CN112177562B

CN112177562B - 桥塞及其安装在井筒中的方法

Info

Publication number: CN112177562B
Application number: CN202010631676.6A
Authority: CN
Inventors: 岳建鹏; 安东尼·特兰; 王旭; 杨雄文; 刘宇; 杨振周
Original assignee: Beijing Huamei Shiji International Technology Co ltd; China National Petroleum Corp; Beijing Petroleum Machinery Co Ltd
Current assignee: Beijing Huamei Shiji International Technology Co ltd; China National Petroleum Corp; Beijing Petroleum Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: CN112177562A; US20210002973A1; US10954745B2

Abstract

本发明提供了一种桥塞及其安装在井筒中的方法，其中桥塞包括一个锥体组件、一个密封环、一个卡瓦装置、多个支撑块和设置环，密封环用于封隔层位的井眼密封接合的可靠性，支撑块能加强由密封环形成的密封，设置环从第一设置位置移动到第二设置位置，能径向扩张密封环、支撑块、卡瓦装置的卡瓦片以及由卡瓦片限定的空间。本发明的桥塞具有较少部件的可以降低冗余，确保所需的可靠性。

Description

桥塞及其安装在井筒中的方法

技术领域

本发明涉及井下工具技术领域，特别涉及一种桥塞及将该桥塞安装在井筒中的方法。

背景技术

在井筒内，油气位于岩层内的特定深度。井筒在这些深度可以连接生产层位，以便流体的生产运移就可以精确定位在油气层位置。生产流体有助于从井筒中开采油气，其他深度层不含油气，可称为“非生产层”。由于没有必要在没有油气的非生产层开采地层流体，因此，为了从井筒中采出油气，必须对生产层段与非生产层段进行隔离。

目前已经有很多用于生产层位和非生产层位封隔的井下工具。生产流体可以输送到生产层位，而不是非生产层位。封隔阀在两个不同区域之间形成屏障，阀门中的一个球形部件坐封后可以封隔两个层段。压裂桥塞也会在两个不同层段之间形成封隔，压裂桥塞有卡瓦可以固定在井筒内，还有一个球形座在环形楔块中，将一个压裂可溶球丢进井筒中，放置在密封接合处的球座中，以封隔生产层位和非生产层位。有专门的压裂塞，如桥塞，有不同的部件和相应的不同井下安装方法。

在各种专利和专利出版物中披露了在井筒中安装的一般机制。US8579024号专利于2013年11月12日颁给Mailand等人，显示了用于井壁固定的基本锥和卡瓦组件。2014年4月15日发布给Xu等人的US8695714号专利还描述了与这些基本组件相关的发明。美国第2016/0305215号出版物于2016年10月20日刊登了Harris等人专利(2018年6月19日获得专利号US 100000991)，其中披露了另一个作为简化楔体/锥体和卡瓦的压裂桥塞。

桥塞如果具有较少的组件，通常可以更快、更容易的安装，并且制造成本更低。与现有技术的井下工具(包括申请人在US9121253和US9121254中披露的桥塞)相比，井筒内不再有多余的连接和密封零件。只有基本部件的塞组件必须进行改进，以达到与更复杂的现有技术井下工具相同的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于井筒封隔的桥塞，该桥塞具有径向延伸支撑块，通过密封环和密封环支撑块实现井筒的封隔密封，既不需要将密封环挤压到卡瓦装置中，也不需要挤压单个卡瓦或卡瓦片之间的空间。

为达到上述目的，本发明提供了一种桥塞，其包括：

锥体组件，其包含具有第一锥体直径的第一锥端、具有第二锥体直径的第二锥端、以及位于所述第一锥端和所述第二锥端之间且含有芯轴的锥体外表面，所述第一锥体直径小于所述第二锥体直径；所述锥体外表面从所述第二锥端到所述第一锥端呈锥形；

