CN206816226U - 一种速钻大通径桥塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种速钻大通径桥塞，用于临时封堵油气井筒，包括芯轴和胶筒，胶筒滑动套设在芯轴的外表面中部位置上，芯轴的外表面位于胶筒的一端依次套设有第一锥体套筒和第一卡瓦座限位结构，芯轴的一端设置有第一接头；芯轴的外表面位于胶筒的另一端依次套设有第二锥体套筒和推环，芯轴的另一端设置有第二接头；芯轴、第一、二锥体套筒、第一、二卡瓦座限位结构、推环、第一、二接头都为铝合金制作而成，芯轴为中空结构，其内径大于或等于55mm。由于芯轴、第一、二锥体套筒、第一、二卡瓦座限位结构、推环、第一、二接头都为铝合金制作而成，可以快速钻磨掉所有桥塞，使井眼实现全通径，从根本上克服现有现有铸铁桥塞二次改造困难的不足。

Description

一种速钻大通径桥塞

技术领域

本实用新型涉及在油气井压裂分段改造临时堵塞套管内径用到的一种井下工具技术领域，，特别是一种速钻大通径桥塞。

背景技术

在油气井分段压裂改造作业中，通常会用到复合桥塞或铸铁桥塞作为分段的工具。这两种桥塞各有优势，如复合桥塞，其具有钻磨速度快的特点，在压裂作业结束之后，必须通过连续油管快速钻磨掉这些复合桥塞，形成全通径的井眼。

运用在分段压裂改造作业中的铸铁桥塞通常为大通径桥塞，这种桥塞的特点在于内通径大，可以在压裂完成后，直接返排投产。随着油气井生产年限的增加，油气井的油气产量也随之下降，油气井的二次改造成为增加油气井产量的重要方式，然而，使用铸铁大通径桥塞分段压裂的井筒，会在井筒内形成缩径，即铸铁大通径桥塞的内径，这样对二次改造的施工方法形成局限，对二次改造的效果造成影响，并且铸铁桥塞的钻磨作业非常困难。

综上，复合桥塞在压裂施工结束后必须将其钻磨掉；虽然铸铁大通径桥塞无需钻磨可直接投产，但是其使井筒缩径，对油气井的二次改造造成局限性，并且铸铁桥塞的钻磨作业非常困难。

实用新型内容

本实用新型提供一种速钻大通径桥塞，以解决现有桥塞的油气井筒二次改造困难的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种速钻大通径桥塞，用于临时封堵油气井筒，包括芯轴和胶筒，所述胶筒滑动套设在所述芯轴的外表面中部位置上，所述芯轴的外表面位于所述胶筒的一端依次套设有第一锥体套筒和第一卡瓦座限位结构，所述芯轴的一端设置有第一接头；所述芯轴的外表面位于所述胶筒的另一端依次套设有第二锥体套筒和推环，所述芯轴的另一端设置有第二接头；所述芯轴、所述第一锥体套筒、所述第一卡瓦座限位结构、所述推环、所述第二锥体套筒、所述第一接头和所述第二接头都为铝合金制作而成，所述芯轴为中空结构，其内径大于或等于55mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的桥塞在压裂施工结束后，由于内径很大，无需钻磨，可以直接返排投产；随着油气井生产年限的增加，油气井的油气产量也随之下降，若需对油气井进行二次改造，由于芯轴、第一锥体套筒、第一卡瓦座限位结构、推环、第二锥体套筒、第一接头和第二接头都为铝合金制作而成，可以快速钻磨掉所有桥塞，使井眼实现全通径，从根本上克服现有现有桥塞二次改造困难的不足。

进一步，所述芯轴上套设有第二卡瓦座限位结构，所述第二卡瓦座限位结构位于所述第二锥体套筒和所述推环之间，所述第二卡瓦座限位结构为铝合金制作而成。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于设置了第二卡瓦座限位结构，实现了桥塞双向限位的作用，在使用中桥塞与油气井筒双向固定，提高了桥塞固定的可靠性；另外，第二卡瓦座限位结构为铝合金制作而成，可以快速钻磨掉第二卡瓦座限位结构，使井眼实现全通径，从根本上克服现有现有桥塞二次改造困难的不足。

