CN113250649B - 一种井下封堵系统及其使用方法 - Google Patents

一种井下封堵系统及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113250649B
CN113250649B CN202010082872.2A CN202010082872A CN113250649B CN 113250649 B CN113250649 B CN 113250649B CN 202010082872 A CN202010082872 A CN 202010082872A CN 113250649 B CN113250649 B CN 113250649B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cone
slip
plugging
section
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010082872.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113250649A (zh
Inventor
洪苑栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Weitai Kechuang Petroleum Equipment Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Sichuan Weitai Kechuang Petroleum Equipment Manufacturing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Weitai Kechuang Petroleum Equipment Manufacturing Co ltd filed Critical Sichuan Weitai Kechuang Petroleum Equipment Manufacturing Co ltd
Priority to CN202010082872.2A priority Critical patent/CN113250649B/zh
Publication of CN113250649A publication Critical patent/CN113250649A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113250649B publication Critical patent/CN113250649B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/129—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E21B23/06—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells for setting packers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • E21B33/1212—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means including a metal-to-metal seal element
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

本发明涉及井下封堵领域，特别是一种井下封堵系统及其使用方法。一种井下封堵系统，包括：卡座，包括可溶性金属制成的锥体，所述锥体外表面为锥面，所述锥体内部具有沿轴向设置的通道，所述通道为圆台状；封堵装置，包括段一，所述段一为可溶性金属构件，所述段一外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体内表面的形状和尺寸。所述井下封堵系统的封堵装置的封堵效果比封堵球的封堵效果更好，且能分担所述锥体的承压，进而实现了所述锥体的通道增大，保证了压裂液和井内杂质的返排效率，且所述井下封堵系统能够控制通井时间，控制施工周期，节约施工成本。

Description

一种井下封堵系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及井下封堵领域，特别是一种井下封堵系统及其使用方法。
背景技术
现有技术的井下封堵系统，其包括封堵球和可溶性卡座，如图1-2所示，可溶性所述卡座包括锥体15和下接头14，在锥体15和下接头14之间设有胶筒12和卡瓦13，且为了满足密封要求，在胶筒12和卡瓦13还需要设置挡环11或复合片。所述井下封堵系统的使用方法：先将可溶性卡座坐封于井下套管，然后再将一个封堵球投入套管中，使封堵球堵住所述锥体15内部的通道，实现封堵。但在具体施工中，发现现有的井下封堵系统存在以下不足：
(1)现有的可溶卡座大多采用胶筒12作为密封构件，存在体积大、溶解条件高、难以完全溶解以及施工后期经常造成井筒堵塞的不足，进而影响油井出油；且胶筒12具有流动特征，密封效果不甚理想；
(2)现有的可溶卡座的卡瓦13包括卡瓦座131和卡瓦齿135，其卡瓦座131大多由若干个卡瓦片31箍成，相邻两个卡瓦片31相互连接，且预设有切缝32，不仅结构复杂，加工困难，且在下井过程中，卡瓦片31容易发生损坏，影响锚定性能；除外，卡瓦座131抵接于胶筒12的一端存在切缝32，使卡瓦13传递至所述胶筒12的作用力不均匀，卡座坐封时容易导致胶筒12损坏；