密封环，其沿着所述芯轴套装于所述锥体组件的外部并位于所述第一锥端和所述第二锥端之间，且所述密封环能相对于所述芯轴径向扩张；

卡瓦装置，其包括多个围绕所述锥体外表面和沿所述芯轴的径向布置的卡瓦片，每个所述卡瓦片具有第一卡瓦片端以及与所述第一卡瓦片端相对的第二卡瓦片端部；每个所述卡瓦片由倾斜的内卡瓦片表面和与所述倾斜的内卡瓦片表面相对应的外卡瓦片表面组成，每个所述倾斜的内卡瓦片表面与所述锥体外表面滑动接合，每个所述卡瓦片能相对于所述芯轴径向扩张；

由多个所述卡瓦片限定的多个空间，每个所述空间位于相邻两所述卡瓦片之间，每个所述空间能相对于所述芯轴径向扩张；

位于所述卡瓦装置和所述密封环之间的多个支撑块，每个所述支撑块由支承部分和间隙部分组成，每个所述支承部分位于所述密封环和相应的所述卡瓦片的第一卡瓦片端之间，每个所述间隙部分位于所述密封环和由相应的两所述卡瓦片限定的空间之间，每个所述支撑块能相对于所述芯轴径向扩张；以及

设置环，其与所述卡瓦装置、所述密封环和所述锥体组件同轴设置，所述卡瓦装置位于所述设置环与多个所述支撑块之间，所述设置环具有第一设置环端和与所述第一设置环端相对的第二设置环端，所述第一设置环端与所述卡瓦装置的卡瓦片的第二卡瓦片端部相对于所述芯轴径向滑动接合；

其中，所述设置环在第一设置环位置处与所述锥体组件具有第一设置距离，

所述设置环在第二设置环位置处与所述锥体组件具有第二设置距离，

所述第二设置距离小于所述第一设置距离，并且，至少一个所述支撑块的间隙部分将相对应的所述空间与所述密封环分隔。

本发明还提供了一种一种安装在井筒中的方法，该安装方法包括：

制造上述的桥塞，所述制造步骤包括：

将设置环放置在相对于锥体组件的第一设置距离处，所述设置环处于所述第一设置位置；

将所述桥塞下入到井下位置；

将所述设置环从所述第一设置距离移动到第二设置距离，以便将所述设置环置于所述第二设置位置；

将密封环从第一密封环直径相对于芯轴径向扩张至第二密封环直径，所述第二密封环直径大于所述第一密封环直径；

在第二块位置径向地将至少一个支撑块从第一块半径扩展到第二块半径，所述支撑块在所述第一块位置处比在所述第二块位置处更靠近相邻的所述支撑块；

将卡瓦装置的至少一个卡瓦片从在第一卡瓦片位置相对于所述芯轴的第一卡瓦片半径径向扩张到在第二卡瓦片位置相对于所述芯轴的第二卡瓦片半径，所述卡瓦片在所述第一卡瓦片位置处比在所述第二卡瓦片位置处更靠近相邻的所述卡瓦片；

将至少一个空间从相对于在所述第一卡瓦片位置的相对应的相邻两卡瓦片的第一槽距离径向扩张至相对于在所述第二卡瓦片位置的相对应的相邻两所述卡瓦片的第二槽距离，所述第二槽距离大于所述第一槽距离；

在井下位置锁定所述桥塞，且所述卡瓦装置的至少一个所述卡瓦片位于所述第二卡瓦片位置。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供了一种用于井眼中层位封隔的桥塞，桥塞和井眼之间通过密封环进行封隔，这种密封可以控制流过桥塞的流体，桥塞周围的密封部件现在由支撑块支撑，作为密封环的快速有效的备份；在现有技术的密封件两侧没有密封件和环件的情况下，本发明可以防止密封环挤压到卡瓦装置中，在桥塞中更具可靠性的同时使用较少的部件；卡瓦片之间的空间是动态变化的，空间发生变化，因此另一个密封环或仅另一个密封环将与原来的密封环有相同的挤压问题；密封环的径向扩张和支撑块的径向扩张有效地防止了挤压，提高了密封环对井筒的密封性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是根据本发明的具有支撑块的桥塞处于井下第一设置位置的实施例的立体结构示意图。

