CN112523721B - 可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞及间隙的密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞以及间隙的密封方法，属于油气开采技术领域。解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。该可溶解桥塞用密封组合体包括密封圈以及支撑环，支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，支撑环的轴向端面与密封圈的轴向端面相抵接；支撑环以及密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的部件之外，处于膨胀状态的支撑环的支撑零件能对密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变。本发明用于减少密封件尺寸，增加桥塞的密封性、扩大桥塞的适用范围。

Description

可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞及间隙的密封方法

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，特别是一种可溶解桥塞用密封组合体、设置该可溶解桥塞用密封组合体的可溶解桥塞以及可溶解桥塞与套管间隙的密封方法。

背景技术

桥塞是一种用于油气井下的封堵工具，其可以封堵当前的油气生产层，以便于对其他油气生产层实施工艺措施，待工艺完成后，解除临时封堵，建立生产层与井筒的流动通道，实现对油气井的采油、采气作业。

密封组合体是桥塞上用于密封桥塞与套管之间间隙的重要工具，申请号为:201610868106.2的中国发明专利申请公开的桥塞提供了一种密封组合体，其包括上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环，上变径支撑环与下变径支撑环各自均包括两个环形组件。当该密封组合体受到轴向压力后，上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环均发生径向变形并膨胀至与桥塞所在的套管紧密抵接时，上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环即可封堵桥塞内部中心通道与套管之间的间隙。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中可溶桥塞的密封主要靠变径支撑环和可溶胶筒组成的密封体实现，其中变径支撑环上设计有多条叉状分支，当可溶桥塞下井坐封在套管内时，变径支撑环与可溶胶筒被挤压膨胀，将可溶桥塞与井筒之间的间隙密封，可溶桥塞随入井时间降解，变径支撑环的尺寸也随入井时间降解变小，造成密封体强度减弱，不能满足压裂施工需求可溶桥塞在井下保持24小时以上性能要求，所以存在密封持久性、温度适应性较差的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种可溶解桥塞用密封组合体、设置该可溶解桥塞用密封组合体的可溶解桥塞以及(该可溶解桥塞与套管之间)间隙的密封方法，解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。本发明实施例至少提供了如下技术方案：

本发明实施例提供的可溶解桥塞用密封组合体，包括密封圈以及支撑环，其中：

所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度；

所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接；

所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件(优选为支撑椎体)之外；

所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

优选或可选地，所述支撑环为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

优选或可选地，所述支撑环为可溶解或可降解金属材质制成；和/或，所述密封圈为可溶解或可降解金属制成，或者，所述密封圈为可溶解或可降解橡胶制成。

优选或可选地，所述支撑零件的横截面外轮廓和/或内轮廓呈O形(或理解为环形)或C型(或理解为带缺口的环形)，每个所述支撑零件的轴向端面上均设置有滑动坡面，相邻的所述支撑零件的滑动坡面之间彼此相抵接。

优选或可选地，所述支撑环包含的所述支撑零件的数目为两个或两个以上，且两个所述支撑零件中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。

本发明实施例提供的可溶解桥塞，包括中心杆、本发明任一技术方案提供的可溶解桥塞用密封组合体，所述可溶解桥塞用密封组合体的所述支撑环以及所述密封圈均套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件(优选为支撑椎体)之外。

优选或可选地，所述可溶解桥塞包括支撑锥体以及轴向挤压件，其中：

所述支撑锥体设置有中心孔以及下部外锥面，且所述支撑锥体的中心孔套设在所述中心杆上；

所述支撑环以及所述密封圈均套设在所述支撑锥体的下部外锥面上，所述密封圈的位置相对更接近所述下部外锥面外径最大的位置；

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力能使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙，同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力能使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

优选或可选地，所述支撑锥体的材质与所述支撑环的材质相同并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

优选或可选地，所述轴向挤压件的上端面设置有限位凸缘，所述支撑环的中心孔的端口处设置有与所述限位凸缘匹配的限位槽，所述限位凸缘嵌于所述限位槽与所述支撑锥体的所述下部外锥面之间；和/或，所述支撑环以及所述密封圈各自的内壁均设置有与所述支撑锥体的下部外锥面适配的滑动内坡面。