(3)现有的可溶性卡座的锥体15大多为可溶性金属构件，因井内套管直径的限制，以及锥体15的承压能力必须得到保障，所以锥体15的厚度都比较厚，进而锥体15内部为孔径较小的圆柱状通道，如通道的直径为30mm-45mm，且通道的孔径无法做大，这极大的影响压裂液和井内杂质的返排效率，进而影响油、气的增产效果；
(4)现有技术的封堵球被投掷在所述通道的开口处，其只能对通道的开口处进行封堵，形成线封堵，并非对通道整体进行封堵，故其封堵效果较差，且其不能够分担所述锥体在井下所承受的压力，导致所述锥体在井下容易受压损坏，使卡座的坐封失败，进而致使井下封堵失败。
(5)当采用现有的井下封堵系统将井内套管封堵完成后，后续的矿井开发还有通井步骤，所述通井步骤就是等待卡座和封堵球都溶解掉，而卡座的溶解时间不可控，故很难去控制通井时间，导致施工的工期无法预估，施工成本增加。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的井下封堵系统中的锥体的通道孔径较小且无法做大，致使压裂液或井内杂质返排效率低，进而影响油、气的增产效果，且封堵球封堵锥体的通道时，其封堵效果较差且不能够分担锥体在井下所承受的压力，导致所述锥体在井下容易受压损坏，进而致使现有的井下封堵系统封堵失败的问题，提供一种井下封堵系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种井下封堵系统，包括：
卡座，包括可溶性金属制成的锥体，所述锥体外表面为锥面，所述锥体内部具有沿轴向设置的通道，所述通道为圆台状；
封堵装置，包括段一，所述段一为可溶性金属构件，所述段一外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体内表面的形状和尺寸。
现有技术中，所述锥体的通道因井下套管管径大小限制，以及锥体的承压能力限制，致使所述通道无法做大，且后续通井步骤中，因锥体的通道较小，故需要卡座和封堵球都溶解，才能保证通井后套管内流道大小，而卡座的溶解时间不能够控制，导致通井施工时间不确定，致使施工成本增加。现有技术的封堵球是在所述通道开口处进行封堵，实现的是线封堵，封堵效果较差，本发明中，所述封堵装置相比封堵球来看，其能够进入所述通道中进行封堵，实现了面封堵，封堵效果更好，且能够对所述锥体进行支撑，分担所述锥体的承压。现通过所述封堵装置来对所述锥体的承压进行分担，故能够将锥体的厚度给减小，从而实现锥体的通道尺寸变大，使压裂液和井内杂质的返排效率变高，且在后面的通井过程中，因为所述通道的尺寸够大，所以通井步骤中，前期只需要保证所述封堵装置被溶解掉，就能够保证通井前期的套管内流道尺寸，而所述封堵装置的溶解时间和封堵球一样是可控制的，故能够通过设计不同的封堵装置，进而来确定不同的通井时间，达到一个通井时间可控的目的。所述井下封堵系统的封堵装置的封堵效果比封堵球的封堵效果更好，且能分担所述锥体的承压，进而实现了所述锥体的通道增大，保证了压裂液和井内杂质的返排效率，且所述井下封堵系统能够控制通井时间，控制施工周期，节约施工成本。
优选的，所述卡座还包括：
金属密封环，套设在所述锥体上；
卡瓦，包括若干个卡瓦齿槽和呈圆筒状的卡瓦座，所述卡瓦座为一体式结构，所述卡瓦座的一端具有若干齿板，相邻两个所述齿板之间具有间隙，所述卡瓦齿槽中设有卡瓦齿，所述卡瓦套设在所述锥体上，所述卡瓦的一端抵接于所述金属密封环靠近所述锥体锥顶的一端；
下接头，所述下接头靠近所述锥体锥底的一端抵接于所述卡瓦具有所述齿板的一端。
本发明采用金属密封环进行密封，解决了胶筒体积大、溶解条件高的不足，金属密封环具有溶解性能好，不易堵塞井筒的优点，且金属密封环相较于胶筒，密封性能更好，保障了上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施。进一步的，本发明采用的卡瓦座为一体式结构，无需再设置多个卡瓦片和切缝，大大简化了卡瓦的结构，具有结构简单，便于加工的优点，且在下井过程中，一体式的卡瓦座不容易发生损坏，提高了锚定性能。最后，本发明采用所述卡瓦座只有一端具有齿板，所述齿板间具有间隙，当卡瓦座在锥体的坡面上爬动时，所述卡瓦座具有所述齿板的一端用于抵接下接头，受下接头的抵接力作用，所述卡瓦座上的所述齿板会向四周撑开，但不会断裂，直至所述齿板贴合套管内壁，且卡瓦齿卡入套管内壁中，实现锚定功能；其未设有所述齿板的一端用于抵接密封筒，其传力的端面没有所述间隙，能够传递均匀的作用力给密封筒，避免了密封筒受力不均匀而损坏。所述卡瓦齿的尺寸与对应的所述卡瓦齿槽的尺寸相匹配，所述卡瓦齿的一部分露出在所述卡瓦齿槽外，用于实现卡瓦与套筒的锚定。由于本发明采用的卡瓦座能够将力均匀的传递至所述金属密封环，，故本发明所述卡座无需再在金属密封环和卡瓦之间设置挡环或复合片，在取消挡环或复合片后同样能实现密封，极大的简化了卡座的结构，卡座整体长度缩短，十分便于加工，可大大提高加工效率。
优选的，所述金属密封环为延伸率16％～35％的金属构件。
所述金属密封环由高延伸率金属制作而成，所述高延伸率金属指延伸率介于16％-35％之间的金属。由于本发明采用了高延伸率金属，可保证金属密封环能产生足够的变形量，从而实现卡座的密封。
优选的，所述金属构件为镁合金构件，或其他可达到该延伸率范围内的可溶性金属，所述可溶性金属是指其在相应矿化度的液体中能够溶解。
优选的，所述卡瓦座和所述金属密封环一体成型。
将卡瓦和密封环设计为一个整体结构，使卡座的结构更加简单，加工更加方便。
优选的，所述卡瓦座内部的通孔为漏斗状结构，所述漏斗状结构的漏斗管部分位于所述齿板的一端。
所述漏斗管结构分为漏斗体部分和漏斗管部分，所述卡瓦座未设有所述齿板的一端为漏斗体部分，其适配于卡座的锥体外表面，增加最大接触支撑表面积。且所述漏斗管部分的尺寸较小，其对应的所述齿板的厚度就大，提高所述卡瓦座设有所述间隙的一端的承压能力。
优选的，所述卡瓦齿为柱状结构，所述卡瓦齿的外端面与所述卡瓦座的轴线的夹角为10-60°，且所述卡瓦齿的外端面背向所述卡瓦座设有所述齿板的一端。