图2是根据本发明的具有支撑块的桥塞在第一设置位置的实施例的剖视结构示意图。

图3是根据本发明的具有支撑块的桥塞在第一设置位置的实施例的主视结构示意图。

图4是根据本发明的带支撑块的桥塞安装在井下的第二设置位置的实施例的立体结构示意图。

图5是根据本发明的具有支撑块的桥塞在第二设置位置的实施例的剖视结构示意图。

图6是根据本发明的具有支撑块的桥塞在第二设置位置处的实施例的主视结构示意图。

图7是根据本发明的支撑块的另一实施例在第一设置位置的主视结构示意图。

图8是图7所示的另一支撑块在第二设置位置的实施例的主视结构示意图。

图9是根据本发明的又一支撑块在第一设置位置处的实施例的主视结构示意图。

图10是图9所示的又一支撑块在第二设置位置处的实施例的主视结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

油气作业包括将钻井液输送至井筒，并从井筒中开采油气。岩层内生产层位的分隔使得只能向这些生产层位输送或注入钻井液，并仅从这些生产层位采出油气。井内工具与井筒的密封接合程度决定了封隔和分层的效率和可靠性。这些井下工具必须部署在井筒中，并准确地在井下的预定位置坐封。现有技术的井下工具，如桥塞，其由芯轴、密封件、支撑密封件的环件、多个锥体组件和多个卡瓦装置组成。此外，用于驱动和触发所有这些部件的适当的坐封工具必须能够到达井下位置，执行安装井下工具的工作，并在井下工具就位的情况下丢手后离开井筒。当使用具有较少组件的桥塞来封隔层位时，桥塞是一种更简单且成本更低的井下工具，通常，可以在井筒中部署更简单的工具来安装更简单的桥塞，以确保此类桥塞的安装和与井眼密封啮合的可靠性，设备的结构和操作更简单。

参照图1～图6，本发明的桥塞10是具有较少组件的井下工具。桥塞10只有一个锥体组件20、一个密封环30和一个卡瓦装置40。密封环30用于封隔层位的井眼密封接合的可靠性。桥塞10还包括多个支撑块50，以加强由密封环30形成的密封。这些实施例提供了一种简单且经济高效的井下工具，其具有在井筒中执行油气作业所需的可靠性。

锥体组件20具有第一锥体直径22A的第一锥端22、第二锥体直径24A的第二锥端24、以及位于第一锥端22和第二锥端24之间的锥形外表面26。锥体组件20可以是一个具有芯轴26A的环状楔形或锥形形状。芯轴26A是通过锥体组件20的中心轴线，该锥体组件20是桥塞10的流动通道。在芯轴26A上对准的流动通道也是用于封隔层位而阻塞或密封的流动通道。图2和图5显示，第一锥体直径22A小于第二锥体直径24A，因此，锥形外表面26在圆锥体方向上从第二锥端24到第一锥端22是渐缩的。

图1～图6还示出了密封环30安装在锥体组件20周围并沿芯轴26A的实施例。密封环30被放置在锥体组件20的第一锥端22和第二锥端24之间，且密封环30的中心线与芯轴26A共线。图1～图4显示，密封环30能相对于芯轴26A径向扩张。密封环30可围绕芯轴26A增大。

本发明的卡瓦装置40可以由多个卡瓦片42组成，多个卡瓦片42围绕圆锥形外表面26并沿着由锥体组件20限定的芯轴26A的径向布置。图1～图6显示每个卡瓦片42具有第一卡瓦片端42A和与第一卡瓦片端42A相对的第二卡瓦片端42B。在图1～图6的实施例中，每个卡瓦片42可以由成角度的内卡瓦片表面42C和与成角度的内卡瓦片表面42C相对的外卡瓦片表面42D组成。

