦达到更好地密封效果，如图1所示。

实施例2

可溶胶筒采用丁晴胶、丁苯胶或天然橡胶等，使其能够有更好的耐压，耐高温性，在其内部设计成带有沟槽的用意是使其与锥体后端沟槽在坐封后，相互咬合在一起防止其发生回弹现象。如图2所示。

实施例3

将上椎体设计一段或多段凸起，是使其能够辅助胶筒在坐封过程中，胶筒通过锥体凸起，使胶筒达到更好地压缩形状，达到更好地密封效果，其两边沟槽是用于固定胶筒，防止胶筒发生回弹，其尾部硫化上胶筒座，有利于保护胶筒不会出现损坏。如图3所示。

实施例4

通过列举了凸起锥体从而了解了锥体的一些优势，再以三段椎体为例进一步描述其优点，其锥体凸起可以根据不同压力来增加或减少锥体凸起从而使密封效果达到更好，其多段凸起在作封过程中可以进一步撑起可溶橡胶使其达到不同高度达到密封效果，其凸起沟槽则起到防止回弹的效果。如图4所示。

实施例5

胶筒通过锥体凸起，使胶筒向外变形，减少胶筒不规则变形几率，胶筒一端与内壁沟槽，分别与锥体两端沟槽相互固定防止胶筒发生回弹。如图5所示。

实施例5

此为桥塞在井下工作状态，在坐封完成后下接头因作封力脱离桥塞本体，减小桥塞体积，增大了桥塞通径，卡瓦起到了固定支撑作用，胶筒包裹与上椎体外部，通过锥体外部凸起，使胶筒到达理想膨胀形式，其沟槽互相固定。如图6所示。

实施例6

本桥塞可分为6部分组成：①下接头、②卡瓦、③下椎体、④胶筒、⑤上椎体、⑥适配器。其中①下接头与⑥适配器在坐封后直接脱离桥塞，②卡瓦固定桥塞其承压作用，③下椎体推动④胶筒至⑤上椎体上达到密封效果。如图7所示。

Claims (5)

1.该全可溶桥塞大体可有五部分组成，分别是：下接头、卡瓦，下锥体，胶筒，上锥体。该桥塞其材料选择可以是可溶金属材料(例镁铝合金，镁合金等)或可溶非金属材料(例可溶橡胶，可溶塑料，固化水泥等)，大幅度减少了桥塞的体积，其结构更加简单，通径变大，大大减少了溶解时间。

2.下接头在坐封完成后与适配器和卡瓦脱离，进一步减少了桥塞体积，可以在井下自行溶解，也可通过反排工序排出。

3.卡瓦其沟槽部位采用金刚砂和可溶胶混合后填充进沟槽部位，表面采用胶粘剂进行进一步覆盖，使其在井下达到更好的固定作用，也可防止其溶解速度过快。

4.可溶胶筒，采用可溶解橡胶，在其内壁上谁设计一段沟槽，其主要起固定作用，与上锥体沟槽配合，防止胶筒回弹。

5.上锥体外部中间部位加工成较大外径，使胶筒在坐封过程中通过该部位使胶筒达到更好的密封效果，外部两端的沟槽与胶筒内部沟槽互相配合使胶筒不会产生回弹现象。

Images