所述外端面是指所述卡瓦齿上与所述卡瓦齿槽的槽底面相对的面，该面与所述卡瓦座的轴线有倾斜角，形成一个斜面，减小了卡瓦齿与套筒之间的接触面积，加强了卡瓦齿挤压进套筒的能力，使所述可溶的整体式卡瓦的锚定能力更好。
优选的，所述卡瓦座上包含6-12个所述齿板，所述齿板上均匀设置2-3个所述卡瓦齿槽。
优选的，每个所述齿板上的所有所述卡瓦齿槽沿所述卡瓦座轴向设置。
所述卡瓦齿的数量可根据受力和设计要求进行变动。将所述卡瓦齿槽均匀设置在所述齿板上，即所述卡瓦齿均匀设置在所述齿板上，当所述齿板受力张开时，所述卡瓦齿更好的锚定入套管中，卡瓦的锚定效果更好。
优选的，所述间隙沿所述卡瓦座的轴向设置。
使卡瓦座设有所述间隙的一端沿轴线方向受力，避免所述卡瓦座被破坏。
优选的，所述间隙包含间隙底部和间隙颈部，所述间隙底部为C形槽，所述间隙颈部为条形槽，所述间隙底部的开口和所述间隙颈部连通，所述间隙颈部设置在靠近所述下接头的一侧，所述间隙颈部的尺寸小于所述间隙底部的尺寸。
间隙底部为C形槽，能够避免所述卡瓦座受力集中而损坏，间隙颈部为条形槽，便于所述齿板的打开，保证卡瓦的正常工作，且便于加工。
优选的，所述间隙为U型槽、弧形槽或半圆形开口等。
避免所述卡瓦座受力集中而损坏。
优选的，所述卡瓦齿为陶瓷构件或陶瓷金属构件。
优选的，所述卡瓦座的轴线和其内部通孔的轴线共轴。
当卡瓦安装在锥体的底端时，使卡瓦沿锥体的中心轴线对称，在卡座坐封时，所有卡瓦齿能够同时与套筒接触，同时受力，锚定效果更好。
优选的，所述金属密封环上设有至少一圈外凸的密封圈，所述密封圈用于辅助密封。
优选的，所述段一为圆台状构件。
针对于所述锥体的所述通道为圆台状结构，圆台状所述段一相比于锥体状所述段一，其能够减少封堵装置的长度，节约材料和成本。
优选的，所述段一截面较大的一端端部连接有段二，所述段二为可溶性金属构件，所述段二内部设有储存腔。
在所述井下封堵装置上设置所述储存腔，所述储存腔用于放置传感器或化学药剂，通过所述储存腔携带化学药剂一起下井，有助于加快所述井下封堵装置溶解，或控制所述井下封堵装置的溶解时间；通过所述存储腔携带如温度传感器一起下井，能够采集卡座封堵位置的实际温度，便于预估所述封堵装置在井内所处位置的溶解时间。
优选的，所述段一和所述段二为一体成型构件。
优选的，所述段二远离所述段一的一端设有圆弧面。
圆弧面能够增大所述井下封堵装置与井内液体的接触面积，增加所述井下封堵装置的溶解速率。
进一步优选的，所述圆弧面为凹面，所述凹面背向所述段一。
在相同的溶解面积情况下，背向所述段一的凹面便于加工，且有利于节约材料，降低成本。
优选的，所述段一的外壁设有沿周向设置的凹槽，所述凹槽内适配设置有O型密封圈。
加设O型所述密封圈在所述段一的环形凹槽内，加强所述井下封堵装置对所述锥体的所述通孔的封堵效果。
一种井下封堵系统的使用方法，包括一种井下封堵系统，所述井下封堵系统包括卡座和封堵装置；
所述卡座包括：
可溶性金属制成的锥体，所述锥体外表面为锥面，所述锥体内部具有沿轴向设置的通道，所述通道为圆台状；
金属密封环，套设在所述锥体上；
卡瓦，包括若干个卡瓦齿槽和呈圆筒状的卡瓦座，所述卡瓦座为一体式结构，所述卡瓦座的一端具有若干齿板，相邻两个所述齿板之间具有间隙，所述卡瓦齿槽中设有卡瓦齿，所述卡瓦套设在所述锥体上，所述卡瓦的一端抵接于所述金属密封环靠近所述锥体锥顶的一端；
下接头，所述下接头靠近所述锥体锥底的一端抵接于所述卡瓦具有所述齿板的一端；
所述封堵装置包括段一，所述段一为可溶性金属构件，所述段一外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体内表面的形状和尺寸；
还包括以下步骤：
步骤一：组装所述卡座；
步骤二：将坐封工具前端的丢手杆穿进所述卡座内部，并连接所述下接头；
步骤三：使用所述坐封工具将所述卡座送至指定的坐封位置；
步骤四：使用所述坐封工具对所述下接头施加作用力，使所述下接头从所述锥体的锥顶向所述锥体的锥底移动，使所述金属密封环变形至贴紧套管内壁，且使所述卡瓦齿刺进套管内壁，至所述下接头与所述坐封工具前端的丢手杆滑脱，所述下接头脱离所述卡座；
步骤五：收回所述坐封工具，操作所述封堵装置的所述段一深入所述锥体的通道并封堵所述通道，井下封堵完成。
所述坐封工具为现有技术，与现有技术其他卡座和桥塞的坐封工具相同。先按照卡座的结构将卡座组装好，通过坐封工具将卡座送到井内需要封堵的套管处，然后由坐封工具施加沿套管轴向的作用力，使卡座上的金属密封环和卡瓦收到轴向的相对作用力，致使所述金属密封环和所述卡瓦沿所述锥体的锥面从锥体的锥顶向锥顶移动，且金属密封环在这个移动过程中变形至紧贴套管内壁，同时卡瓦抵接金属密封环并锚定在套管内壁上，然后在收回坐封工具，将所述封堵装置的段一进入所述锥体的通道内进行封堵，并协助锥体承压。通过所述封堵系统的使用方法，操作所述井下封堵系统，能够稳定的封堵住井层，且操作封堵装置进入锥体内部进行封堵，协助锥体承压，此时使用的锥体的厚度减小，通孔较大，能够满足通井步骤前期的流道尺寸，故能够只溶解所述封堵装置，进而达到通井的目的，通过预估后期通井所需要的时间，能够节约施工周期，进而节约施工成本。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、所述井下封堵系统的封堵装置的封堵效果比封堵球的封堵效果更好，且能分担所述锥体的承压，进而实现了所述锥体的通道增大，保证了压裂液和井内杂质的返排效率，且能够控制通井时间，控制施工周期，节约施工成本。
2、本发明采用金属密封环进行密封，解决了胶筒体积大、溶解条件高的不足，金属密封环具有溶解性能好，不易堵塞井筒的优点，且金属密封环相较于胶筒，密封性能更好，保障了上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施。
3.本发明采用的卡瓦座为一体式结构，无需再设置多个卡瓦片和切缝，大大简化了卡瓦的结构，卡座整体长度缩短，具有结构简单，便于加工的优点，且在下井过程中，一体式的卡瓦座不容易发生损坏，提高了锚定性能。
