CN114086914A

CN114086914A - 一种挤堵施工用桥塞

Info

Publication number: CN114086914A
Application number: CN202111533212.2A
Authority: CN
Inventors: 肖杰磊; 王小勇; 周文玉; 杨炎; 程连文; 樊琳琳; 方倩; 时庆波
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Petroleum Engineering Technology Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Petroleum Engineering Technology Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-02-25

Abstract

本发明涉及一种挤堵施工用桥塞，包括轴向封隔的中心体，将中心体的轴向定义为上下方向，中心体的上部设有用于连接坐封工具的丢手接头，中心体的下部设有卡瓦座；中心体外密封滑动装配有锥套，锥套处于卡瓦座的上方，锥套外侧设有适配的卡瓦，卡瓦的下部支撑在卡瓦座上，锥套上于卡瓦的上方适配套设有密封环；锥套的下部与卡瓦或卡瓦座之间设有锁紧结构，锁紧结构用于在锥套向下移动将卡瓦沿中心体径向顶推到位后将卡瓦锁紧在锚定位置；其中，锥套为可溶的锥套，卡瓦为可溶的卡瓦，卡瓦座为可溶的卡瓦座。桥塞的卡瓦、卡瓦座和锥套在高矿化度液体中自行溶解，即无需上提桥塞，不存在卡管柱的风险；而且桥塞无需钻磨，避免对套管造成伤害。

Description

一种挤堵施工用桥塞

技术领域

本发明涉及一种挤堵施工用桥塞，属于油田采油技术领域。

背景技术

油田水平井开发进入后期，含水越来越高，导致水平井低效生产，低效水平井治理的根本是要封堵高含水段。目前，水平井堵水治理中一般采取机械桥塞、液体桥塞以及可钻桥塞进行挤堵施工。其中，颗粒类堵剂容易粘附在套管内壁，采用机械桥塞挤堵施工，管柱上提时容易卡滞；液体桥塞封堵强度不够，不能有效的实现封堵；若采用可钻桥塞堵水，后续的钻塞过程易对套管造成损伤。因此，需要提供一种新的挤堵施工用桥塞，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题的挤堵施工用桥塞。

为实现上述目的，本发明挤堵施工用桥塞的技术方案是：

挤堵施工用桥塞，包括轴向封隔的中心体，将中心体的轴向定义为上下方向，中心体的上部设有用于连接坐封工具的丢手接头，中心体的下部设有卡瓦座；中心体外密封滑动装配有上大下小的锥套，锥套处于卡瓦座的上方，锥套外侧设有适配的卡瓦，卡瓦的下部支撑在卡瓦座上，锥套上于卡瓦的上方适配套设有密封环；锥套的下部与卡瓦或卡瓦座之间设有锁紧结构，锁紧结构用于在锥套向下移动将卡瓦沿中心体径向顶推到位后将卡瓦锁紧在锚定位置；丢手接头在卡瓦锚定后断裂或者与中心体分离，以实现坐封工具上提；其中，锥套为可溶的锥套，卡瓦为可溶的卡瓦，卡瓦座为可溶的卡瓦座。

有益效果是：使用时，坐封工具带着桥塞下入井筒的预定位置，坐封工具的推筒向锥套施加一定的推力，锥套相对中心体向下运动，以对密封环和卡瓦施加径向的推力，使得密封环和卡瓦向外扩张，并逐渐与井壁接触。同时，锥套向下移动到位后与卡瓦或卡瓦座锁紧配合，以将密封环和卡瓦锁紧在锚定位置。此时，密封环的外表面紧贴井壁形成密封，且密封环的内表面与锥套形成密封。

坐封工具的推筒继续对锥套施加推力，此时锥套与中心体已经不能发生相对运动，推力将会传至丢手接头，丢手接头断裂或者与中心体分离。之后，上提坐封工具，而桥塞则留在原位，完成桥塞的坐封丢手过程。后期进行化学堵剂挤堵施工时，桥塞能够保证有效的密封，进而保证施工作业的顺利进行。挤堵施工结束后，桥塞的卡瓦、卡瓦座和锥套在高矿化度液体中自行溶解，即无需上提桥塞，不存在卡管柱的风险；而且桥塞无需钻磨，避免对套管造成伤害。

作为进一步地改进，所述卡瓦座与中心体围成有供锥套下部插入的环槽，锁紧结构包括锁环和用于与锁环锁紧配合的锯齿，锁环设置在锥套的外周面和卡瓦座的环槽槽壁中的其中一个上，锯齿设置在锥套的外周面和卡瓦座的环槽槽壁中的另一个上。