每个成角度的内卡瓦片表面42C与圆锥形外表面26滑动接合。当锥体组件20更靠近时，即锥体组件20朝向卡瓦装置40移动时，圆锥形外表面26A沿芯轴26A的径向展开卡瓦片42，并且每个卡瓦片42相对于芯轴26A径向扩张，使得每个卡瓦片42进一步远离与其相邻的卡瓦片42，即相邻的两卡瓦片42随锥体组件20的移动逐渐彼此远离。

在本发明中，多个卡瓦片42确定了多个空间44。每个空间44位于相邻的两卡瓦片42之间。每个空间42也可相对于芯轴26A径向扩张，每个空间42随着相对应的两卡瓦片42相对于芯轴26A径向扩张而变大。

图1～图6还示出多个支撑块50位于卡瓦装置40和密封环30之间。每个支撑块50由桥台部分52和间隙部分54组成。每个桥台部分52放置在密封环30与卡瓦片42的第一卡瓦片端42A之间。图1和图4示出了三角形台肩部作为桥台部分52，并且相应的第一卡瓦片端42A具有互补的角表面。每个间隙部分54放置在密封环30和由相邻的两卡瓦片42定义的空间44之间。图1和图4显示间隙部分54作为相邻的两卡瓦片42之间的中间部分，所述中间部分与作为各桥台部分52的三角形台肩为一体。每个支撑块50也可相对于芯轴26径向扩张。当每个空间44随着相应的卡瓦片42径向扩张而增大时，间隙部分54将密封环30与空间44分离。间隙部分54防止密封环30在卡瓦片42之间挤压。如图3～图4所示，密封环30保持完整以密封井筒，支撑块50加强密封环30对井筒壁形成的密封。

图1～图6还示出了设置环60与卡瓦装置40、密封环30和芯轴26A上的锥体组件20轴向对准，即设置环60与卡瓦装置40、密封环30和锥体组件20同轴设置，卡瓦装置40放置在设置环60和多个支撑块50之间。图1～图6示出了设置环60具有第一设置环端62和与第一设置环端62相对的第二设置环端64。第一设置环端62与卡瓦装置40的卡瓦片42的第二卡瓦片端42B相对于芯轴26A径向滑动接合。也就是说，卡瓦片42径向扩张，使得第二卡瓦片端42B抵着第一设置环端62沿径向滑动。即使在卡瓦片42径向扩张时，设置环60仍保持在靠着卡瓦片42的支座中，设置环60迫使卡瓦装置40保持在第一设置环端62上，即设置环60使卡瓦装置40不会相对芯轴26A轴向滑动。第二卡瓦片端42B和第一设置环端62之间的关系允许锥体组件20和设置环60的位置控制密封环30、卡瓦装置40和支撑块50的径向扩张。

图1～图3示出了在第一个设置环位置处，设置环60与锥体组件20处于第一设置距离66。图4～图6所示为在第二个设置环位置处，设置环60与锥体组件20处于的第二个设置距离68。第二设置距离68小于第一设置距离66。第一个设置环位置对应准备坐封桥塞10以便部署到井筒中，此时，密封环30、卡瓦装置40和支撑块50与芯轴26A处于最接近的位置。桥塞10长度很小，可以更好地在井筒中运动，并降低部件损坏的风险。在第一设置环位置和第二设置环位置中，至少一个支撑块50的间隙部分54将密封环30与相应的空间44分离。密封环30密封到每个空间44，并且不能挤出到空间44中。

密封环30与锥体组件20有关系，以使密封环30与卡瓦装置40的卡瓦片42限定的空间44分离，密封环30可径向扩张。图1～图6示出密封环30在第一密封位置相对于芯轴26A具有第一密封环直径30A，在第二密封位置相对于芯轴26A具有第二密封环直径30B。第一密封位置位于锥体组件20的第一锥体端22和第二锥体端24之间。第二密封位置比第一密封环位置更靠近第二锥端24，第二密封环直径30B大于第一密封环直径30A。