4.本发明采用的卡瓦座其给金属密封环传力的端面没有间隙，能够传递均匀的作用力给密封筒，避免了密封筒受力不均匀而损坏。
5.本发明提供的卡座无需再在金属密封环和卡瓦之间设置挡环或复合片，在取消挡环或复合片后同样能实现密封，极大的简化了卡座的结构，卡座整体长度缩短，十分便于加工，可大大提高加工效率。
6.本发明提供的封堵系统的使用方法，能够使用所述封堵系统稳定的封堵住井层，且能够预估后期通井所需要的时间，节约施工周期，进而节约施工成本。
附图说明
图1是现有技术中卡座的结构示意图；
图2是现有技术中卡瓦的结构示意图。
图1-2附图标记：11-挡环；12-胶筒；13-卡瓦；131-卡瓦座；135-卡瓦齿；14-下接头；15-锥体；31-卡瓦片；32-切缝。
图3是实施例1中的井下封堵系统的结构示意图；
图4是图3中A处的剖视图；
图5是实施例1中的封堵装置的结构示意图；
图6是图5中B处的剖视图；
图7是实施例1中所述卡座的结构示意图一；
图8是图7中C处的剖视图；
图9是实施例1中的卡瓦的立体示意图一；
图10是实施例1中的卡瓦的结构示意图一；
图11是实施例1中的卡瓦座的结构示意图一；
图12是图11中D处的剖视图；
图13是实施例1中所述卡座的结构示意图二；
图14是实施例1中的卡瓦的结构示意图二。
图3-14附图标记：1-卡座；12-金属密封环；121-密封圈；13-卡瓦；131-卡瓦座；132-卡瓦齿槽；133-齿板；134-间隙；135-卡瓦齿；138-间隙底部；139-间隙颈部；14-下接头；15-锥体；151-通道；2-封堵装置；21-段一；22-段二；221-储存腔。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参见图3-12，本实施例提供一种井下封堵系统，参见图3-4，包括封堵装置2和卡座1；
参见图7-8，所述卡座1包括可溶性金属制成的锥体15，如采用镁合金、铝合金等，能够在井下相应矿化度的液体中溶解，作为本实施例中的优选方案，采用铝合金构件，节约成本，所述锥体15外表面为锥面，所述锥体15内部具有沿轴向设置的通道151，所述通道151为圆台状构件，所述通道151的最小端的直径为70-80mm，本实施例中，所述锥体15的内外表面皆为锥面，且锥体15的厚度相同，使锥体15各个部位承受压力的能力一致；
所述卡座1还包括金属密封环12，套设在所述锥体15上，所述金属密封环12的内表面为与所述锥体15的外锥面相适配的内锥面，所述金属密封环12为延伸率16％～35％的金属构件，所述金属构件为镁合金构件，或其他可达到该延伸率范围内的可溶性金属构件；本发明采用了高延伸率金属，可保证金属密封环12能产生足够的变形量，从而实现卡座1的密封。作为本实施例优选方案，所述金属密封环12上设有至少一圈外凸的密封圈121，所述密封圈121用于辅助密封。本实施例中，采用一个密封圈121，所述密封圈121采用金属密封圈或橡胶密封圈，实现金属密封环12的初始密封。
本发明采用金属密封环12进行密封，解决了胶筒体积大、溶解条件高的不足，金属密封环12具有溶解性能好，不易堵塞井筒的优点，且金属密封环12相较于胶筒，密封性能更好，保障了上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施。
所述卡座1还包括卡瓦13，参见图9-12，所述卡瓦13包括若干个卡瓦齿槽132和呈圆筒状的卡瓦座131，所述卡瓦座131为一体式结构，所述卡瓦座131的一端具有若干齿板133，相邻两个所述齿板133之间具有间隙134，本实施例中，参见图9-12，所述间隙134为U型槽或弧形槽，也能够为半圆形结构，避免所述卡瓦座131受力集中而损坏。当然，所述间隙134也能够为其他形状，如图13-14所示，所述间隙134包含间隙底部138和间隙颈部139，所述间隙底部138为C形槽，所述间隙颈部139为条形槽，所述间隙底部138的开口和所述间隙颈部139连通，所述间隙颈部139设置在靠近所述下接头14的一侧，所述间隙颈部139的尺寸小于所述间隙底部138的尺寸，间隙底部138为C形槽，能够避免所述卡瓦座131受力集中而损坏，间隙颈部139为条形槽，便于所述齿板133的打开，保证所述卡瓦13的正常工作，且便于加工。
所述卡瓦齿槽132中设有卡瓦齿135，所述卡瓦13套设在所述锥体15上，所述卡瓦13的一端抵接于所述金属密封环12靠近所述锥体15锥顶的一端，所述卡瓦座131的内表面为与所述锥体15的外锥面相适配的内锥面，具体的，所述卡瓦座131上包含6-12个所述齿板133，所述齿板133上均匀设置2-3个所述卡瓦齿槽132，所述卡瓦齿槽132上设有卡瓦齿135；本实施中，如图9-12，一共有八个所述齿板133，八个所述齿板133沿所述卡瓦座131周向均匀分布，且相邻两个所述齿板133之间具有间隙134，所述间隙134的开口设在所述卡瓦座131的端面上，且所述间隙134沿所述卡瓦座131的轴线设置；也能够如图13-14所示，采用图14所示的所述卡瓦座131，组装得到的所述卡座1如图13所示，且每个卡瓦座131的齿板133上设置有三个所述卡瓦齿槽132，每个所述卡瓦齿槽132中设有一个所述卡瓦齿135，通过在每个所述齿板133上设置三个所述卡瓦齿135，所述卡瓦13的锚定能力更强。
本发明采用的卡瓦座131为一体式结构，无需再设置多个卡瓦片和切缝，大大简化了卡瓦13的结构，具有结构简单，便于加工的优点，且在下井过程中，一体式的卡瓦座131不容易发生损坏，提高了锚定性能。本发明采用所述卡瓦座131只有一端具有齿板133，所述齿板133间具有间隙134，当卡瓦座131在锥体15的坡面上爬动时，所述卡瓦座131具有所述齿板133的一端用于抵接下接头14，受下接头14的抵接力作用，所述卡瓦座131上的所述齿板133会向四周撑开，但不会断裂，直至所述齿板133贴合套管内壁，且卡瓦齿135卡入套管内壁中，实现锚定功能；其未设有所述齿板133的一端用于抵接密封筒，其传力的端面没有所述间隙134，能够传递均匀的作用力给密封筒，避免了密封筒受力不均匀而损坏。所述卡瓦齿135的尺寸与对应的所述卡瓦齿槽132的尺寸相匹配，所述卡瓦齿135的一部分露出在所述卡瓦齿槽132外，用于实现卡瓦13与套筒的锚定。使用上述卡瓦13，所述卡座1无需再在金属密封环12和卡瓦13之间设置挡环或复合片，在取消挡环或复合片后同样能实现密封，极大的简化了卡座1的结构，卡座1整体长度缩短，十分便于加工，可大大提高加工效率。