有益效果是：锁环与锯齿的锁紧方式，能够适应卡瓦的径向移动量，无论卡瓦沿径向向外移动多少，只要锁环与锯齿有一定的接触量，均能够将各卡瓦锁紧在锚定位置。

作为进一步地改进，所述卡瓦沿中心体的周向布置有多个，挤堵施工用桥塞还包括弹性环，弹性环用于套设在各卡瓦的外侧，以将各卡瓦箍紧在一起。

有益效果是：相比于一个整体的卡瓦，多个卡瓦有利于向外移动铆锚定，弹性环能够较为简便的将各卡瓦箍紧在一起。

作为进一步地改进，各卡瓦的外侧面均设有沿中心体周向延伸的定位槽，各卡瓦上对应同一个弹性环的定位槽对应布置，以对相应弹性环定位。

有益效果是：通过定位槽对弹性环定位，保证弹性环不会沿中心体的轴向移动，进而保证弹性环将各卡瓦箍紧时的稳定性；而且，弹性环处于定位槽内，减少或避免弹性环与井壁摩擦，提高了弹性环的使用寿命。

作为进一步地改进，所述中心体为可溶的中心体，密封环为可溶的密封环。

有益效果是：这样设计，使得桥塞的主体均可溶解，减少井内杂物。

作为进一步地改进，所述卡瓦座套设并螺纹连接在中心体上。

有益效果是：这样设计，使得卡瓦座与中心体的连接较为方便。

作为进一步地改进，所述密封环沿中心体的轴向布置有至少两个。

有益效果是：通过设置至少两个密封环，在其中一个密封环失效后，同样能够保证密封性能。

作为进一步地改进，所述密封环为金属密封环，金属密封环的外周面上设有环槽，环槽内设有橡胶密封圈。

有益效果是：通过在金属密封环上设置橡胶密封圈，以进一步保证密封性能。

作为进一步地改进，所述丢手接头为柱状结构，丢手接头包括上连接段、缩颈段和下连接段，丢手接头通过下连接段连接在中心体上，丢手接头的上连接段用于与坐封工具连接，丢手接头在卡瓦锚定后由缩颈段断裂。

作为进一步地改进，所述卡瓦的外周面上设有锚柱。

有益效果是：锚柱能够增强卡瓦的锚定效果。

附图说明

图1为本发明挤堵施工用桥塞的结构示意图；

图中：11、丢手接头；12、缩颈段；13、锥套；14、第一密封圈；15、密封环；16、第二密封圈；17、中心体；18、锚柱；19、卡瓦；20、弹性环；21、锁环；22、卡瓦座；23、环槽；24、锯齿。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，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，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例1：

如图1所示，挤堵施工用桥塞包括轴向封隔的中心体17，将中心体17的轴向定义为上下方向，中心体17的上部设有丢手接头11，中心体17的下部设有卡瓦座22；中心体17外密封滑动装配有上大下小的锥套13，锥套13处于卡瓦座22的上方，锥套13外侧设有适配的卡瓦19，卡瓦19的下部支撑在卡瓦座2上，卡瓦19沿中心体17的周向布置有多个，锥套13上于卡瓦19的上方适配套设有密封环15；锥套13的下部与卡瓦座22之间设有锁紧结构，锁紧结构用于在锥套13向下移动将各卡瓦19沿中心体17径向顶推到位后将各卡瓦19锁紧在锚定位置。

本实施例中，中心体17为实心结构，以实现轴向封隔。在其他实施例中，中心体为管状结构，中心体的管腔内设有封隔块，以实现轴向封隔。

本实施例中，卡瓦座22套设在中心体17的下部，以增加卡瓦座22与中心体17的接触面积，保证卡瓦座22与中心体17连接的稳定性。优选地，卡瓦座22螺纹连接在中心体17的下部，以便于卡瓦座22与中心体17固定连接。其中，卡瓦座22的下部设有倒角。

本实施例中，卡瓦座22与中心体17围成有供锥套13下部插入的环槽23，锁紧结构包括锁环21和锯齿24，锁环21设置在卡瓦座22的环槽23槽壁上，锯齿24设置在锥套13的外周面上。

本实施例中，环槽23内设有内螺纹，锁环21螺纹连接在环槽23内。其中，锁环21为现有成熟产品，其具有断口，以在锥套13的下端插入时能够向外扩张，利于锥套13的插入。