优选或可选地，所述轴向挤压件为下卡瓦，所述下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面，所述上端内锥面套设在所述下部外锥面上，所述下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙，所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体(或称:锁母或丢手)，所述可脱落支撑体设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦的下部只在径向方向上滑动，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述下部外锥面以及所述上端内锥面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀当所述可溶解桥塞坐封时所述下卡瓦的所述下锚定齿牙卡在所述套管，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述可溶解桥塞坐封时至少所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

优选或可选地，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环的下部设置有限位外锥面，所述支撑锥体中心孔的上端设置有与所述限位外锥面匹配的限位内锥面；

所述支撑锥体的上端面还设置有连接凸缘，所述连接凸缘与所述连接轴环的上部螺纹连接；

所述可溶解桥塞坐封时所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内，所述密封圈、所述支撑环以及所述下卡瓦介于所述支撑锥体与所述套管之间。

优选或可选地，所述下卡瓦包括若干环绕所述可溶解桥塞的轴心线排列的齿牙基座，每个所述齿牙基座外壁上设置有若干下锚定齿牙(下卡瓦除去下锚定齿牙外的结构优选为一体式结构)，相邻的所述齿牙基座之间存在间隙且通过连接筋相连接，所述导向凸齿位于所述齿牙基座上，所述下卡瓦膨胀至坐封位置时，所述连接筋断开，所述齿牙基座带动下所述下锚定齿牙卡在所述可溶解桥塞所在的套管内。

优选或可选地，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环套设有中心筒，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦以及所述支撑锥体的部分区段，其中：

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接；

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动；

所述支撑锥体还设置有上部外锥面，所述上卡瓦的外表面设置有若干上锚定齿牙，所述上卡瓦中心孔的下端口处设置有与所述上部外锥面适配的下端内锥面；

所述中心杆以及所述中心筒上行时，所述压环会压着所述上卡瓦下行，所述上卡瓦在所述支撑锥体的上部外锥面、所述下端内锥面的共同作用下沿径向逐渐膨胀，当所述可溶解桥塞坐封时所述上卡瓦的所述上锚定齿牙卡在所述套管的内壁上，所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

优选或可选地，所述上卡瓦包括若干环绕所述可溶解桥塞的轴心线排列的齿牙基座，每个所述齿牙基座外壁上设置有若干上锚定齿牙(上卡瓦除去上锚定齿牙外的结构优选为一体式结构)，相邻的所述齿牙基座之间存在间隙且通过连接筋相连接，所述导向凸齿位于所述齿牙基座上，所述下卡瓦膨胀至坐封位置时，所述连接筋断开，所述齿牙基座带动上锚定齿牙卡在所述可溶解桥塞所在的套管内。

优选或可选地，所述中心筒与所述中心杆之间螺纹连接，所述上部外锥面与所述下端内锥面之间螺纹连接，所述中心筒的外壁与所述上卡瓦的中心孔的内壁之间螺纹连接；

所述支撑锥体的下部外锥面与所述下卡瓦的上端内锥面之间、所述支撑锥体的上部外锥面与所述上卡瓦的下端内锥面之间以及所述中心筒的外壁与所述支撑锥体的中心孔的内壁之间均设置有防退齿牙结构，所述防退齿牙结构能阻止所述支撑锥体上行后退回。

优选或可选地，所述中心杆连接有中心筒，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦、所述支撑锥体以及所述轴向挤压件，其中：

所述支撑锥体上部设置有上部外锥面，所述上部外锥面与所述上卡瓦的中心孔端口处的下端内锥面相适配；

所述密封圈与所述支撑环从上往下依次套设在所述支撑锥体的下部外锥面上；

所述轴向挤压件为带中心孔的锥体结构且其上端面抵压在所述支撑环的下端面上；

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接；

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合，且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动；

所述轴向挤压件的底端外坡面上套设有下卡瓦，所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自均包括环箍以及若干套设在环箍上的齿牙基座，每个所述齿牙基座外壁上设置有若干锚定齿牙；

所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体，所述可脱落支撑体的端面上设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦只在径向方向上膨胀，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述轴向挤压件的底端外坡面以及所述下卡瓦的中心孔端口处的上端口内坡面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀，在所述支撑锥体的上部外锥面以及所述上卡瓦的中心孔端口处的下端口内坡面共同的作用下所述上卡瓦逐渐膨胀，当所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自的锚定齿牙均卡在所述套管内壁上时，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述密封圈、所述支撑环、所述轴向挤压件以及所述下卡瓦共同坐封于所述套管内使所述可溶解桥塞坐封。

