CN204782916U - 一种套管压裂用桥塞 - Google Patents

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胡相君
桂捷
李旭梅
王效明
邵媛
张安康
张丽娟
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Abstract

本实用新型涉及一种套管压裂用桥塞,包括中心杆和其上下两端的上接头和下接头,中心杆的中部套有长胶筒和短胶筒,中心杆的上部和下部外分别套有上支撑套和下支撑套,上支撑套和下支撑套上分别固定有胶筒座,位于长胶筒上下端的短胶筒均安装在胶筒座上;上支撑套和上接头之间设置有座环,座环上下端分别抵住上接头和上支撑套;下支撑套和下接头之间设置有卡瓦,卡瓦上设置有锚爪。这种设计有卡瓦和锁紧机构的套管压裂用桥塞,能保证桥塞的可靠性,采用可降解材料,达到一定井筒条件时,可随时间降解。这种套管压裂用桥塞具有承压能力高、免钻塞、大通径的特点,可用于大斜度井及水平井储层多段改造,快速投产。

Description

一种套管压裂用桥塞
技术领域
[0001] 本实用新型属于油、气田大斜度及水平井多段改造技术领域,特别涉及一种套管压裂用桥塞。
背景技术
[0002] 桥塞的作用是油气井封层,具有施工工序少、周期短、卡封位置准确的特点。利用电缆或管柱将其输送到井筒预定位置,通过火药燃烧、液压或者机械坐封工具产生的推力作用于上接头,拉力作用于中心杆,通过上下支撑套对密封胶筒施以上压下拉两个力,当拉力达到一定值时,张力棒断裂,坐封工具与桥塞脱离。此时桥塞中心杆上的锁紧装置发挥效能,卡瓦破碎并镶嵌在套管内壁上,胶筒膨胀并密封,完成坐封。
[0003] 常规139.7_套管压裂用全金属桥塞主要采用单向双卡瓦结构,通常无通径或通径较小,具有密封性能好、耐压差高、密封时间长、承载能力大等特点,已取代水泥塞,成为压裂、封堵作业的主要井下工具之一。但因其易发生中途坐封、难以钻除等问题,不适用于大斜度井、水平井;
[0004] 常规复合桥塞主要采用单向双卡瓦结构,通常通径小于50mm或无通径,除具有全金属的特点外,还具有流体通道、可快速钻除的特点,在水平井压裂中广泛应用。但压后需钻除,才能正常生产,由于用于卡瓦的高强度金属材料使用较多,钻磨较困难,碎肩返出难度大,作业成本高和钻磨作业风险大等问题依然存在。
[0005] 因此,有必要提供一种新型压裂桥塞,来克服上述缺陷。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种套管压裂用桥塞,具有锚定可靠,通径较大,压后免钻塞快速建立流体通道的特点,能可靠完成桥塞封隔、套管压裂,消除钻磨作业的成本及施工风险。
[0007] 为此,本实用新型提供了一种套管压裂用桥塞,包括中心杆和分别连接在中心杆上下两端的上接头和下接头,所述的中心杆的中间部位套装有圆筒形的长胶筒和短胶筒,长胶筒的上下端分别依次对称设置有短胶筒,中心杆的上部和下部外分别套有上支撑套和下支撑套,上支撑套和下支撑套上分别固定有胶筒座,所述的位于长胶筒上下端的短胶筒均安装在胶筒座上;
[0008] 所述的上支撑套和上接头之间设置有座环,所述的座环上下端分别抵住上接头和上支撑套;
[0009] 所述的下支撑套和下接头之间设置有卡瓦,卡瓦上设置有锚爪,卡瓦下端抵住下接头,所述的下支撑套下端设置有沿径向斜偏120°的导向销,卡瓦的上端面为由导向销导向的斜面。
[0010] 所述的座环内壁为阶梯状,阶梯上设置有锁紧块,锁紧块套在中心杆上,锁紧块的上下端分别由上接头和座环内壁的台阶进行限位。
[0011] 所述的锁紧块为筒状结构,锁紧块和中心杆之间通过马牙扣连接的方式连接。
[0012] 所述的导向销至少有三个,呈周向均布在下支撑套下端;所述的卡瓦由多个单片卡瓦组成,单片卡瓦上均设置有4个锚爪。
[0013] 所述的上支撑套、胶筒座、短胶筒、长胶筒和下支撑套之间的连接面均为斜面,且这些斜面均为偏向中间的长胶筒的斜面。
[0014] 所述的胶筒座材料为聚四氟乙烯,所述的短胶筒、长胶筒材料为氟橡胶,所述的锚爪材料为工程陶瓷。
[0015] 所述的套管压裂用桥塞中除了胶筒座、短胶筒、长胶筒和锚爪外均采用可降解材料。