本实施例中，锥套13的下部为圆柱体，锯齿24设置在锥套13的圆柱面上。其中，圆柱体的下端设有倒角，以便于锥套13的下部插入环槽23内。

如图1所示，卡瓦19的外周面上设有锚柱18，锚柱18由铸铁制成并嵌设在卡瓦19上，以增强卡瓦19的锚定效果。

本实施例中，卡瓦19的下端面上设有导向凸起，卡瓦座22的上端面上设有沿中心体17径向延伸的导向槽，通过导向凸起和导向槽导向配合，使得卡瓦19沿中心体17径向导向滑动，同时放置卡瓦19沿中心体17周向转动。

本实施例中，挤堵施工用桥塞还包括弹性环20，弹性环20用于套设在各卡瓦19的外侧，以将各卡瓦19箍紧在一起。优选地，各卡瓦19的外侧面均设有沿中心体17周向延伸的定位槽，各卡瓦19上对应同一个弹性环20的定位槽对应布置，以对弹性环20定位。其中，弹性环20为高弹性的橡胶环，弹性环20设置有两个，两个弹性环20分别设置在卡瓦19的上部和下部。在其他实施例中，不设置弹性环，锥套的外周面上设有沿中心体轴向延伸的燕尾槽，各卡瓦上设有与燕尾槽适配的凸起，各卡瓦通过凸起与燕尾槽配合限位装配在锥套上。

本实施例中，密封环15沿中心体17的轴向布置有两个，以保证密封环15与套管内壁之间以及密封环15与锥套13之间的密封性能。优选地，密封环15为金属密封环，密封环15的外周面上设有环槽，环槽内设有第二密封圈16，以进一步保证密封性能。其中，第二密封圈16为橡胶密封圈。在其他实施例中，密封环的数量可以根据密封要求进行设置。

本实施例中，锥套13和中心体17之间设有第一密封圈14，第一密封圈14沿中心体17的轴向间隔布置有两个，以保证锥套13和中心体17之间的密封性能。其中，第一密封圈14为橡胶密封圈，并安装在锥套13上。

如图1所示，中心体17的上部设有盲孔，盲孔内设有内螺纹；丢手接头11为柱状结构，丢手接头11包括上连接段、缩颈段12和下连接段，上连接段和下连接段上均设有外螺纹，丢手接头11通过下连接段连接在中心体17上，丢手接头11的上连接段用于与坐封工具连接。其中，丢手接头11由45号钢制成。

本实施例中，锥套13、卡瓦19、卡瓦座22、锁环21、密封环15以及中心体17均由可溶金属制成，如镁合金材料。挤堵施工结束后，上述部件在高矿化度液体中可以溶解。

本实施例中的可溶桥塞需要和坐封工具配合使用。具体的，可溶桥塞通过丢手接头11与坐封工具的中心杆连接在一起，坐封工具带着可溶桥塞下入井筒的预定位置。坐封工具的中心杆与中心体17保持静止不动，坐封工具的推筒顶住锥套13的上端面，坐封工具的推筒向锥套13施加一定的推力，锥套13相对中心体17向下运动，对两个密封环15和各卡瓦19施加径向的推力，使得密封环15和卡瓦19向外扩张，并逐渐与井壁接触。同时，锥套13的下部逐渐向卡瓦座22环槽内的锁环21靠近，直至挤压进锁环21内形成锁紧，当锥套13的下部完全挤压进入锁环21内，卡瓦19紧贴井壁形成锚定，密封环15的外表面紧贴井壁形成密封，且密封环15的内表面与锥套13形成密封。

继续对锥套13施加推力，此时锥套13与中心体17已经不能发生相对运动，推力将会传至丢手接头11，丢手接头11从缩颈段处被拉断。之后，上提坐封工具，而可溶桥塞则留在原位，完成可溶桥塞的坐封丢手过程。后期进行化学堵剂挤堵施工时，可溶桥塞能够保证有效的密封，进而保证施工作业的顺利进行。挤堵施工结束后，可溶桥塞在高矿化度液体中自行溶解，即无需上提桥塞，不存在卡管柱的风险；而且桥塞无需钻磨，避免对套管造成伤害。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，卡瓦座22上设有供锥套13下部插入的环槽23，锁紧结构包括锁环21和锯齿24，锁环21设置在卡瓦座22的环槽23槽壁上，锯齿24设置在锥套13的外周面上。本实施例中，锁紧结构包括设置在卡瓦上的第一锯齿和设置在锥套上的第二锯齿，第一锯齿和第二锯齿的结构如授权公告号为CN211448603U中的说明书附图3中公开的结构。