在图1～图6中，支撑块50也可径向扩张。具体地，每个支撑块50在第一块位置相对于芯轴26A具有第一块半径50A，在第二块位置相对于芯轴26A具有第二块半径50B。每个第一块位置在径向上比相应的第二块位置更靠近相邻的支撑块50，即相邻两支撑块50在第一块位置处的间隙大于相邻两支撑块50在第二块位置处的间隙。第二块半径50B比第一块半径50A大或远离芯轴26A。

类似地，卡瓦装置40的卡瓦片42与支撑块50和密封环30配合可径向扩张。每个卡瓦片42在第一卡瓦片位置相对于芯轴26A具有第一卡瓦片半径48A，在第二卡瓦片位置相对于芯轴26A具有第二卡瓦片半径48B。每个第一卡瓦片位置在径向上比相应的第二卡瓦片位置更接近相邻卡瓦片42，即相邻两卡瓦片42在第一卡瓦片位置处的间隙大于相邻两卡瓦片42在第二卡瓦片位置处的间隙。第二卡瓦片半径48b比第一卡瓦片半径48A大或远离芯轴26A。

根据卡瓦装置40的卡瓦片42确定的空间44，这些空间也可以径向扩张。特别地，每个空间44具有相对于第一卡瓦片位置中的对应相邻两卡瓦片42的第一槽距离44A和相对于第二卡瓦片位置中的对应相邻两卡瓦片42的第二槽距离44B。每个第二槽距离44B也大于相应的第一槽间距44A。正如卡瓦片42彼此和芯轴26A相距较远，空间44与芯轴26A之间的距离也更大。

图1～图3示出了锥形体件20与密封环30和多个卡瓦片42朝着设置环60滑动啮合的实施例。锥体组件20和设置环60彼此处于第一设置距离66内。因此，密封环30处于第一密封位置，每个支撑块50处于各自的第一块位置，每个卡瓦片42处于各自的第一卡瓦片位置。桥塞10以径向压缩的形式展示。卡瓦片42之间的空间44可能非常小。

图4～图6示出了锥体组件20与密封环30和多个卡瓦片42朝着设置环60锁定啮合的实施例。锥体组件20和设置环60彼此处于第二设置距离68内。因此，密封环30处于第二密封位置，至少一个支撑块50处于第二块位置，并且至少一个卡瓦片42处于第二卡瓦片位置。空间44大于与密封环30滑动啮合的锥体组件20。锁定接合与卡瓦片42的最大径向扩张匹配，以便接合井筒的壁。径向扩张的上限是直到卡瓦装置40的卡瓦片42与井眼啮合为止。当锥体组件20锁定接合时，桥塞10坐封在井下位置。

在一些实施例中，锥体组件20包括内锥形通道28。内锥形通道28可以安装球或球座，以在层位之间形成封隔。锥体组件20中的封隔防止流体流过桥塞10，并且桥塞10每侧的层段被封隔。在一些变形中，内锥形通道28自身呈锥形，以便用作球座。内锥形通道28的至少一部分保持形成封隔的装置。密封环30、支撑块50和卡瓦片42在井筒中的桥塞10周围形成封隔，内锥形通道28可通过桥塞10形成封隔。根据密封件的密封性和密封的持续时间的期望控制的封隔的复杂性，在现有技术中已知不同的形成封隔方法。

图1和图4还示出了密封环30的实施例，密封环30的锥形内表面32与锥体组件20的锥形外表面26配合。锥体组件20上的密封环30完全接触，以便在部件之间实现最大程度的密封接合。沿整个锥形内表面32有密封接合。在锥体组件20的锁定啮合中，密封环30和井筒之间也有密封啮合。桥塞10具有液体密封，因此不能使液体绕着桥塞10流动，必须通过内锥形通道28控制流过桥塞10的所有流体。