优选或可选地，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环的外径大于所述中心杆，所述连接轴环与所述中心筒螺纹连接，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述压环与所述中心筒螺纹连接。

本发明实施例提供的间隙的密封方法，该间隙为上述任一技术方案提供的所述的可溶解桥塞与套管之间的间隙，该间隙的密封方法，包括以下步骤：

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙；

同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡(以遮挡的方式阻止)所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

上述任一技术方案至少可以产生如下的技术效果：

由于本发明提供的密封组合体中支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的支撑环的支撑零件能对密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露，支撑环相对于现有技术中的变径支撑环而言，支撑环的支撑与遮挡、密封作用，与密封圈形成了更严密，可靠的密封匹配关系，有效地降低了可溶解、可降解密封圈受热后从支撑环与套筒之间的间隙泄露的可能性，同时，支撑环与密封圈在从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力的挤压下与该径向推力的施力件(例如:轴向挤压件)间隙也更小了，所以解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。

另外，本发明支撑环仅仅只需要为密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变即可，无需支撑环发生弹性变形并膨胀至与套管紧密抵接、贴合的状态，由此其轴向尺寸无需设置较大，同时，更为显著的进步是：本发明的密封圈仅需要利用其弹性(柔性)实现密封作用即可，无需保持较强的刚性以挤压变径支撑环变形并膨胀至与套管紧密抵接、贴合的状态，所以密封圈的轴向尺寸也可以设置较小，进而设置密封组合体的桥塞的轴向尺寸也可以设置较小。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种可溶解桥塞用密封组合体的由O型支撑零件组成的支撑环的拆解示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种可溶解桥塞用密封组合体的C型支撑零件组成的支撑环从初始状态到被压裂时或由O型支撑零件组成的支撑环从初始状态到被压裂时的拆解示意图；

图3为本发明实施例1提供的应用单向一体式卡瓦的可溶解桥塞的拆解示意图；

图4为本发明实施例1提供的应用单向一体式卡瓦的可溶解桥塞的拆解剖视示意图；

图5为本发明实施例1提供的应用单向一体式卡瓦的可溶解桥塞从初始状态运行至坐封状态的过程的示意图；

图6为本发明实施例2提供的应用双向一体式卡瓦的可溶解桥塞的拆解示意图；

图7为本发明实施例2提供的应用双向一体式卡瓦的可溶解桥塞的拆解剖视示意图；

图8为本发明实施例2提供的应用双向一体式卡瓦的可溶解桥塞从初始状态运行至坐封状态的过程的示意图；

图9为本发明实施例3提供的应用双向组合式卡瓦的可溶解桥塞的拆解示意图；

图10为本发明实施例3提供的应用双向组合式卡瓦的可溶解桥塞的拆解剖视示意图；

图11为本发明实施例3提供的应用双向组合式卡瓦的可溶解桥塞从初始状态运行至坐封状态的过程的示意图。

图中：1、密封圈；2、支撑环；21、支撑零件；210、滑动坡面；211、限位槽；120、滑动内坡面；3、中心杆；31、连接轴环；32、中心筒；321、止位凸缘；311、限位外锥面；41、支撑锥体；411、限位内锥面；412、连接凸缘；410、下部外锥面；420、上部外锥面；42、轴向挤压件；421、限位凸缘；422、底端外坡面；43、套管；441、上端内锥面；442、下锚定齿牙；44、可脱落支撑体；440、限位凸齿；443、导向凸齿；444、齿牙基座；445、连接筋；446、下端内锥面；447、上锚定齿牙；448、环箍；45、压环；46、上卡瓦；47、防退齿牙结构；48、下卡瓦；481、上端口内坡面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图1-图11对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种轴向尺寸小、使用零部件少，材料成本低且密封效果好、应用范围广泛的密封组合体以及设置该密封组合体的可溶解桥塞。

如图1-图11所示，本发明实施例提供的可溶解桥塞用密封组合体，包括如图3所示密封圈1以及如图1和图2所示支撑环2，其中：

支撑环2的刚度强于密封圈1的刚度；密封圈1的材质可以与现有的密封胶筒的材质相同，也可以不同。

支撑环2包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件21组成，支撑环2的轴向端面与密封圈1的轴向端面相抵接；

