CN208473785U - 一种桥塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥塞，属于油田设备领域。所述桥塞包括：中心管、上接头、承力座、上卡瓦、第一副胶筒、主胶筒、第二副胶筒、下卡瓦、下接头。上接头、承力座、上卡瓦、第一副胶筒、主胶筒、第二副胶筒、下卡瓦和下接头自上而下上顺次套装在中心管的外壁上，上接头位于中心管的顶端，下接头位于中心管的底端；中心管上对应下卡瓦坐封位置处设置有导流孔。本实用新型通过设置第一副胶筒、主胶筒和第二副胶筒，单个胶筒因磨损失效后其余胶筒仍能保持膨胀坐封状态。且通过设置导流孔，在不钻除桥塞的工况下，中心管底端堵塞后液体仍能通过导流孔流动使套管保持上下连通，可靠性和安全性较高。

Description

一种桥塞

技术领域

本实用新型涉及油田设备领域，特别涉及一种桥塞。

背景技术

分层压裂为常用的油气井改造措施，进行油气井分层压裂时，将桥塞下入套管中，利用桥塞进行封隔对套管进行分层。因此，有必要提供一种桥塞。

现有技术提供的桥塞包括：中心管、胶筒和两个卡瓦，胶筒和两个卡瓦套装在中心管上且胶筒位于两个卡瓦之间。使用时卡瓦与套管锚定，并挤压胶筒使胶筒膨胀坐封将桥塞固定在套管内。投入与中心管适配的可溶密封球封堵管口，即可完成封隔。封隔作业完成后，可溶球溶解，不钻除桥塞也可使套管上下连通。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

单个胶筒在井下可能会发生磨损破坏，使桥塞与套管的坐封失效，且中心管存在堵塞风险影响正常生产。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种桥塞，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种桥塞，所述桥塞包括：中心管、上接头、承力座、上卡瓦、第一副胶筒、主胶筒、第二副胶筒、下卡瓦、下接头；

所述上接头、所述承力座、所述上卡瓦、所述第一副胶筒、所述主胶筒、所述第二副胶筒、所述下卡瓦和所述下接头自上而下上顺次套装在所述中心管的外壁上；

所述上接头位于所述中心管的顶端，所述下接头位于所述中心管的底端；

所述中心管上对应所述下卡瓦坐封位置处设置有导流孔。

在一种可能的设计中，所述上卡瓦包括：上卡瓦座和上卡瓦牙，所述上卡瓦座套装在所述中心管上，所述上卡瓦座的外壁上设置有第一牙槽，所述上卡瓦牙设置于所述第一牙槽内；

所述下卡瓦包括：下卡瓦座和下卡瓦牙，所述下卡瓦座套装在所述中心管上，所述下卡瓦座的外壁上设置有第二牙槽，所述下卡瓦牙设置于所述第二牙槽内。

在一种可能的设计中，所述上卡瓦座的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽，外壁上设置有多个与所述内应力槽相对的外应力槽，所述第一牙槽位于相邻两个所述外应力槽之间；

所述下卡瓦座的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽，外壁上设置有多个与所述内应力槽相对的外应力槽，所述第二牙槽位于相邻两个所述外应力槽之间。

在一种可能的设计中，位于所述上卡瓦座与所述第一副胶筒之间的中心管上套装有上锥体，所述上卡瓦座的下部为内锥结构，所述上锥体的上部为与所述上卡瓦座相适配的锥体；

位于所述下卡瓦座与所述第二副胶筒之间的中心管上套装有下锥体，所述下卡瓦座的上部为内锥结构，所述下锥体的下部为与所述下卡瓦座相适配的锥体。

在一种可能的设计中，位于所述上锥体与所述第一副胶筒之间的中心管上套装有上保护环；

位于所述下锥体与所述第二副胶筒之间的中心管上套装有下保护环。

在一种可能的设计中，所述主胶筒的内壁设置有环形槽。

在一种可能的设计中，所述上接头的内部设置有球座，所述球座的锥角大于或等于20度且小于或等于30度。

在一种可能的设计中，所述中心管的内径大于或等于56毫米。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的桥塞通过设置第一副胶筒、主胶筒和第二副胶筒，单个胶筒因磨损失效后其余胶筒仍能保持膨胀坐封状态。且通过设置导流孔，在不钻除桥塞的工况下，中心管底端堵塞后液体仍能通过导流孔流动使套管保持上下连通，可靠性和安全性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的桥塞的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的桥塞的中心管的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的桥塞的上卡瓦座的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的桥塞的上接头的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的桥塞的上卡瓦座或下卡瓦座的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的桥塞的主胶筒的结构示意图。