图1～图6示出了卡瓦片42的实施例。每个外卡瓦片表面42D可以具有多个空腔45和多个插入件46。每个插入件46从相应的空腔45中突出，从而形成粗糙的外表面45A。粗糙的外表面45A提供了对井筒壁的提高的抓取力。插入件46可钻入井筒形成更稳定的固定。多个空腔45和多个插入件46可以设置在从第一卡瓦片端42A到第二卡瓦片端42B的每个外卡瓦片表面42D上。图1和图4示出每个插入件46具有相对于相应的外卡瓦片表面42D的倾斜面46A。倾斜面46A从对应的外卡瓦片表面42D径向向外成角度。

图2示出了卡瓦片42的另一个实施例，在第二卡瓦片端42B处具有一设置的内卡瓦片表面42E，并且与成角度的内卡瓦片表面42C相邻。整个内卡瓦片表面不必是成角度的内卡瓦片表面42C，可以将成角度的内卡瓦片表面42C以及设置的内卡瓦片表面42E组合作为整个内卡瓦片表面。第二卡瓦片端部42B到设置环60的支承与内卡瓦片表面的任一实施例兼容。

图1～图6示出了根据本发明的支撑块50的一个实施例。图中所示的每个支撑块50还包括另一个桥台部分56，该桥台部分56与穿过相应间隙部分54的桥台部分52相对。在本实施例中，每个支撑块50重叠卡瓦片42和卡瓦片42之间的空间44。图1～图4显示支撑块50为对称三角形楔块。三角形楔块的端部是桥台部分52和另一桥台部分56，中心嵌件是间隙部分54。

图7～图8示出了支撑块150与桥台部分152、间隙部分154和另一桥台部分156的替代实施例。在图7～图8中，支撑块150可以是不对称的，其桥台部分152安装在相应的卡瓦片42上，并且间隙部分154和另一桥台部分156可以是法兰构件。间隙部分154对应于覆盖空间44的法兰构件的一部分，另一桥台部分156对应于密封环30和相应相邻卡瓦片42之间的法兰构件的一部分。

图9～图10示出了支撑块250与桥台部分252、间隙部分254和另一桥台部分256的另一替代实施例。支撑块250可以与其他支撑块250联锁。桥台部分252安装在相应的卡瓦片42上，间隙部分254和另一桥台部分256可以是联锁构件。间隙部分254仍然覆盖空间44，另一桥台部分256现在位于密封环30和相邻支撑块250和相邻卡瓦片42之间。空间44被覆盖，并且空间44的接缝没有呈现给密封环30。支撑块50、支撑块150和支撑块250可与该联锁实施例的相邻卡瓦片42和/或相邻支撑块重叠。

本发明还包括使用桥塞10的方法，特别是用于安装桥塞10以封隔井筒层段的方法。图1和图4、图7和图8以及图9和图10显示了该方法的步骤。首先，通过将设置环60放置在相对于锥体组件20的第一设置距离66处来准备坐封桥塞10。设置环60位于第一安装位置，其中密封环30、支撑块50和卡瓦装置40的卡瓦片42最靠近芯轴26A，然后将桥塞10下入到预定井下位置，结构紧凑的组件更容易在井筒中实现导向。井下位置的使用方法包括将设置环60从第一设置距离66移动到第二设置距离68，以便将设置环60放置在第二设置位置。除了移动之外，该方法包括将密封环30由相对于芯轴26A的第一密封环直径30A径向扩张至相对于芯轴26A的第二密封环直径30B，将支撑块50由第一块位置的第一块半径50A相对于芯轴26A径向扩张至第二块位置的第二块半径50B；将卡瓦装置40的卡瓦片42从第一位置的相对于芯轴26A的第一卡瓦片半径48A径向扩张到第二卡瓦片位置的第二卡瓦片半径48B，其中，第二密封环直径30B大于第一密封环直径30A，第一块位置比第二块位置更接近相邻支撑块50，第一卡瓦片位置比第二卡瓦片位置更接近相邻卡瓦片42。随着设置环60改变到第二个设置位置，即设置环60与锥体组件20的距离为第二设置距离68，桥塞10厚度和宽度增加。