支撑环2以及密封圈1各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆3上的部件(优选为支撑椎体)之外；

支撑环2受到朝接近密封圈1方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件21能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的支撑环2(支撑环2的支撑零件21此时可以为压裂或压开很小间隙的状态，堆叠的支撑零件21的间隙在支撑环2周向上互相错开，也就是说轴向上不重叠)的支撑零件21能对密封圈1施加轴向推力以阻止密封圈1沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

由于本发明提供的密封组合体中支撑环2受到朝接近密封圈1方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件21能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的支撑环2(支撑环2的支撑零件21此时可以为压裂或压开很小间隙的状态，堆叠的支撑零件21的间隙在支撑环2周向上互相错开，也就是说轴向上不重叠)的支撑零件21能对密封圈1施加轴向推力以阻止密封圈1沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露，支撑环2相对于现有技术中的变径支撑环2而言，支撑环的支撑与遮挡、密封作用，与密封圈形成了更严密，可靠的密封匹配关系，有效地降低了可溶解、可降解密封圈受热后从支撑环与套筒之间的间隙泄露的可能性，同时，支撑环与密封圈的在从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力的挤压下与该径向推力的施力件(例如:轴向挤压件)间隙也更小了，所以解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。

另外，本发明支撑环2仅仅只需要为密封圈1施加轴向推力以阻止密封圈1沿轴向发生形变即可，无需支撑环2发生弹性变形并膨胀至与套管43紧密抵接、贴合的状态，由此其轴向尺寸无需设置较大，同时，更为显著的进步是：本发明的密封圈1仅需要利用其弹性(柔性)实现密封作用即可，无需保持较强的刚性以挤压变径支撑环2变形并膨胀至与套管43紧密抵接、贴合的状态，所以密封圈1的轴向尺寸也可以设置较小，进而设置密封组合体的桥塞的轴向尺寸也可以设置较小。

作为可选地实施方式，本实施例中支撑环2为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈1在所述支撑环2溶解前泄露。可溶解或可降解材质制成的支撑环2不会阻塞流体通道，不会阻碍油气的采掘。

作为可选地实施方式，本实施例中支撑环2为可溶解或可降解金属材质制成，和/或，密封圈1为可溶解或可降解橡胶制成。支撑环2优选为与桥塞除去密封圈1的其他部分的材质相同，此种设计方便取材也方便量产。

作为可选地实施方式，本实施例中支撑零件21的横截面外轮廓和/或内轮廓呈如图1所示O形(或理解为环形)或C型(或理解为带缺口的环形)，每个支撑零件21的轴向端面上均设置有滑动坡面210，相邻的支撑零件21的滑动坡面210之间彼此相抵接。支撑环2与所述密封圈的抵接面优选为平面。上述结构的设计方便支撑零件21受到朝接近密封圈1方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件21能沿径向滑动至膨胀状态。当然，滑动坡面210也可以为弧面或曲面，只要能实现滑动即在本发明的保护范围之内。作为可选地实施方式，本实施例中支撑环2包含的支撑零件21的数目优选为两个(也可以为三个或三个以上个)，且两个支撑零件21中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。

上述结构较为紧凑，方便装配且容易确保支撑环2整体在轴向上各处厚度尺寸一致。

可溶解桥塞实施例1(单向一体式卡瓦)：

如图3、图4和图5所示，本发明实施例提供的可溶解桥塞，包括中心杆3、本发明任一技术方案提供的可溶解桥塞用密封组合体，可溶解桥塞用密封组合体的支撑环2以及密封圈1均套设在可溶解桥塞的中心杆3上的部件(优选为支撑椎体)之外。可溶解桥塞各零部件优选均为可溶解材质制成。