[0016] 本实用新型的有益效果:
[0017] 第一、本实用新型桥塞采用可降解材料,可在井下特定条件下实现自动降解,免去钻磨作业。
[0018] 第二、桥塞设计单卡瓦和锁紧块,提高了桥塞可靠性。
[0019] 第三、桥塞具有较大的内通径,不影响正常生产。
[0020] 以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
[0021] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0022] 附图标记说明:1、上接头;2、锁紧块;3、座环;4、上支撑套;5、胶筒座;6、短胶筒;
7、长胶筒;8、下支撑套;9、导向销;10、锚爪;11、卡瓦;12、下接头;13、中心杆。
具体实施方式
[0023] 以一个适用于Φ 139.7毫米套管固井完井的套管压裂用桥塞为例,对本实用新型作进一步详细说明。
[0024] 实施例1:
[0025] 本实施例提供一种套管压裂用桥塞,如图1所示,包括中心杆13和分别连接在中心杆13上下两端的上接头I和下接头12,所述的中心杆13的中间部位套装有圆筒形的长胶筒7和短胶筒6,长胶筒7的上下端分别依次对称设置有短胶筒6,中心杆13的上部和下部外分别套有上支撑套4和下支撑套8,上支撑套4和下支撑套8上分别固定有胶筒座5,所述的位于长胶筒7上下端的短胶筒6均安装在胶筒座5上;
[0026] 上支撑套4和上接头I之间设置有座环3,所述的座环3上下端分别抵住上接头I和上支撑套4 ;
[0027] 下支撑套8和下接头12之间设置有卡瓦11,卡瓦11上设置有锚爪10,卡瓦11下端抵住下接头12,所述的下支撑套8下端设置有沿径向斜偏120°的导向销9,卡瓦11的上端面为由导向销9导向的斜面。
[0028] 本实施例的这种套管压裂用桥塞通过以下方式实现:
[0029] 先通过上接头I和中心管13,将本实施例的这种套管压裂用桥塞连接到坐封工具下端,然后下入井中设计封堵位置。坐封时,坐封工具挤压套筒作用在上接头I上,上接头I向下推动座环3,座环3推动上支撑套4,上支撑套4下移压缩短胶筒6和长胶筒7 ;同时,中心杆13通过螺纹连接带动下接头12向上推卡瓦11,卡瓦11向上推下支撑套8压缩短胶筒6和长胶筒7,封堵套管后,卡瓦11沿导向销9导向沿下支撑套8持续上移,直至锚爪10锚定于套管内壁。当中心管13受力大于设计的薄壁弱点最大拉力时,桥塞与坐封工具脱离,完成桥塞坐封及丢手。
[0030] 实施例2:
[0031] 在实施例1的基础上,本实施例中还设置了锁紧机构,本实施例中,座环3内壁为阶梯状,阶梯上设置有锁紧块2,锁紧块2套在中心杆13上,锁紧块2的上下端分别由上接头I和座环3内壁的台阶进行限位。
[0032] 锁紧块2为筒状结构,锁紧块2和中心杆13之间通过马牙扣连接的方式连接。
[0033] 本实施例的这种锁紧机构,采用马牙扣连接的方式,形成单向应力,在这里马牙扣连接采用正反两个马牙扣扣接的形式,中心杆13上为反向马牙扣,锁紧块2上为正向马牙扣,这样使得坐环3和上支撑套4只受向下的应力,只能向下移动,防止压缩短胶筒6和长胶筒7过程中的反弹。
[0034] 实施例3:
[0035] 在实施例1和实施例2的基础上,本实施例中,导向销9至少有三个,呈周向均布在下支撑套8下端;所述的卡瓦11由多个单片卡瓦组成,单片卡瓦上均设置有4个锚爪10。
[0036] 卡瓦11由多个单片卡瓦组成,这样卡瓦11在沿导向销9导向沿下支撑套8持续上移过程中,会慢慢地破裂成单个的单片卡瓦,单片卡瓦上的4个锚爪10随着单片卡瓦做径向移动,直至锚爪10锚定于套管内壁。
[0037] 上支撑套4、胶筒座5、短胶筒6、长胶筒7和下支撑套8之间的连接面均为斜面,且这些斜面均为偏向中间的长胶筒7的斜面。
[0038] 本实施例的这种斜面状的端面设置,能使上支撑套4和下支撑套8之间的短胶筒
6、长胶筒7能更好地受压缩,相比于只有平面端面结构的设置效果更好。
[0039] 实施例4:
[0040] 在上述几个实施例的前提下,作为更优选的,本实施例中,胶筒座5材料为聚四氟乙烯,可以采用聚四氟乙烯类具有高延展性材料;所述的短胶筒6、长胶筒7材料为氟橡胶,所述的锚爪10材料为工程陶瓷,除了胶筒座5、短胶筒6、长胶筒7和锚爪10外均采用可降解材料,其主要成分为功能合金Al、Ga,增强合金Al、Mg,活化合金Al、In、Sn,低温合金Pb、B1、In, Ga0在满足压裂的条件下,保证桥塞可降解的要求。
[0041] 综上所述,本实用新型的这种套管压裂用桥塞,设计有卡瓦和锁紧机构,能够保证桥塞的可靠性,主要部件采用了可降解材料,达到一定井筒条件时,可随时间降解。这种套管压裂用桥塞具有承压能力高、免钻塞、大通径的特点,可用于大斜度井及水平井储层多段改造,快速投产。
[0042] 以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明,并不构成对本实用新型的保护范围的限制,凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种套管压裂用桥塞,包括中心杆(13)和分别连接在中心杆(13)上下两端的上接头(I)和下接头(12),其特征在于:所述的中心杆(13)的中间部位套装有圆筒形的长胶筒(7)和短胶筒(6),长胶筒(7)的上下端分别依次对称设置有短胶筒(6),中心杆(13)的上部和下部外分别套有上支撑套(4)和下支撑套(8),上支撑套(4)和下支撑套(8)上分别固定有胶筒座(5),所述的位于长胶筒(7)上下端的短胶筒(6)均安装在胶筒座(5)上; 所述的上支撑套(4)和上接头(I)之间设置有座环(3),所述的座环(3)上下端分别抵住上接头(I)和上支撑套(4); 所述的下支撑套(8)和下接头(12)之间设置有卡瓦(11),卡瓦(11)上设置有锚爪(10),卡瓦(11)下端抵住下接头(12),所述的下支撑套(8)下端设置有沿径向斜偏120°的导向销(9),卡瓦(11)的上端面为由导向销(9)导向的斜面。
2.如权利要求1所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的座环(3)内壁为阶梯状,阶梯上设置有锁紧块(2 ),锁紧块(2 )套在中心杆(13 )上,锁紧块(2 )的上下端分别由上接头(I)和座环(3)内壁的台阶进行限位。
3.如权利要求2所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的锁紧块(2)为筒状结构,锁紧块(2)和中心杆(13)之间通过马牙扣连接的方式连接。
4.如权利要求1或2所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的导向销(9)至少有三个,呈周向均布在下支撑套(8)下端;所述的卡瓦(11)由多个单片卡瓦组成,单片卡瓦上均设置有4个销爪(10)。
5.如权利要求4所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的上支撑套(4)、胶筒座(5)、短胶筒(6)、长胶筒(7)和下支撑套(8)之间的连接面均为斜面,且这些斜面均为偏向中间的长胶筒(7)的斜面。
6.如权利要求1所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的胶筒座(5)材料为聚四氟乙烯,所述的短胶筒(6)、长胶筒(7)材料为氟橡胶,所述的锚爪(10)材料为工程陶瓷。
7.如权利要求1或5所述的套管压裂用桥塞,其特征在于:所述的套管压裂用桥塞中除了胶筒座(5)、短胶筒(6)、长胶筒(7)和锚爪(10)外均采用可降解材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104989317A (zh) * 2015-06-16 2015-10-21 中国石油天然气股份有限公司 一种套管压裂用桥塞
CN105507849A (zh) * 2015-12-31 2016-04-20 中国石油天然气股份有限公司 一种压裂用自移除桥塞
CN105971557A (zh) * 2016-07-08 2016-09-28 四川省贝特石油技术有限公司 一种全溶桥塞

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