此外，该方法包括将每个空间44从相对于第一卡瓦片位置中的对应相邻两卡瓦片42的第一槽距离44A径向扩张到相对于第二卡瓦片位置中的对应相邻两卡瓦片44的第二槽距离44B，第二槽距离44B大于第一槽距离44A，使得空间44与卡瓦片42和密封环30的径向扩张相匹配。空间44通过支撑块50与密封环30保持密封，以便密封环30的径向扩张不会导致通过卡瓦装置40的卡瓦片42挤压。该方法的实施例还包括桥塞10在井下位置坐封的步骤，卡瓦装置40的卡瓦片2位于第二卡瓦片位置，最大的径向扩张对应于附在井壁上的卡瓦片42，最大的径向扩张是每个卡瓦片42的第二个卡瓦片半径48B。在密封环30锁定之后，在桥塞10周围形成液体密封，并且桥塞的唯一流体通道是通过锥体组件20和芯轴26A上的其它同轴部件，到这一步桥塞10已经完成坐封，然后可以进行油气作业。可以打开或关闭桥塞10，使流体流过桥塞10。

该方法的实施例还可以包括将工具下入井下位置和使用设置工具完成设置环60移动的步骤。设置工具必须与通过井筒兼容，并且可以具有不同程度的复杂性。在本发明中，可以使用更简单的设置工具。

本发明可以包括从空间44密封密封环30的步骤，该步骤与移动设置环60的步骤同时使用支撑块50。支撑块50阻止密封环30挤压到空间44中，从而使密封环30可靠地封隔井眼。支撑块50将空间44密封到密封环30上。即使密封环30、支撑块50、卡瓦装置40的卡瓦片42和相邻两卡瓦片42之间的空间44的径向扩张步骤中，支撑块50也防止密封环30的挤压。

井下位置由具有井壁的井筒组成，第二设置距离68和第二设置位置由与井壁固定啮合的第二卡瓦片位置中的卡瓦片42确定，井壁决定了径向扩张量。

本发明提供了一种用于井眼中层位封隔的桥塞，桥塞和井眼之间通过密封环进行封隔，这种密封可以控制流过桥塞的流体，桥塞周围的密封部件现在由支撑块支撑，作为密封环的快速有效的备份。在现有技术的密封件两侧没有密封件和环件的情况下，本发明可以防止密封环挤压到卡瓦装置中，在桥塞中更具可靠性的同时使用较少的部件。卡瓦片之间的空间是动态变化的，空间发生变化，因此另一个密封环或仅另一个密封环将与原来的密封环有相同的挤压问题。本发明提供了一种结构组件，即使在空间改变时，也能与空间进行不同的交互作用。本发明的实施例包括重叠、对称、不对称和联锁的支撑块，其在空间和密封环之间具有相同的相互作用。密封环的径向扩张和支撑块的径向扩张有效地防止了挤压，提高了密封环对井筒的密封性。

本发明的上述披露和描述是对本发明的说明和阐述。在不脱离本发明的基本实质的情况下，可以对所示结构、构造和方法的细节进行各种改变。

Claims

1.一种桥塞，其特征在于，所述桥塞由以下部件组成：

所述第二设置距离小于所述第一设置距离，并且，至少一个所述支撑块的间隙部分将相对应的所述空间与所述密封环分隔；

每个所述支撑块还包括与所述支承部分相对的且穿过相应所述间隙部分的另一支承部分；所述另一支承部分位于所述密封环、相邻所述卡瓦片的第一卡瓦片端部和与相邻所述卡瓦片的对应的所述支撑块的支承部分之间；所述支承部分安装在相应的所述卡瓦片的第一卡瓦端部上。