所述卡座1还包括下接头14，所述卡瓦13的另一端抵接于所述下接头14的一端。
参见图5-6，所述封堵装置2包括段一21，所述段一21为可溶性金属构件，采用的材料和所述锥体15的材料相同，所述段一21外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体15内表面的形状和尺寸，具体的，所述段一21为圆台状构件，针对于所述锥体15的所述通道151为圆台状结构，圆台状所述段一21相比于圆锥状所述段一21，其能够减少封堵装置2的长度，节约材料和成本。
作为本实施例优选方案，所述段一21截面大的一端端部连接有段二22，所述段二22为可溶性金属构件，所述段二22内部设有储存腔221。
在所述井下封堵装置2上设置所述储存腔221，所述储存腔221用于放置传感器或化学药剂，通过所述储存腔221携带化学药剂一起下井，有助于加快所述井下封堵装置2溶解，或控制所述井下封堵装置2的溶解时间；通过所述存储腔携带如温度传感器一起下井，能够采集卡座1封堵位置的实际温度，便于预估所述封堵装置2在井内所处位置的溶解时间。
现有所述锥体15的通道151因井下套管管径大小限制，以及锥体15的承压能力限制，致使所述通道151无法做大，且后续通井步骤中，因锥体15的通道151较小，故需要卡座1和封堵球都溶解，才能保证通井后套管内流道大小，而卡座1的溶解时间不能够控制，导致通井施工时间不确定，致使施工成本增加。现有技术的封堵球是在所述通道151开口处进行封堵，实现的是线封堵，封堵效果较差，本发明中，所述封堵装置2相比封堵球来看，其能够进入所述通道151的内部进行封堵，实现了面封堵，封堵效果更好，且能够对所述锥体15进行支撑，分担所述锥体15的承压。现通过所述封堵装置2来对所述锥体15的承压进行分担，故能够将锥体15的厚度给减小，从而实现锥体15的通道151尺寸变大，使压裂液和井内杂质的返排效率变高，且在后面的通井过程中，因为所述通道151的尺寸够大，所以通井前期只需要保证所述封堵装置2被溶解掉，就能够保证通井前期的套管内流道，而所述封堵装置2的溶解时间和封堵球一样是可控制的，故能够通过设计不同的封堵装置2，进而来确定不同的通井时间，达到一个通井时间可控的目的。所述井下封堵系统的封堵装置2的封堵效果比封堵球的封堵效果更好，且能分担所述锥体15的承压，进而实现了所述锥体15的通道151增大，保证了压裂液和井内杂质的返排效率，且能够控制通井时间，控制施工周期，节约施工成本。
实施例2
本实施例提供一种井下封堵系统的使用方法，使用如实施例1所述的井下封堵系统，所述井下封堵系统参见图3-12，包括以下步骤：
步骤一：组装所述卡座1；
步骤二：将坐封工具前端的丢手杆穿进所述卡座1内部，并连接所述下接头14；
步骤三：使用所述坐封工具将所述卡座1送至指定的坐封位置；
步骤四：使用所述坐封工具对所述下接头14施加作用力，使所述下接头14从所述锥体15的锥顶向所述锥体15的锥底移动，使所述金属密封环12变形至贴紧套管内壁，且使所述卡瓦齿135刺进套管内壁，至所述下接头14与所述坐封工具前端的丢手杆滑脱，所述下接头14脱离所述卡座1；
步骤五：收回所述坐封工具，操作所述封堵装置2的所述段一21深入所述锥体15的通道151并封堵所述通道151，井下封堵完成。
具体的，将坐封工具连接于所述下接头14上，然后通过所述坐封工具将所述卡座1送至坐封位置，使用所述坐封工具对所述下接头14施加拉力，同时对所述锥体15施加压力，使所述卡瓦13挤压所述金属密封环12沿所述锥体15的坡面从所述锥体15的锥顶向所述锥体15的锥底移动，使所述金属密封环12变形至贴紧套管内壁，且使所述卡瓦齿135刺进套管内壁，然后增大所述坐封工具对所述下接头14和所述锥体15的作用力，至所述下接头14与所述坐封工具前端的丢手杆滑脱，所述下接头14脱离所述卡座1；然后将所述坐封工具从井内回拉至地面，然后再将所述封堵装置2投至所述卡座1的锥体15位置，直至所述封堵装置2的所述段一21进入所述锥体15的通道151，并所述段一21的外表面与所述锥体15的内表面适配抵接，井下封堵完成。
所述坐封工具为现有技术，与现有技术其他卡座1和桥塞的坐封工具相同。先按照卡座1的结构将卡座1组装好，通过坐封工具将卡座1送到井内需要封堵的套管处，然后由坐封工具施加沿套管轴向的作用力，使卡座1上的金属密封环12和卡瓦13收到轴向的相对作用力，致使所述金属密封环12和所述卡瓦13沿所述锥体15的锥面从锥体15的锥顶向锥底移动，且金属密封环12在这个移动过程中变形至紧贴套管内壁，同时卡瓦13抵接金属密封环12并锚定在套管内壁上，然后在收回坐封工具，将所述封堵装置2的段一21进入所述锥体15的通道151内进行封堵，并协助锥体15承压。通过所述封堵系统的使用方法，操作所述井下封堵系统，能够稳定的封堵住井层，且操作封堵装置2进入锥体15内部进行封堵，协助锥体15承压，此时使用的锥体15的厚度减小，通孔较大，能够满足通井步骤前期的流道尺寸，故能够只溶解所述封堵装置2，进而达到通井的目的，通过预估后期通井所需要的时间，能够节约施工周期，进而节约施工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种井下封堵系统，其特征在于，包括：
卡座(1)，包括可溶性金属制成的锥体(15)，所述锥体(15)外表面为锥面，所述锥体(15)内部具有沿轴向设置的通道(151)，所述通道(151)贯通设置，所述通道(151)为圆台状；