附图标记分别表示：

1-中心管，

2-上接头，

21-球座，

3-承力座，

4-上卡瓦，

41-上卡瓦座，

42-上卡瓦牙，

411-第一牙槽，

5-第一副胶筒，

6-主胶筒，

61-环形槽，

7-第二副胶筒，

8-下卡瓦，

81-下卡瓦座，

82-下卡瓦牙，

811-第二牙槽，

9-下接头，

10-导流孔，

11-内应力槽，

12-外应力槽，

13-上锥体，

14-下锥体，

15-上保护环，

16-下保护环。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种桥塞，如附图1和附图2所示，该桥塞包括：中心管1、上接头2、承力座3、上卡瓦4、第一副胶筒5、主胶筒6、第二副胶筒7、下卡瓦8、下接头9。上接头2、承力座3、上卡瓦4、第一副胶筒5、主胶筒6、第二副胶筒7、下卡瓦8和下接头9自上而下上顺次套装在中心管1的外壁上，且上接头2位于中心管1的顶端，下接头9位于中心管1的底端；中心管1上对应下卡瓦8坐封位置处设置有导流孔10。

以下对本实用新型实施例提供的桥塞的工作原理进行说明：

应用时，通过线缆或连续油管将桥塞下入套管中的预设位置，然后通过配套工具向承力座3施加压力，承力座3在压力作用下向下移动，向下挤压上卡瓦4、第一副胶筒5、主胶筒6、第二副胶筒7和下卡瓦8，第一副胶筒5、主胶筒6和第二副胶筒7膨胀与套管紧密接触完成坐封，上卡瓦4和下卡瓦8与套管锚定。压力消失后上卡瓦4和下卡瓦8与套管保持锚定，使第一副胶筒5、主胶筒6和第二副胶筒7保持膨胀坐封状态。投入与上接头2相适配的密封球与上接头2配合构成密封即可完成封隔分层。分层压裂结束后，可溶球溶解，套管形成通径。桥塞被钻除或者留存在套管中。中心管1上对应下卡瓦8坐封位置处设置有导流孔10，在桥塞留存在套管中的工况下，中心管1的底端被堵塞时，桥塞下方的套管与中心管1内的空间能够通过导流孔10连通，提高作业的可靠性。

本实用新型实施例提供的桥塞通过设置第一副胶筒5、主胶筒6和第二副胶筒7，单个胶筒因磨损失效后其余胶筒仍能保持膨胀坐封状态。且通过设置导流孔10，在不钻除桥塞的工况下，中心管1底端堵塞后液体仍能通过导流孔10流动使套管保持上下连通，可靠性和安全性较高。

其中，导流孔10的数量为大于或等于6个且小于或等于8个，举例来说，可以为6个、7个、8个等。多个导流孔10沿周向均匀分布在中心管的管壁上。每个导流孔10的孔径可以为大于或等于8mm且小于或等于10mm，举例来说，可以为8mm、9mm、10mm等。

本实用新型实施例中，上卡瓦4和下卡瓦8用于与套管锚定，挤压胶筒使胶筒膨胀，对于上卡瓦4和下卡瓦8的结构，以下进行示例说明：

如附图1、附图3和附图5所示，上卡瓦4包括：上卡瓦座41和上卡瓦牙42，上卡瓦座41套装在中心管1上，上卡瓦座41的外壁上设置有第一牙槽411，上卡瓦牙42设置于第一牙槽411内。下卡瓦8包括：下卡瓦座81和下卡瓦牙82，下卡瓦座81套装在中心管1上，下卡瓦座81的外壁上设置有第二牙槽811，下卡瓦牙82设置于第二牙槽811内。