进一步。所述第一卡瓦座限位结构和所述第二卡瓦座限位结构上都设有限位卡瓦，所述限位卡瓦由铸铁制作而成。

采用上述进一步方案的有益效果是：限位卡瓦结构简单，限位可靠；同时，铸铁结构的卡瓦强度较高，提高了限位的稳定性。

进一步，所述限位卡瓦为多个。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个限位卡瓦进一步提高了限位的可靠性。

进一步，多个所述限位卡瓦分别均布在所述第一卡瓦座限位结构的周向上和所述第二卡瓦座限位结构的周向上。

采用上述进一步方案的有益效果是：将限位卡瓦均布在卡瓦座限位结构的周向上，进一步提高了限位的稳定性。

进一步，所述限位卡瓦上设置有卡瓦缝隙，所述卡瓦缝隙的长度方向与所述芯轴的轴线平行，所述卡瓦缝隙从所述限位卡瓦的外表面向其内部延伸。

采用上述进一步方案的有益效果是：在桥塞的坐封过程中，卡瓦受到两端的挤压会向外膨胀变形，通过设置卡瓦缝隙，有助与卡瓦在井筒的内径上的锚定。

进一步，所述第一接头的径向上设置有用于井液通过的旁通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：在产品实际使用过程中，会有多个桥塞一起使用，压裂施工过程中，桥塞中的芯轴的一端会通过密封球来密封芯轴内径，返排时当下部桥塞的密封球返排到该桥塞坐封位置的时候，密封球会与下接头短节底部接触，但不会堵塞旁通孔，返排时井液仍然有流动通道。

进一步，所述旁通孔为多个。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个旁通孔避免了其中一个孔堵塞而影响到井液返排。

进一步，多个所述旁通孔均布在所述第一接头的周向上。

采用上述进一步方案的有益效果是：旁通孔的均布设置确保在桥塞四周液体流动的顺畅性。

进一步，所述第一接头的一端设置有第一互锁结构，所述第二接头的另一端设置有第二互锁结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过互锁结构当钻磨完上一只桥塞的卡瓦座限位结构以后，桥塞剩余部分可以被钻磨工具串推动，直到被钻桥塞的第一接头与下一只桥塞的第二接头啮合，速钻大通径桥塞第一、第二接头啮合限位的互锁机构，可以有效防止上一只桥塞剩余部分在井下随磨铣工具一起转动，提高磨铣时效。

附图说明

图1是本实用新型剖面结构示意图，

图2是本实用新型立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第二接头，2、芯轴，3、推环，4、第二卡瓦座限位结构，5、限位卡瓦，6、第二锥体套筒，7、胶筒，8、第一锥体套筒，9、第一卡瓦座限位结构，10、第一接头，10-1、旁通孔，11、第一互锁结构，12、第二互锁结构

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的一个实施例的剖面结构示意图参见图1一种速钻大通径桥塞，用于临时封堵油气井筒，包括芯轴2和胶筒7，胶筒7滑动套设在芯轴2的外表面中部位置上，芯轴2的外表面位于胶筒7的一端依次套设有第一锥体套筒8和第一卡瓦座限位结构9，芯轴2的一端设置有第一接头10；第一锥体套筒8的大端与胶筒7接触，第一卡瓦座限位结构9限制第一锥体套筒8向芯轴2的一端移动；芯轴2的外表面位于胶筒7的另一端依次套设有第二锥体套筒6和推环3，芯轴2的另一端设置有第二接头1；第二锥体套筒6的大端与胶筒7接触，第二卡瓦座限位结构4限制胶筒7向芯轴2的另端移动；芯轴2、第一锥体套筒8、第一卡瓦座限位结构9、推环3、第二锥体套筒6、第一接头10和第二接头1都为铝合金制作而成，芯轴2为中空结构，其内径大于或等于55mm。