所述卡座(1)还包括：
金属密封环(12)，套设在所述锥体(15)上；
卡瓦(13)，包括若干个卡瓦齿槽(132)和呈圆筒状的卡瓦座(131)，所述卡瓦座(131)为一体式结构，所述卡瓦座(131)仅一端具有若干齿板(133)，相邻两个所述齿板(133)之间具有间隙(134)，所述卡瓦齿槽(132)中设有卡瓦齿(135)，所述卡瓦(13)套设在所述锥体(15)上，所述卡瓦(13)未设所述齿板(133)的一端抵接于所述金属密封环(12)靠近所述锥体(15)锥顶的一端；
下接头(14)，所述下接头(14)靠近所述锥体(15)锥底的一端抵接于所述卡瓦(13)具有所述齿板(133)的一端；
封堵装置(2)，包括段一(21)，所述段一(21)为可溶性金属构件，所述段一(21)外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体(15)内表面的形状和尺寸，所述段一(21)能够进入所述通道(151)中进行封堵和支撑所述锥体(15)。
2.根据权利要求1所述的井下封堵系统，其特征在于，所述金属密封环(12)为延伸率16％～35％的金属构件。
3.根据权利要求2所述的井下封堵系统，其特征在于，所述金属构件为镁合金构件。
4.根据权利要求1所述的井下封堵系统，其特征在于，所述卡瓦座(131)上包含6-12个所述齿板(133)，所述齿板(133)上均匀设置2-3个所述卡瓦齿槽(132)。
5.根据权利要求1所述的井下封堵系统，其特征在于，所述间隙(134)为U型槽或弧形槽。
6.根据权利要求1所述的井下封堵系统，其特征在于，所述金属密封环(12)上设有至少一圈外凸的密封圈(121)。
7.根据权利要求1-6任一所述的井下封堵系统，其特征在于，所述段一(21)为圆台状构件。
8.根据权利要求7所述的井下封堵系统，其特征在于，所述段一(21)截面较大的一端端部连接有段二(22)，所述段二(22)为可溶性金属构件，所述段二(22)内部设有储存腔(221)。
9.一种井下封堵系统的使用方法，其特征在于，包括一种井下封堵系统，所述井下封堵系统包括卡座(1)和封堵装置(2)；
所述卡座(1)包括：
可溶性金属制成的锥体(15)，所述锥体(15)外表面为锥面，所述锥体(15)内部具有沿轴向设置的通道(151)，所述通道(151)贯通设置，所述通道(151)为圆台状；
金属密封环(12)，套设在所述锥体(15)上；
卡瓦(13)，包括若干个卡瓦齿槽(132)和呈圆筒状的卡瓦座(131)，所述卡瓦座(131)为一体式结构，所述卡瓦座(131)仅一端具有若干齿板(133)，相邻两个所述齿板(133)之间具有间隙(134)，所述卡瓦齿槽(132)中设有卡瓦齿(135)，所述卡瓦(13)套设在所述锥体(15)上，所述卡瓦(13)未设所述齿板(133)的一端抵接于所述金属密封环(12)靠近所述锥体(15)锥顶的一端；
下接头(14)，所述下接头(14)靠近所述锥体(15)锥底的一端抵接于所述卡瓦(13)具有所述齿板(133)的一端；
所述封堵装置(2)包括段一(21)，所述段一(21)为可溶性金属构件，所述段一(21)外表面的形状和尺寸分别适配于所述锥体(15)内表面的形状和尺寸；
还包括以下步骤：
步骤一：组装所述卡座(1)；
步骤二：将坐封工具前端的丢手杆穿进所述卡座(1)内部，并连接所述下接头(14)；
步骤三：使用所述坐封工具将所述卡座(1)送至指定的坐封位置；
步骤四：使用所述坐封工具对所述下接头(14)施加作用力，使所述下接头(14)从所述锥体(15)的锥顶向所述锥体(15)的锥底移动，使所述金属密封环(12)变形至贴紧套管内壁，且使所述卡瓦齿(135)刺进套管内壁，至所述下接头(14)与所述坐封工具前端的丢手杆滑脱，所述下接头(14)脱离所述卡座(1)；
步骤五：收回所述坐封工具，操作所述封堵装置(2)的所述段一(21)深入所述锥体(15)的通道(151)并封堵所述通道(151)，井下封堵完成。
CN202010082872.2A 2020-02-07 2020-02-07 一种井下封堵系统及其使用方法 Active CN113250649B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010082872.2A CN113250649B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 一种井下封堵系统及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010082872.2A CN113250649B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 一种井下封堵系统及其使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113250649A CN113250649A (zh) 2021-08-13
CN113250649B true CN113250649B (zh) 2023-03-14

Family

ID=77219305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010082872.2A Active CN113250649B (zh) 2020-02-07 2020-02-07 一种井下封堵系统及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113250649B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2523941Y (zh) * 2001-12-05 2002-12-04 康杰 防砂卡抽油泵辅助工具