如此设置，承力座3向下挤压时，推动上卡瓦座41和下卡瓦座81的移动，使上卡瓦4和下卡瓦8的移动更便捷。通过设置牙槽，便于安装上卡瓦牙42和下卡瓦牙82，上卡瓦牙42在第一牙槽411中随上卡瓦座41移动，下卡瓦牙82在第二牙槽811中随下卡瓦座81移动。

上卡瓦座41和下卡瓦座81在挤压作用下破碎，为了使上卡瓦座41和下卡瓦座81均匀破碎，如附图5所示，上卡瓦座41的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽11，外壁上设置有多个与内应力槽11相对的外应力槽12，第一牙槽411位于相邻两个外应力槽12之间。下卡瓦座81的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽11，外壁上设置有多个与内应力槽11相对的外应力槽12，第二牙槽811位于相邻两个外应力槽12之间。

如此设置，上卡瓦座41和下卡瓦座81破碎时沿着内应力槽11和外应力槽12破碎，上卡瓦4和下卡瓦8分别均匀破碎成多块。可以理解的是，破裂的块数与内应力槽11或外应力槽12的数量相同。举例来说，上卡瓦座41上设置有8个内应力槽11，相应地，外应力槽12也为8个，上卡瓦座41破裂时，均匀分裂为8块，每块上均有一个上卡瓦牙42。

内应力槽11和外应力槽12的截面为半圆形，且直径可以大于或等于1.5mm且小于或等于3mm，举例来说，可以为1.5mm、2mm、3mm等。

其中，上卡瓦牙42可以为齿向朝上的齿牙结构，下卡瓦牙82可以为齿向朝下的齿牙结构。

为了使上卡瓦座41和下卡瓦座81能够平稳推动胶筒的变形，位于上卡瓦座41与第一副胶筒5之间的中心管1上套装有上锥体13，上卡瓦座41的下部为内锥结构，上锥体13的上部为与上卡瓦座41相适配的锥体。位于下卡瓦座81与第二副胶筒7之间的中心管1上套装有下锥体14，下卡瓦座81的上部为内锥结构，下锥体14的下部为与下卡瓦座81相适配的锥体。

上卡瓦座41的挤压力通过上锥体13作用在第一副胶筒5上，下卡瓦座81的挤压力通过下锥体14作用在第二副胶筒7上，使力的传递较平稳。且上卡瓦座41的下部为内锥结构，上锥体13的上部为与上卡瓦座41相适配的锥体，使上卡瓦座41与上锥体13的接触良好，下卡瓦座81的上部为内锥结构，下锥体14的下部为与下卡瓦座81相适配的锥体，使下卡瓦座81与下锥体14的接触良好。

其中，内锥结构与锥体的锥角相同，可以大于或等于15度且小于或等于20度，举例来说，可以为15度、17度、20度等。

为了避免上锥体13对第一副胶筒5以及下锥体14对第二副胶筒7的破坏，位于上锥体13与第一副胶筒5之间的中心管1上套装有上保护环15，位于下锥体14与第二副胶筒7之间的中心管1上套装有下保护环16。

如此设置，既不影响力的传递，又能使第一副胶筒5不与上锥体13接触，第二副胶筒7不与下锥体14接触，对第一副胶筒5和第二副胶筒7起到保护作用。

其中，上保护环15和下保护环16可以为橡胶等柔性材质。

为了使主胶筒6更易膨胀变形，如附图6所示，主胶筒6的内壁设置有环形槽61。环形槽61的数量可以为1个或者多个，且环形槽61的截面直径可以大于或等于8mm且小于或等于10mm，举例来说，可以为8mm、9mm、10mm，截面所对的圆心角可以大于或等于120度且小于或等于130度，举例来说，可以为120度、125度、130度，如此设置，使环形槽61既不对主胶筒6的整体强度和耐久度造成较大干扰，又能有良好的变形效果。

上接头2套装在中心管1的顶端，用于与密封球配合构成密封，为了提高密封效果，如附图4所示，上接头2的内部设置有球座21，球座21的锥角大于或等于20度且小于或等于30度，举例来说，可以为20度、25度、30度。如此设置，密封球落入到球座21中时与球座21的接触较紧密，提高密封效果。