作为可选地实施方式，本实施例中可溶解桥塞包括支撑锥体41以及轴向挤压件42，其中：

支撑锥体41设置有中心孔以及下部外锥面410(本发明中所有坡面均可以采用锥面或类似特性的曲面例如弧面替代)，且支撑锥体41的中心孔套设在中心杆3上；

支撑环2以及密封圈1均套设在支撑锥体41的下部外锥面410上，密封圈1的位置相对更接近下部外锥面410外径最大的位置；

轴向挤压件42对支撑环2以及密封圈1施加轴向推力推动支撑环2以及密封圈1在下部外锥面410上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，下部外锥面410对密封圈1施加的从内往外的径向推力能使密封圈1发生径向变形并在可溶解桥塞坐封于油气井内的套管43时密封支撑锥体41与套管43之间的间隙，同时，下部外锥面410对支撑环2施加的从内往外的径向推力能使支撑环2的支撑零件21沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的支撑环2(支撑环2的支撑零件21此时可以为压裂或压开很小间隙的状态，图2三个图中右边的两个图既可以示意出O型支撑环2压裂的状态，也可以示意出C型支撑环2压裂的状态)的支撑零件21能对膨胀状态的密封圈1施加轴向推力以阻止密封圈1沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。

轴向挤压件42对支撑环2以及密封圈1不仅施加轴向推力，而且施加从内往外的径向推力，由此可以确保支撑环2以及密封圈1同步发生变形，可溶解桥塞坐封于油气井内的套管43时，支撑环2即使被压裂其仍旧可以对膨胀后的密封圈1施加轴向推力，确保密封效果。

作为可选地实施方式，本实施例中支撑锥体41的材质与支撑环2的材质相同。此设计方便取材，有利于支撑锥体41和支撑环2的量产。

作为可选地实施方式，本实施例中轴向挤压件42的上端面设置有限位凸缘421，支撑环2的中心孔的端口处设置有与限位凸缘421匹配的限位槽211，限位凸缘421嵌于限位槽211与支撑锥体41的下部外锥面410之间。和/或，支撑环2以及密封圈1各自的内壁均设置有与支撑锥体41的下部外锥面410适配的滑动内坡面120。支撑环2以及密封圈1各自的滑动内坡面120的锥度或坡度优选为一致。

限位凸缘421与限位槽211形成的配合结构可以对支撑环2进行可靠限位，确保其不会受压而翻转，进而确保了其对密封圈1提供可靠的支撑力。

滑动内坡面120的设置可以确保支撑环2以及密封圈1平稳的膨胀和滑行。

作为可选地实施方式，本实施例中轴向挤压件42为下卡瓦，下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面441，上端内锥面441套设在下部外锥面410上，下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙442，中心杆3的底部连接有可脱落支撑体44(或称:锁母或丢手)，可脱落支撑体44设置有若干限位凸齿440，限位凸齿440与下卡瓦上的导向凸齿443相啮合且该啮合结构能使下卡瓦的下部只在径向方向上滑动，中心杆3拉动可脱落支撑体44上行过程中，可脱落支撑体44会拉动下卡瓦一并上行，在下部外锥面410以及上端内锥面441共同的作用下下卡瓦逐渐膨胀当可溶解桥塞坐封时下卡瓦的下锚定齿牙442卡在套管43，可脱落支撑体44从中心杆3脱落，可溶解桥塞坐封时至少支撑锥体41、下卡瓦、支撑环2以及密封圈1坐封于套管43内。

作为可选地实施方式，本实施例中中心杆3设置有连接轴环31，连接轴环31的下部设置有限位外锥面311，支撑锥体41中心孔的上端设置有与限位外锥面311匹配的限位内锥面411；

支撑锥体41的上端面还设置有连接凸缘412，连接凸缘412与连接轴环31的上部螺纹连接；

可溶解桥塞坐封时支撑锥体41、下卡瓦、支撑环2以及密封圈1坐封于套管43内，密封圈1、支撑环2以及下卡瓦介于支撑锥体41与套管43之间。

上述结构使得坐封后，剩余在套管43内的桥塞零部件达到了最少，极大的减少了桥塞以及桥塞坐封部分的轴向尺寸，扩大了桥塞的应用范围。

作为可选地实施方式，本实施例中下卡瓦包括若干环绕可溶解桥塞的轴心线排列的齿牙基座444，每个齿牙基座444外壁上设置有若干下锚定齿牙442(下卡瓦除去下锚定齿牙442外的结构优选为一体式结构)，相邻的齿牙基座444之间存在间隙且通过连接筋445相连接，导向凸齿443位于齿牙基座444上，下卡瓦膨胀至坐封位置时，连接筋445断开，齿牙基座444带动下下锚定齿牙442卡在可溶解桥塞所在的套管43内。