该桥塞的工作原理为：该速钻大通径桥塞配合坐封适配器一起与坐封工具连接后入井，到达设计坐封深度以后，通过触发坐封工具使其产生一定的推力，推动推环3向下移动，胶筒7将会受到挤压并产生弹性形变并与套管内壁接触形成初始密封；当推力大于第一、第二卡瓦座限位结构4的破裂力以后，卡瓦座限位结构将会破裂，并沿着第一、第二锥体套筒6的锥面移动，直到限位卡瓦5与油气井筒内壁紧密锚定；当坐封工具提供的推力持续增加，直到大于坐封适配器的剪切销钉剪切力以后，剪切销钉被剪断，坐封、丢手动作完成，桥塞留在设计坐封深度，然后完成射孔作业并回收坐封工具，在井口投入对应尺寸的可溶压裂球。在直井段可溶压裂球可在重力作用下落到速钻大通径桥塞的芯轴2顶部的球座上，在水平井段可通过注入液体推动可溶压裂球落到速钻大通径桥塞芯轴2顶部的球座上。当压裂球落到球座上之后，持续通过压裂泵车泵注压裂液体向球施加压力可实现球与球座的密封，于是这些压裂液体会通过套管上的射孔孔眼进入地层，开始压裂地层，当设计支撑剂总量全部泵入地层，则完成压裂施工，重复上述步骤直到所有层位改造结束。

本实用新型提供的桥塞在压裂施工结束后，由于内径很大，无需钻磨，可以直接返排投产；随着油气井生产年限的增加，油气井的油气产量也随之下降，若需对油气井进行二次改造，由于芯轴2、第一锥体套筒8、第一卡瓦座限位结构9、第二卡瓦座限位结构4、推环3、第二锥体套筒6、第一接头10和第二接头1都为铝合金制作而成，可以快速钻磨掉所有桥塞，使井眼实现全通径，从根本上克服现有现有桥塞二次改造困难的不足。

在具体实施例中，可以根据实际油气井筒的大小以及油产量的需求大小件芯轴2的内径设置在大于或等于55mm的任意范围内。

同时，对于铝合金材料，可以根据实际油气井筒的压力计使用条件选取合适的硬度来达到容易钻磨和密封的可靠性的目的。

在本实施例中，第二锥体套筒6和推环3之间的芯轴2上套设有第二卡瓦座限位结构4，第二卡瓦座限位结构4为铝合金制作而成。

由于设置了第二卡瓦座限位结构4，实现了桥塞双向限位的作用，在使用中桥塞与油气井筒双向固定，提高了桥塞固定的可靠性；另外，第二卡瓦座限位结构4为铝合金制作而成，可以快速钻磨掉第二卡瓦座限位结构4，使井眼实现全通径，从根本上克服现有现有桥塞二次改造困难的不足。

在本实施例中，第一卡瓦座限位结构9和第一卡瓦座限位结构9上都设有限位卡瓦5，限位卡瓦5由铸铁制作而成；限位卡瓦5为多个，多个限位卡瓦5分别均布在第一卡瓦座限位结构9的周向上和第二卡瓦座限位结构4的周向上。

限位卡瓦5结构简单，限位可靠；同时，铸铁结构的卡瓦强度较高，提高了限位的稳定性，多个限位卡瓦5进一步提高了限位的可靠性，将限位卡瓦5均布在卡瓦座限位结构的周向上，进一步提高了限位的稳定性。

在本实施例中，限位卡瓦5上设置有卡瓦缝隙，卡瓦缝隙的长度方向与芯轴2的轴线平行，卡瓦缝隙从限位卡瓦5的外表面向其内部延伸。

在桥塞的坐封过程中，卡瓦受到两端的挤压会向外膨胀变形，通过设置卡瓦缝隙，有助与卡瓦在井筒的内径上的锚定。

在本实施例中，第一接头10的径向上设置有用于井液通过的旁通孔10-1，旁通孔10-1为多个，多个旁通孔10-1均布在第一接头10的周向上。

在产品实际使用过程中，会有多个桥塞一起使用，桥塞中的芯轴2的一端会通过密封球来密封芯轴2内径，当下部桥塞的密封球返排到该桥塞坐封位置的时候，密封球会与下接头短节底部接触，但不会堵塞旁通孔，返排时井液仍然有流动通道。旁通孔10-1的均布设置确保在桥塞四周液体流动的顺畅性。