下接头9套装在中心管1的底端，为了便于下入桥塞，下接头9的下端设置有外径自上而下逐渐减小的锥段，锥段的锥角可以大于或等于15度且小于或等于35度，举例来说，可以为15度、20度、35度等。

本实用新型实施例提供的桥塞可以在解除封隔后不从套管中钻除，为了在此工况下套管仍能保持较高的通畅性，中心管1的内径大于或等于56毫米，举例来说，可以为56mm、60mm、100mm等。通过设置较大的中心管1内径，使该桥塞能够作为无需钻除的大通径桥塞使用。

进一步地，在需钻除工况下，为了便于将该桥塞从套管中钻除，上接头2、承力座3、上卡瓦座41、上锥体13、中心管1、下锥体14、下卡瓦座81和下接头9可以为易钻除的碳纤维复合材料，如此既能保证密封可靠性，又能在使用结束后较为便捷地将桥塞从套管中钻除。

以上所述仅为本实用新型的说明性实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桥塞，其特征在于，所述桥塞包括：中心管(1)、上接头(2)、承力座(3)、上卡瓦(4)、第一副胶筒(5)、主胶筒(6)、第二副胶筒(7)、下卡瓦(8)、下接头(9)；

所述上接头(2)、所述承力座(3)、所述上卡瓦(4)、所述第一副胶筒(5)、所述主胶筒(6)、所述第二副胶筒(7)、所述下卡瓦(8)和所述下接头(9)自上而下上顺次套装在所述中心管(1)的外壁上；

所述上接头(2)位于所述中心管(1)的顶端，所述下接头(9)位于所述中心管(1)的底端；

所述中心管(1)上对应所述下卡瓦(8)坐封位置处设置有导流孔(10)。

2.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述上卡瓦(4)包括：上卡瓦座(41)和上卡瓦牙(42)，所述上卡瓦座(41)套装在所述中心管(1)上，所述上卡瓦座(41)的外壁上设置有第一牙槽(411)，所述上卡瓦牙(42)设置于所述第一牙槽(411)内；

所述下卡瓦(8)包括：下卡瓦座(81)和下卡瓦牙(82)，所述下卡瓦座(81)套装在所述中心管(1)上，所述下卡瓦座(81)的外壁上设置有第二牙槽(811)，所述下卡瓦牙(82)设置于所述第二牙槽(811)内。

3.根据权利要求2所述的桥塞，其特征在于，所述上卡瓦座(41)的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽(11)，外壁上设置有多个与所述内应力槽(11)相对的外应力槽(12)，所述第一牙槽(411)位于相邻两个所述外应力槽(12)之间；

所述下卡瓦座(81)的内壁上沿周向均匀设置有多个内应力槽(11)，外壁上设置有多个与所述内应力槽(11)相对的外应力槽(12)，所述第二牙槽(811)位于相邻两个所述外应力槽(12)之间。

4.根据权利要求2所述的桥塞，其特征在于，位于所述上卡瓦座(41)与所述第一副胶筒(5)之间的中心管(1)上套装有上锥体(13)，所述上卡瓦座(41)的下部为内锥结构，所述上锥体(13)的上部为与所述上卡瓦座(41)相适配的锥体；

位于所述下卡瓦座(81)与所述第二副胶筒(7)之间的中心管(1)上套装有下锥体(14)，所述下卡瓦座(81)的上部为内锥结构，所述下锥体(14)的下部为与所述下卡瓦座(81)相适配的锥体。

5.根据权利要求4所述的桥塞，其特征在于，位于所述上锥体(13)与所述第一副胶筒(5)之间的中心管(1)上套装有上保护环(15)；

位于所述下锥体(14)与所述第二副胶筒(7)之间的中心管(1)上套装有下保护环(16)。

6.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述主胶筒(6)的内壁设置有环形槽(61)。

7.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述上接头(2)的内部设置有球座(21)，所述球座(21)的锥角大于或等于20度且小于或等于30度。

8.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述中心管(1)的内径大于或等于56毫米。