2.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，

所述密封环在第一密封位置具有相对于所述芯轴的第一密封环直径，所述第一密封位置位于所述锥体组件的所述第一锥体端部和所述第二锥体端部之间；

所述密封环在第二密封位置具有相对于所述芯轴的第二密封环直径，所述第二密封位置比所述第一密封位置更靠近所述第二锥体端部；

其中所述第二密封环直径大于所述第一密封环直径。

3.根据权利要求2所述的桥塞，其特征在于，

每个所述支撑块在第一块位置具有相对于所述芯轴的第一块半径；

每个所述支撑块在第二块位置具有相对于所述芯轴的第二块半径，每个所述支撑块在所述第一块位置处比在所述第二块位置处沿径向更靠近相邻的所述支撑块。

4.根据权利要求3所述的桥塞，其特征在于，

每个所述卡瓦片在第一卡瓦片位置具有相对于所述芯轴的第一卡瓦片半径；

每个所述卡瓦片在第二卡瓦片位置具有相对于所述芯轴的第二卡瓦片半径，每个所述卡瓦片在所述第一卡瓦片位置处比在所述第二卡瓦片位置处沿径向更靠近相邻的所述卡瓦片。

5.根据权利要求4所述的桥塞，其特征在于，

每个所述空间在所述第一卡瓦片位置具有相对于对应的相邻两所述卡瓦片的第一槽距离，并且

每个所述空间在所述第二卡瓦片位置具有相对于对应的相邻两所述卡瓦片的第二槽距离，每个所述第二槽距离大于相应的所述第一槽距离。

6.根据权利要求5所述的桥塞，其特征在于，

所述锥体组件与所述密封环滑动啮合，多个所述卡瓦片朝向所述设置环，所述密封环处于所述第一密封位置，每个所述支撑块处于各自的所述第一块位置，每个所述卡瓦片处于各自的所述第一卡瓦片位置。

7.根据权利要求5所述的桥塞，其特征在于，

所述锥体组件与所述密封环和多个所述卡瓦片锁定啮合，所述密封环处于所述第二密封位置，至少一个所述支撑块处于所述第二块位置，至少一个所述卡瓦片处于所述第二卡瓦片位置。

8.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述锥体组件进一步包括内锥形通道。

9.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述密封环具有与所述锥体组件的所述锥体外表面配合的锥体内表面。

10.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，每个所述外卡瓦片表面包括多个空腔和多个插入件，每个所述插入件从对应的所述空腔中突出，以形成粗糙的外表面。

11.根据权利要求10所述的桥塞，其特征在于，多个所述空腔和多个所述插入件布置在从所述第一卡瓦片端到所述第二卡瓦片端的每个所述外卡瓦片表面上。

12.根据权利要求11所述的桥塞，其特征在于，每个所述插入件具有相对于所述外卡瓦片表面的斜表面，每个所述斜表面从所述外卡瓦片表面径向向外成角度。

13.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，每个所述卡瓦片进一步包括位于所述第二卡瓦片端部且与所述倾斜的内卡瓦片表面相邻的一设置的内卡瓦片表面。

14.一种安装在井筒中的方法，其特征在于，该方法包括：

制造如权利要求1所述的桥塞，包括以下制造步骤：

将所述桥塞下入到井下位置；

将至少一个支撑块从第一块位置的第一块半径相对于所述芯轴径向扩展到第二块位置的第二块半径，所述支撑块在所述第一块位置处比在所述第二块位置处更靠近相邻的所述支撑块；

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在所述井下位置部署定位工具；以及

用固定工具完成移动所述设置环的步骤。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在移动所述设置环的步骤的同时，用至少一个所述支撑块从至少一个所述空间密封所述密封环。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述井下位置由具有井壁的井眼组成，并且

所述第二设置距离和所述第二设置位置由所述第二卡瓦片位置中与所述井壁固定啮合的至少一个所述卡瓦片确定。