在其他实施例中，锁紧结构包括弹爪和卡槽，卡槽设置在环槽槽壁上，弹爪设置在锥套的下部。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，卡瓦19沿中心体17的周向布置有多个。本实施例中，卡瓦为一体结构，具体如授权公告号为CN211448603U中公开的卡瓦结构。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，卡瓦座22螺纹连接在中心体17上。本实施例中，卡瓦座套设在中心体上后焊接在中心体上。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，各卡瓦19的外侧面均设有沿中心体17周向延伸的定位槽，各卡瓦19上对应同一个弹性环20的定位槽对应布置，以对弹性环20定位。本实施例中，卡瓦的外侧面上不设置定位槽，弹性环通过锚柱在中心体轴向上限位。

本发明挤堵施工用桥塞的实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，丢手接头11包括上连接段、缩颈段12和下连接段，上连接段和下连接段上均设有外螺纹，丢手接头11通过下连接段连接在中心体17上，丢手接头11的上连接段用于与坐封工具连接。本实施例中，丢手接头的下部螺纹连接在中心体上，丢手接头的上部设有剪钉孔，对应的坐封工具的中心杆上设有剪钉孔，丢手接头与坐封工具的中心杆通过剪钉连接在一起，在卡瓦锚定后剪钉断裂，丢手接头与中心体分离，以实现坐封工具上提。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.挤堵施工用桥塞，其特征在于，包括轴向封隔的中心体（17），将中心体（17）的轴向定义为上下方向，中心体（17）的上部设有用于连接坐封工具的丢手接头（11），中心体（17）的下部设有卡瓦座（22）；中心体（17）外密封滑动装配有上大下小的锥套（13），锥套（13）处于卡瓦座（22）的上方，锥套（13）外侧设有适配的卡瓦（19），卡瓦（19）的下部支撑在卡瓦座（22）上，锥套（13）上于卡瓦（19）的上方适配套设有密封环（15）；锥套（13）的下部与卡瓦（19）或卡瓦座（22）之间设有锁紧结构，锁紧结构用于在锥套（13）向下移动将卡瓦（19）沿中心体（17）径向顶推到位后将卡瓦（19）锁紧在锚定位置；丢手接头（11）在卡瓦（19）锚定后断裂或者与中心体（17）分离，以实现坐封工具上提；其中，锥套（13）为可溶的锥套（13），卡瓦（19）为可溶的卡瓦（19），卡瓦座（22）为可溶的卡瓦座（22）。

2.根据权利要求1所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述卡瓦座（22）与中心体（17）围成有供锥套（13）下部插入的环槽（23），锁紧结构包括锁环（21）和用于与锁环（21）锁紧配合的锯齿（24），锁环（21）设置在锥套（13）的外周面和卡瓦座（22）的环槽（23）槽壁中的其中一个上，锯齿（24）设置在锥套（13）的外周面和卡瓦座（22）的环槽（23）槽壁中的另一个上。

3.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述卡瓦（19）沿中心体（17）的周向布置有多个，挤堵施工用桥塞还包括弹性环（20），弹性环（20）用于套设在各卡瓦（19）的外侧，以将各卡瓦（19）箍紧在一起。

4.根据权利要求3所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，各卡瓦（19）的外侧面均设有沿中心体（17）周向延伸的定位槽，各卡瓦（19）上对应同一个弹性环（20）的定位槽对应布置，以对相应弹性环（20）定位。

5.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述中心体（17）为可溶的中心体（17），密封环（15）为可溶的密封环（15）。

6.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述卡瓦座（22）套设并螺纹连接在中心体（17）上。

7.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述密封环（15）沿中心体（17）的轴向布置有至少两个。

8.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述密封环（15）为金属密封环，金属密封环的外周面上设有环槽（23），环槽（23）内设有橡胶密封圈。

9.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述丢手接头（11）为柱状结构，丢手接头（11）包括上连接段、缩颈段（12）和下连接段，丢手接头（11）通过下连接段连接在中心体（17）上，丢手接头（11）的上连接段用于与坐封工具连接，丢手接头（11）在卡瓦（19）锚定后由缩颈段（12）断裂。

10.根据权利要求1或2所述的挤堵施工用桥塞，其特征在于，所述卡瓦（19）的外周面上设有锚柱（18）。