在本实施例中，第一接头10的一端设置有第一互锁结构11，第二接头1的另一端设置有第二互锁结构12，第一互锁结构11和第二互锁结构12相互啮合时实现径向互锁。

通过互锁结构当钻磨完上一只桥塞的卡瓦座限位结构以后，桥塞剩余部分可以被钻磨工具串推动，直到被钻桥塞的第一接头10与下一只桥塞的第二接头1啮合，速钻大通径桥塞第一、第二接头1啮合限位的互锁机构，可以有效防止上一只桥塞剩余部分在井下随磨铣工具一起转动，提高磨铣时效。

本实用新型立体结构示意图参见图2，限位卡瓦5上设置有卡瓦缝隙，卡瓦缝隙的长度方向与芯轴2的轴线平行，卡瓦缝隙从限位卡瓦5的外表面向其内部延伸。

其中，第一接头10的一端设置有第一互锁结构11，第二接头1的另一端设置有第二互锁结构12；通过互锁结构当钻磨完上一只桥塞的卡瓦座限位结构以后，桥塞剩余部分可以被钻磨工具串推动，直到被钻桥塞的第一接头10与下一只桥塞的第二接头1啮合，速钻大通径桥塞第一、第二接头1啮合限位的互锁机构，可以有效防止上一只桥塞剩余部分在井下随磨铣工具一起转动，提高磨铣时效。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本实用新型的速钻大通径桥塞进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种速钻大通径桥塞，用于临时封堵油气井筒，其特征在于，包括芯轴(2)和胶筒(7)，所述胶筒(7)滑动套设在所述芯轴(2)的外表面中部位置上，所述芯轴(2)的外表面位于所述胶筒(7)的一端依次套设有第一锥体套筒(8)和第一卡瓦座限位结构(9)，所述芯轴(2)的一端设置有第一接头(10)；所述芯轴(2)的外表面位于所述胶筒(7)的另一端依次套设有第二锥体套筒(6)和推环(3)，所述芯轴(2)的另一端设置有第二接头(1)；所述芯轴(2)、所述第一锥体套筒(8)、所述第一卡瓦座限位结构(9)、所述推环(3)、所述第二锥体套筒(6)、所述第一接头(10)和所述第二接头(1)都为铝合金制作而成；所述芯轴(2)为中空结构，其内径大于或等于55mm。

2.根据权利要求1所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述芯轴(2)上套设有第二卡瓦座限位结构(4)，所述第二卡瓦座限位结构(4)位于所述第二锥体套筒(6)和所述推环(3)之间，所述第二卡瓦座限位结构(4)为铝合金制作而成。

3.根据权利要求2所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述第一卡瓦座限位结构(9)和所述第二卡瓦座限位结构(4)上都设有限位卡瓦(5)，所述限位卡瓦(5)由铸铁制作而成。

4.根据权利要求3所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述限位卡瓦(5)为多个。

5.根据权利要求4所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，多个所述限位卡瓦(5)分别均布在所述第一卡瓦座限位结构(9)的周向上和所述第二卡瓦座限位结构(4)的周向上。

6.根据权利要求3至5任一项所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述限位卡瓦(5)上设置有卡瓦缝隙，所述卡瓦缝隙的长度方向与所述芯轴(2)的轴线平行，所述卡瓦缝隙从所述限位卡瓦(5)的外表面向其内部延伸。

7.根据权利要求1至5任一项所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述第一接头(10)的径向上设置有用于井液通过的旁通孔(10-1)。

8.根据权利要求7所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述旁通孔(10-1)为多个。

9.根据权利要求8所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，多个所述旁通孔(10-1)均布在所述第一接头(10)的周向上。

10.根据权利要求1至5任一项所述的速钻大通径桥塞，其特征在于，所述第一接头(10)的一端设置有第一互锁结构(11)，所述第二接头(1)的另一端设置有第二互锁结构(12)。