GB0807894D0 (en) * 2007-04-30 2008-06-04 Smith International Permanent anchoring device
WO2013046215A1 (en) * 2011-09-20 2013-04-04 Tata Consultancy Services Limited Device for dosing of chemicals
CN104364462A (zh) * 2012-05-08 2015-02-18 贝克休斯公司 可分解管状锚固系统及其使用方法
CN204476381U (zh) * 2015-03-18 2015-07-15 西安始创能源科技有限公司 一种油藏注水自适应深部整体调控装置
CN205000944U (zh) * 2015-08-13 2016-01-27 吉林市旭峰激光科技有限责任公司 一种大通径的金属密封桥塞
CN105401911A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 中国石油天然气股份有限公司 封隔器
CA2990737A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 Parker-Hannifin Corporation Dissolvable bridge plug assembly
CN108716379A (zh) * 2018-07-25 2018-10-30 百勤能源科技（惠州）有限公司 一种大通径可溶桥塞
CN109267964A (zh) * 2018-08-31 2019-01-25 西安威尔格德能源技术有限公司 一种金属变径密封可溶压裂桥塞
CN208473785U (zh) * 2018-06-25 2019-02-05 中国石油天然气股份有限公司 一种桥塞
CN208502730U (zh) * 2018-08-01 2019-02-15 四川省威沃敦化工有限公司 一种小尺寸可溶性桥塞整体式卡瓦
CN109695434A (zh) * 2018-11-29 2019-04-30 中国石油天然气股份有限公司 桥塞
CN109812243A (zh) * 2019-01-21 2019-05-28 中国石油天然气集团有限公司 一种套管内坐封可降解定位球座
CN109944571A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 成都维泰油气能源技术有限公司 一种轻质球座
CN109973048A (zh) * 2019-02-16 2019-07-05 陕西海格瑞恩实业有限公司 一种全新可溶桥塞
CN110439489A (zh) * 2019-09-18 2019-11-12 东营市元捷石油机械有限公司 注水防顶卡瓦锚
CN209875112U (zh) * 2019-05-10 2019-12-31 天津市玛特瑞科技有限公司 压裂桥塞
CN110735614A (zh) * 2019-10-11 2020-01-31 中国石油天然气股份有限公司 一种压裂封堵桥塞及其坐封和解封的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6793022B2 (en) * 2002-04-04 2004-09-21 Halliburton Energy Services, Inc. Spring wire composite corrosion resistant anchoring device
CA2628164C (en) * 2005-11-10 2011-02-22 Bj Services Company Self centralizing non-rotational slip and cone system for downhole tools
US9157288B2 (en) * 2012-07-19 2015-10-13 General Plastics & Composites, L.P. Downhole tool system and method related thereto
US9528338B2 (en) * 2012-10-19 2016-12-27 Halliburton Energy Services, Inc. Passive downhole chemical release packages
US9441448B2 (en) * 2013-02-14 2016-09-13 Magnum Oil Tools International, Ltd Down hole tool having improved segmented back up ring
US9835016B2 (en) * 2014-12-05 2017-12-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Method and apparatus to deliver a reagent to a downhole device
US9915116B2 (en) * 2015-02-27 2018-03-13 Schlumberger Technology Corporation Delivering an agent into a well using an untethered object
US10024125B2 (en) * 2015-10-09 2018-07-17 General Plastics & Composites, L. P. Slip assembly for downhole tools

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2523941Y (zh) * 2001-12-05 2002-12-04 康杰 防砂卡抽油泵辅助工具