下卡瓦优选为除去下锚定齿牙442之外的结构均为一体式结构，一体式结构具有方便装配的优点。此时，只有一个下卡瓦，其对套管43施加的锚定力是单向的，所以称之为单向一体式卡瓦。

可溶解桥塞实施例2(双向一体式卡瓦)：

如图6、图7和图8所示，本实施例中中心杆3设置有连接轴环31，连接轴环31套设有中心筒32，中心筒32上部设置有止位凸缘321，中心筒32的止位凸缘321的下方从上往下依次套设有压环45、上卡瓦46以及支撑锥体41的部分区段，其中：

止位凸缘321与压环45的上端面相抵接；

压环45上的限位凸齿440与上卡瓦46上的导向凸齿443相啮合且该啮合结构能使上卡瓦46的上部只能沿径向方向滑动；

支撑锥体41还设置有上部外锥面420，上卡瓦46的外表面设置有若干上锚定齿牙447，上卡瓦46中心孔的下端口处设置有与上部外锥面420适配的下端内锥面446；

中心杆3以及中心筒32上行时，压环45会压着上卡瓦46下行，上卡瓦46在支撑锥体41的上部外锥面420、下端内锥面446的共同作用下沿径向逐渐膨胀，当可溶解桥塞坐封时上卡瓦46的上锚定齿牙447卡在套管43的内壁上，中心筒32、压环45、上卡瓦46、支撑锥体41、下卡瓦48、支撑环2以及密封圈1坐封于套管43内。

上卡瓦46、下卡瓦48各自的锚定齿牙共同锚定在套管43内，确保了坐封的可靠性。

作为可选地实施方式，本实施例中上卡瓦46包括若干环绕可溶解桥塞的轴心线排列的齿牙基座444，每个齿牙基座444外壁上设置有若干上锚定齿牙447(上卡瓦46除去上锚定齿牙447外的结构优选为一体式结构)，相邻的齿牙基座444之间存在间隙且通过连接筋445相连接，导向凸齿443位于齿牙基座444上，下卡瓦48膨胀至坐封位置时，连接筋445断开，齿牙基座444带动上锚定齿牙447卡在可溶解桥塞所在的套管43内。

上卡瓦46与下卡瓦48这两个卡瓦对套管43施加的锚定力是双向的，所以称之为双向一体式卡瓦。

作为可选地实施方式，本实施例中中心筒32与中心杆3之间螺纹连接，上部外锥面420与下端内锥面446之间螺纹连接，中心筒32的外壁与上卡瓦46的中心孔的内壁之间螺纹连接；螺纹连接具有结构紧凑，方便拆装的优点。

支撑锥体41的下部外锥面410与下卡瓦48的上端内锥面441之间、支撑锥体41的上部外锥面420与上卡瓦46的下端内锥面446之间以及中心筒32的外壁与支撑锥体41的中心孔的内壁之间均设置有防退齿牙结构47，防退齿牙结构47能阻止支撑锥体41上行后退回。防退齿牙结构47优选为棘齿结构，其可以防止支撑锥体41上行后退回，从而确保了坐封的可靠性。

可溶解桥塞实施例3(双向组合式卡瓦)：

如图9、图10和图11所示，本实施例中中心杆3连接有中心筒32，中心筒32上部设置有止位凸缘321，中心筒32的止位凸缘321的下方从上往下依次套设有压环45、上卡瓦46、支撑锥体41以及轴向挤压件42，其中：

支撑锥体41上部设置有上部外锥面420，上部外锥面420与上卡瓦46的中心孔端口处的下端内锥面446相适配；

密封圈1与支撑环2从上往下依次套设在支撑锥体41的下部外锥面410上；

轴向挤压件42为带中心孔的锥体结构且其上端面抵压在支撑环2的下端面上；

止位凸缘321与压环45的上端面相抵接；

压环45上的限位凸齿440与上卡瓦46上的导向凸齿443相啮合，且该啮合结构能使所述上卡瓦46的上部只能沿径向方向滑动；

轴向挤压件42的底端外坡面422上套设有下卡瓦48，下卡瓦48以及上卡瓦46各自均包括环箍448以及若干套设在环箍448上的齿牙基座444，每个齿牙基座444外壁上设置有若干锚定齿牙；

中心杆3的底部连接有可脱落支撑体44，可脱落支撑体44的端面上设置有若干限位凸齿440，限位凸齿440与下卡瓦48上的导向凸齿443相啮合且该啮合结构能使下卡瓦48只在径向方向上膨胀，中心杆3拉动可脱落支撑体44上行过程中，可脱落支撑体44会拉动下卡瓦48一并上行，在轴向挤压件42的底端外坡面422以及下卡瓦48的中心孔端口处的上端口内坡面481共同的作用下下卡瓦48逐渐膨胀，在支撑锥体41的上部外锥面420以及上卡瓦46的中心孔端口处的下端口内坡面共同的作用下上卡瓦46逐渐膨胀，当下卡瓦48以及上卡瓦46各自的锚定齿牙均卡在套管43内壁上时，可脱落支撑体44从中心杆3脱落，中心筒32、压环45、上卡瓦46、支撑锥体41、密封圈1、支撑环2、轴向挤压件42以及下卡瓦48共同坐封于套管43内使可溶解桥塞坐封。

本实施例中下卡瓦48以及上卡瓦46的结构与现有技术(例如：申请号为:201610868106.2的中国发明专利申请)相同且均为组合式卡瓦。

作为可选地实施方式，本实施例中中心杆3设置有连接轴环31，连接轴环31的外径大于中心杆3，连接轴环31与中心筒32螺纹连接，中心筒32上部设置有止位凸缘321，压环45与中心筒32螺纹连接。

上述结构有利于扩大桥塞的内通径，同时，连接轴环31的设置扩大了中心杆3的周向尺寸，由于其仅仅存在于中心杆3轴向上的一小段区域，所以节省了中心杆3的重量以及耗费的材质。

本发明实施例提供的间隙的密封方法，该间隙为本发明提供的上述任一技术方案提供的可溶解桥塞与套管之间的间隙，可溶解桥塞与套管之间间隙的密封方法，包括以下步骤：

轴向挤压件42对支撑环2以及密封圈1施加轴向推力推动支撑环2以及密封圈1在下部外锥面410上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，下部外锥面410对密封圈1施加的从内往外的径向推力使密封圈1发生径向变形并在可溶解桥塞坐封于油气井内的套管43时密封支撑锥体41与套管43之间的间隙，同时，下部外锥面410对支撑环2施加的从内往外的径向推力使支撑环2的支撑零件21沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的支撑环2(支撑环2的支撑零件21此时可以为压裂或压开很小间隙的状态，堆叠的支撑零件21的间隙在支撑环2周向上互相错开，也就是说轴向上不重叠)的支撑零件21对膨胀状态的密封圈1施加轴向推力以阻止密封圈1沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

可溶解桥塞坐封时，使用桥塞送塞工具的适配器向上(接近的井口方向)拉动或拉住中心杆3，同时，使用桥塞送塞工具的推筒(或称：外筒)压住或向下(接近井底的方向)推动如图3-图5所示的支撑锥体41或图6-图9所示的压环45，抽拉中心杆3直至锚定齿牙卡在套管43内壁上时，抽出中心杆3，可脱落支撑体44同步脱落掉下，可溶解桥塞便可以坐封于套管43之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种可溶解桥塞，其特征在于，包括中心杆、可溶解桥塞用密封组合体，所述可溶解桥塞用密封组合体，包括密封圈以及支撑环，所述支撑环以及所述密封圈均套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外；其中：

所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度；

所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接；

所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外；

所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露；

所述可溶解桥塞包括支撑锥体以及轴向挤压件，其中：

所述支撑锥体设置有中心孔以及下部外锥面，且所述支撑锥体的中心孔套设在所述中心杆上；

所述支撑环以及所述密封圈均套设在所述支撑锥体的下部外锥面上，所述密封圈的位置相对更接近所述下部外锥面外径最大的位置；

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力能使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙，同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力能使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露；

所述轴向挤压件的上端面设置有限位凸缘，所述支撑环的中心孔的端口处设置有与所述限位凸缘匹配的限位槽，所述限位凸缘嵌于所述限位槽与所述支撑锥体的所述下部外锥面之间。

2.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑环为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。

3.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑环为可溶解或可降解金属材质制成；和/或，所述密封圈为可溶解或可降解金属制成，或者，所述密封圈为可溶解或可降解橡胶制成。

4.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑零件的横截面外轮廓和/或内轮廓呈O形或C型，每个所述支撑零件的轴向端面上均设置有滑动坡面，相邻的所述支撑零件的滑动坡面之间彼此相抵接。

5.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑环包含的所述支撑零件的数目为两个或两个以上，且两个所述支撑零件中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。

6.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑锥体的材质与所述支撑环的材质相同。

7.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑环以及所述密封圈各自的内壁均设置有与所述支撑锥体的下部外锥面适配的滑动内坡面。

8.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述轴向挤压件为下卡瓦，所述下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面，所述上端内锥面套设在所述下部外锥面上，所述下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙，所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体，所述可脱落支撑体设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦的下部只在径向方向上滑动，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述下部外锥面以及所述上端内锥面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀当所述可溶解桥塞坐封时所述下卡瓦的所述下锚定齿牙卡在所述套管，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述可溶解桥塞坐封时至少所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

9.根据权利要求8所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环的下部设置有限位外锥面，所述支撑锥体中心孔的上端设置有与所述限位外锥面匹配的限位内锥面；

所述支撑锥体的上端面还设置有连接凸缘，所述连接凸缘与所述连接轴环的上部螺纹连接；

所述可溶解桥塞坐封时所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内，所述密封圈、所述支撑环以及所述下卡瓦介于所述支撑锥体与所述套管之间。

10.根据权利要求8所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环套设有中心筒，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦以及所述支撑锥体的部分区段，其中：

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接；

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动；

所述支撑锥体还设置有上部外锥面，所述上卡瓦的外表面设置有若干上锚定齿牙，所述上卡瓦中心孔的下端口处设置有与所述上部外锥面适配的下端内锥面；

所述中心杆以及所述中心筒上行时，所述压环会压着所述上卡瓦下行，所述上卡瓦在所述支撑锥体的上部外锥面、所述下端内锥面的共同作用下沿径向逐渐膨胀，当所述可溶解桥塞坐封时所述上卡瓦的所述上锚定齿牙卡在所述套管的内壁上，所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。

11.根据权利要求10所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述中心筒与所述中心杆之间螺纹连接，所述上部外锥面与所述下端内锥面之间螺纹连接，所述中心筒的外壁与所述上卡瓦的中心孔的内壁之间螺纹连接；

所述支撑锥体的下部外锥面与所述下卡瓦的上端内锥面之间、所述支撑锥体的上部外锥面与所述上卡瓦的下端内锥面之间以及所述中心筒的外壁与所述支撑锥体的中心孔的内壁之间均设置有防退齿牙结构，所述防退齿牙结构能阻止所述支撑锥体上行后退回。

12.根据权利要求1所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述中心杆连接有中心筒，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦、所述支撑锥体以及所述轴向挤压件，其中：

所述支撑锥体上部设置有上部外锥面，所述上部外锥面与所述上卡瓦的中心孔端口处的下端内锥面相适配；

所述密封圈与所述支撑环从上往下依次套设在所述支撑锥体的下部外锥面上；

所述轴向挤压件为带中心孔的锥体结构且其上端面抵压在所述支撑环的下端面上；

所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接；

所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合，且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动；

所述轴向挤压件的底端外坡面上套设有下卡瓦，所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自均包括环箍以及若干套设在环箍上的齿牙基座，每个所述齿牙基座外壁上设置有若干锚定齿牙；

所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体，所述可脱落支撑体的端面上设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦只在径向方向上膨胀，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述轴向挤压件的底端外坡面以及所述下卡瓦的中心孔端口处的上端口内坡面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀，在所述支撑锥体的上部外锥面以及所述上卡瓦的中心孔端口处的下端口内坡面共同的作用下所述上卡瓦逐渐膨胀，当所述下卡瓦以及所述上卡瓦各自的锚定齿牙均卡在所述套管内壁上时，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述中心筒、所述压环、所述上卡瓦、所述支撑锥体、所述密封圈、所述支撑环、所述轴向挤压件以及所述下卡瓦共同坐封于所述套管内使所述可溶解桥塞坐封。

13.一种间隙的密封方法，该间隙为权利要求1-12任一所述的可溶解桥塞与套管之间的间隙，其特征在于，该间隙的密封方法包括以下步骤：

所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙；同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。