GB0807894D0 (en) * 2007-04-30 2008-06-04 Smith International Permanent anchoring device
WO2013046215A1 (en) * 2011-09-20 2013-04-04 Tata Consultancy Services Limited Device for dosing of chemicals
CN104364462A (zh) * 2012-05-08 2015-02-18 贝克休斯公司 可分解管状锚固系统及其使用方法
CN204476381U (zh) * 2015-03-18 2015-07-15 西安始创能源科技有限公司 一种油藏注水自适应深部整体调控装置
CN205000944U (zh) * 2015-08-13 2016-01-27 吉林市旭峰激光科技有限责任公司 一种大通径的金属密封桥塞
CA2990737A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 Parker-Hannifin Corporation Dissolvable bridge plug assembly
CN105401911A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 中国石油天然气股份有限公司 封隔器
CN208473785U (zh) * 2018-06-25 2019-02-05 中国石油天然气股份有限公司 一种桥塞
CN108716379A (zh) * 2018-07-25 2018-10-30 百勤能源科技（惠州）有限公司 一种大通径可溶桥塞
CN208502730U (zh) * 2018-08-01 2019-02-15 四川省威沃敦化工有限公司 一种小尺寸可溶性桥塞整体式卡瓦
CN109267964A (zh) * 2018-08-31 2019-01-25 西安威尔格德能源技术有限公司 一种金属变径密封可溶压裂桥塞
CN109695434A (zh) * 2018-11-29 2019-04-30 中国石油天然气股份有限公司 桥塞
CN109812243A (zh) * 2019-01-21 2019-05-28 中国石油天然气集团有限公司 一种套管内坐封可降解定位球座
CN109973048A (zh) * 2019-02-16 2019-07-05 陕西海格瑞恩实业有限公司 一种全新可溶桥塞
CN109944571A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 成都维泰油气能源技术有限公司 一种轻质球座
CN209875112U (zh) * 2019-05-10 2019-12-31 天津市玛特瑞科技有限公司 压裂桥塞
CN110439489A (zh) * 2019-09-18 2019-11-12 东营市元捷石油机械有限公司 注水防顶卡瓦锚
CN110735614A (zh) * 2019-10-11 2020-01-31 中国石油天然气股份有限公司 一种压裂封堵桥塞及其坐封和解封的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113250649A (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209228337U (zh) 一种可溶解桥塞
US6488285B1 (en) Hydraulic chuck with deformable gripping sleeve
BR102017021241A2 (pt) Sistema e método de suporte de revestimento expansível
CN105971556B (zh) 一种可完全降解金属桥塞
CN113250649B (zh) 一种井下封堵系统及其使用方法
CN111173466B (zh) 一种尾管悬挂器及其使用方法
CN112709557B (zh) 一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法
CN109236229B (zh) 一种混合桥塞
US20220018210A1 (en) Integrated coupling and downhole plugging system and plugging method
CN113250648A (zh) 一种可溶金属密封卡座
CN210483631U (zh) 一种有利于泵送的桥塞
EP3918179B1 (en) Extrudable ball seat system and methodology
CN211777261U (zh) 一种可溶的整体式卡瓦
CN211500585U (zh) 一种可溶金属密封卡座
CN217270122U (zh) 一种无芯轴双卡瓦可溶桥塞
CN116624125A (zh) 一种金属可溶桥塞
CN110700779A (zh) 一种适应页岩气水平井封堵的整体式堵水管柱
CN112709546A (zh) 一种管线穿越型高效悬挂丢手封隔器及方法
CN115538971A (zh) 一种尾管头漏失井二次完井管串及完井方法
CN113944439A (zh) 一种封堵体、井下封堵系统及封堵方法
CN215949428U (zh) 一种压胀式可溶解桥塞
CN111636845A (zh) 一种可快速降解的密封结构及其应用方法
CN216767348U (zh) 一种带双向卡瓦的可溶桥塞
CN215949430U (zh) 一种超短可溶解桥塞
CN217813367U (zh) 一种悬挂器液压机械双丢手送入工具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant