CN208633803U - 一种防止提前坐封的可溶性桥塞 - Google Patents

Abstract

一种防止提前坐封的可溶性桥塞，包括中心管、以及依次套设于所述中心管外壁互相活动连接的隔环、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环；所述密封组件包括中胶筒、活动连接于所述中胶筒两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的上椎体和下椎体；所述护腕组件包括活动连接与所述中胶筒两端的内护腕、与所述内护腕活动连接的外护腕,所述上锚定组件和下锚定组件中均包括用于防止提前坐封的固定块。本实用新型解决了可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等的异常现象，不易提前坐封，使得坐封位置更准确，避免提前坐封等异常情况，减少无端耗材，减少作业成本和人力成本，提高坐封效率。

Description

一种防止提前坐封的可溶性桥塞

技术领域

本实用新型涉及可溶性桥塞领域，具体涉及一种防止提前坐封的可溶性桥塞。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展以及油气田开发和不可再生资源的不断衰减，而针对非常规油气的开采越来越受到人们的重视，其地位和意义可想而知。我国非常规油气资源十分丰富，勘探的潜力也十分巨大，但由于其储层具有特低渗透、低孔率以及明显致密等特点，为了提高其单井产量需要对多层段压裂技术进行改进，特别是水平井分段压裂技术，而桥塞是水平井分段压裂极其重要的井下分层封堵工具。

目前，可溶性桥塞作为一种新型的页岩气压裂用分层分段改造工具，采用新型镁铝合金材料，目前常规页岩气开采主要通过椎体上剪钉的设计防止提前坐封。由于现场工艺限制，在施工过程中出现大量套管变形情况，导致可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等异常现象，导致施工周期加长，作业成本增加等风险。

实用新型内容

本实用新型提供了一种防止提前坐封的可溶性桥塞，解决了可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等的异常现象，不易提前坐封。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种防止提前坐封的可溶性桥塞，包括中心管、以及依次套设于所述中心管外壁互相活动连接的隔环、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环；所述上锚定组件还包括上卡瓦、位于上卡瓦外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述下锚定组件还包括下卡瓦、位于下卡瓦外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述上卡瓦和所述下卡瓦均包括多个卡瓦单体，所述卡瓦单体的外壁均设有相互贯通的卡瓦圈槽，上卡瓦和下卡瓦的外壁设有用于固定多个卡瓦单体的置于卡瓦圈槽内的卡瓦圈；每一卡瓦单体外壁均固定连接有两个固定块。

本技术方案的工作原理和过程如下：

所述可溶性桥塞通过贝克20#坐封工具，进行点火坐封，同时也可以使用液压坐封。在工作过程中，贝克20#坐封工具或者液压坐封器连接中心管的上部，推动隔环向下运动，同时，推动锚定组件、上锥体、外护腕、内护腕、中胶筒、下锥体、防撞环一起向下运动，中胶筒及护腕组件在挤压的过程中向外扩展贴合套筒，同时，在运动的过程中锚定组件向外撑开，此刻锚定组件会紧紧的卡在套管壁上进而限制其他构件继续向下运动；因而中胶筒由于继续受到向下的力发生膨胀变形进行坐封，而锚定组件由于受到坐封力和上椎体和下椎体的影响，也会使得上锚定组件向外撑开卡在套管壁上，完成整个坐封过程。坐封工具推动隔环进而推动上卡瓦向下移动，进而推动密封组件、下卡瓦以及防撞环向下移动，移动至坐封处，隔环挤压推动上卡瓦，防撞环挤压下卡瓦，卡瓦圈断裂，卡瓦单体向外撑开，锚定于套管内壁。隔环和防撞环位于中心管的两端，一方面将锚定组件和密封组件固定于中心管外壁；另一方面，隔环便于推动向下放置桥塞，防撞环和固定块使得桥塞向下过程中不易提前遇阻、提前坐封。

进一步地，所述密封组件包括中胶筒、活动连接于所述中胶筒两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的与上卡瓦活动连接的上椎体和与下卡瓦活动连接的下椎体；所述护腕组件包括活动连接于所述中胶筒两端的内护腕、与所述内护腕活动连接的外护腕。

进一步地，所述固定块垂直于中心管轴向且沿轴向相互对称设于靠近密封组件的卡瓦圈槽靠近卡瓦齿组件的一侧，卡瓦单体轴向左侧的固定块远离卡瓦齿组件的一侧设有凸起，卡瓦单体轴向右侧的固定块远离卡瓦齿组件的一侧设有与凸起适配的凹陷。固定块垂直于上卡瓦和下卡瓦的轴向，安装上卡瓦和下卡瓦于中心管时，将上卡瓦围绕中心管设置，通过相邻上卡瓦的凸起和凹陷的相互配合固定，然后再将卡瓦圈套设于卡瓦圈槽内，进而实现上卡瓦的固定，下卡瓦同理安装；现有的桥塞在使用过程中常常还未到达坐封位置，卡瓦圈提前断裂，提前坐封；本实用新型中的可溶性桥塞可以通过设置固定块的凸起和凹槽的圆弧弯曲程度，当卡瓦圈被剪断时，只有在坐封力大于所设置的凸起和凹槽的最大承压值时，固定块相互错开，进而剪断卡瓦圈，实现坐封；否则，可溶性桥塞会继续下移至坐封位置后，当坐封力大于凸起和凹槽的最大承压值后，固定块相互错开，才实现坐封。实际工作中，只需将固定块的凸起和凹槽的圆弧弯曲程度对应的最大承压值设为本实用新型的桥塞坐封处所需的坐封力即可。

进一步地，所述卡瓦齿组件包括位于卡瓦单体外壁的卡瓦齿槽、粘结于所述卡瓦齿槽内的陶瓷圆柱齿，卡瓦齿槽和陶瓷圆柱齿过盈配合。随着隔环的下压，逐渐实现坐封，在下压过程中卡瓦圈逐个断裂，中胶筒向外变形实现密封，粘黏在卡瓦上的陶瓷圆柱齿逐渐咬合在套管的内壁，所述可溶性桥塞在套管内就形成一个上下均布不可逆的坐封结构。

进一步地，所述中胶筒内壁的中间位置处设有一个便于中胶筒压缩的环形沟槽。所述环形沟槽可以在中胶筒压缩时缓冲压缩力，使得中胶筒易于变形，进而贴合套管。

进一步地，所述上椎体和所述下椎体表面均设有与卡瓦单体相配合的改善上卡瓦和下卡瓦偏心问题的导向槽。上下椎体上设置有导向槽，一方面，所述导向槽的设计可以减轻所述可溶性桥塞的重量；另一方面，所述导向槽的设计使得卡瓦单体置于导向槽内，进而改善上卡瓦和下卡瓦偏心的问题。

进一步地，所述上椎体和所述下椎体靠近所述外护腕处设有防止提前坐封的剪钉。

进一步地，所述中胶筒为可溶橡胶，其余原件均为镁铝合金的可溶材料。坐封完成后，可以对桥塞以上地层进行压裂，等一段时间之后，桥塞上的卡瓦发生溶解，不足以提供支撑力，桥塞变得松动，桥塞开始进入溶解环节，等几天时间过后，整个桥塞的金属会全部溶解完，中胶桶溶解，最后整个可溶桥塞只剩下不溶的陶瓷颗粒。

进一步地，所述防撞环靠近所述中心管末端设有用于导向的50°倒角。所述倒角便于所述可溶性桥塞向下移动，减小阻力。

综上所述，本实用新型相较于现有技术的有益效果是：

(1)相较于现有技术，所述防止提前坐封的可溶性桥塞中上卡瓦和下卡瓦均设有用于防止提前坐封的固定块，可以通过设置固定块的凸起和凹槽的圆弧弯曲程度，只有在坐封力大于所设置的凸起和凹槽的最大承压值时，固定块相互错开，进而剪断卡瓦圈，实现坐封。实际工作中，只需将固定块的凸起和凹槽的圆弧弯曲程度对应的最大承压值设为本实用新型的桥塞坐封处所需的坐封力即可；使得坐封位置更准确，避免提前坐封等异常情况，减少无端耗材，减少作业成本和人力成本，提高坐封效率；

(2)本实用新型的可溶桥塞设计灵活，拆装方便，坐封准确，适宜推广使用。

附图说明

图1是本实用新型中一种防止提前坐封的可溶性桥塞的结构示意图

图2是本实用新型中一种防止提前坐封的可溶性桥塞的剖视图

图3是本实用新型中卡瓦单体的结构示意图

图中标记为：1-中心管，2-隔环，3-防撞环，4-中胶筒，5-上椎体，6-下椎体，7-内护腕，8-外护腕，9-上卡瓦，10-下卡瓦，11-卡瓦单体，12-卡瓦圈槽，13-卡瓦圈，14-固定块，15-凸起，16-凹陷，17-卡瓦齿槽，18-陶瓷圆柱齿，19-环形沟槽，20-导向槽，21-剪钉。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合图1-3和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

一种防止提前坐封的可溶性桥塞，包括中心管1、以及依次套设于所述中心管1外壁互相活动连接的隔环2、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环3；所述上锚定组件还包括上卡瓦9、位于上卡瓦9外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述下锚定组件还包括下卡瓦10、位于下卡瓦10外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述上卡瓦9和所述下卡瓦10均包括多个卡瓦单体11，所述卡瓦单体11的外壁均设有相互贯通的卡瓦圈槽12，上卡瓦9和下卡瓦10的外壁设有用于固定多个卡瓦单体11的置于卡瓦圈槽12内的卡瓦圈13；每一卡瓦单体11外壁均固定连接有两个固定块14。坐封工具推动隔环2进而推动上卡瓦9向下移动，进而推动密封组件、下卡瓦10以及防撞环3向下移动，移动至坐封处，隔环2挤压推动上卡瓦9，防撞环3挤压下卡瓦10，卡瓦圈13断裂，卡瓦单体11向外撑开，锚定于套管内壁。

实施例2

基于实施例1，所述密封组件包括中胶筒4、活动连接于所述中胶筒4两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的与上卡瓦9活动连接的上椎体5和与下卡瓦10活动连接的下椎体6；所述护腕组件包括活动连接于所述中胶筒4两端的内护腕7、与所述内护腕7活动连接的外护腕8。

实施例3

基于实施例1，所述固定块14垂直于中心管1轴向且沿轴向相互对称设于靠近密封组件的卡瓦圈槽12靠近卡瓦齿组件的一侧，卡瓦单体11轴向左侧的固定块14远离卡瓦齿组件的一侧设有凸起15，卡瓦单体11轴向右侧的固定块14远离卡瓦齿组件的一侧设有与凸起15适配的凹陷16。固定块14垂直于上卡瓦9和下卡瓦10的轴向，安装上卡瓦9和下卡瓦10于中心管1时，将上卡瓦9围绕中心管1设置，通过相邻上卡瓦9的凸起15和凹陷16的相互配合固定，然后再将卡瓦圈13套设于卡瓦圈13槽12内，进而实现上卡瓦9的固定，下卡瓦10同理安装；现有的桥塞在使用过程中常常还未到达坐封位置，卡瓦圈13提前断裂，提前坐封；本实用新型中的可溶性桥塞可以通过设置固定块14的凸起15和凹陷16的圆弧弯曲程度，当卡瓦圈13被剪断时，只有在坐封力大于所设置的凸起15和凹陷16的最大承压值时，固定块14相互错开，实现坐封，防止提前坐封。实际工作中，只需将固定块14的凸起15和凹陷16的圆弧弯曲程度对应的最大承压值设为本实用新型的桥塞坐封处所需的坐封力即可。

实施例4

基于实施例1，所述卡瓦齿组件包括位于卡瓦单体11外壁的卡瓦齿槽17、粘结于所述卡瓦齿槽17内的陶瓷圆柱齿18，卡瓦齿槽17和陶瓷圆柱齿18过盈配合。随着隔环2的下压，逐渐实现坐封，在下压过程中卡瓦圈13逐个断裂，中胶筒4向外变形实现密封，粘黏在卡瓦上的陶瓷圆柱齿18逐渐咬合在套管的内壁，所述可溶性桥塞在套管内就形成一个上下均布不可逆的坐封结构。

实施例5

基于实施例2，所述中胶筒4内壁的中间位置处设有一个便于中胶筒4压缩的环形沟槽19。所述环形沟槽19可以在中胶筒4压缩时缓冲压缩力，使得中胶筒4易于变形，进而贴合套管。

实施例6

基于实施例2，所述上椎体5和所述下椎体6表面均设有与卡瓦单体11相配合的改善上卡瓦9和下卡瓦10偏心问题的导向槽20。上下椎体6上设置有导向槽20，一方面，所述导向槽20的设计可以减轻所述可溶性桥塞的重量；另一方面，所述导向槽20的设计使得卡瓦单体11置于导向槽20内，进而改善上卡瓦9和下卡瓦10偏心的问题。

实施例7

基于实施例2，所述上椎体5和所述下椎体6靠近所述外护腕8处设有防止提前坐封的剪钉21。

实施例8

基于实施例2，所述中胶筒4为可溶橡胶，其余原件均为镁铝合金的可溶材料。坐封完成后，可以对桥塞以上地层进行压裂，等一段时间之后，桥塞上的卡瓦发生溶解，不足以提供支撑力，桥塞变得松动，桥塞开始进入溶解环节，等几天时间过后，整个桥塞的金属会全部溶解完，中胶桶溶解，最后整个可溶桥塞只剩下不溶的陶瓷颗粒。

实施例9

基于实施例1，所述防撞环3靠近所述中心管1末端设有用于导向的50°倒角。所述倒角便于所述可溶性桥塞向下移动，减小阻力。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：包括中心管(1)、以及依次套设于所述中心管(1)外壁互相活动连接的隔环(2)、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环(3)；所述上锚定组件还包括上卡瓦(9)、位于上卡瓦(9)外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述下锚定组件还包括下卡瓦(10)、位于下卡瓦(10)外壁用于锚定的卡瓦齿组件；所述上卡瓦(9)和所述下卡瓦(10)均包括多个卡瓦单体(11)，所述卡瓦单体(11)的外壁均设有相互贯通的卡瓦圈槽(12)，上卡瓦(9)和下卡瓦(10)的外壁设有用于固定多个卡瓦单体(11)的置于卡瓦圈槽(12)内的卡瓦圈(13)；每一卡瓦单体(11)外壁均固定连接有两个固定块(14)。

2.根据权利要求1所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述密封组件包括中胶筒(4)、活动连接于所述中胶筒(4)两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的与上卡瓦(9)活动连接的上椎体(5)和与下卡瓦(10)活动连接的下椎体(6)；所述护腕组件包括活动连接于所述中胶筒(4)两端的内护腕(7)、与所述内护腕(7)活动连接的外护腕(8)。

3.根据权利要求1所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述固定块(14)垂直于中心管(1)轴向且沿轴向相互对称设于靠近密封组件的卡瓦圈槽(12)靠近卡瓦齿组件的一侧，卡瓦单体(11)轴向左侧的固定块(14)远离卡瓦齿组件的一侧设有凸起(15)，卡瓦单体(11)轴向右侧的固定块(14)远离卡瓦齿组件的一侧设有与凸起(15)适配的凹陷(16)。

4.根据权利要求1所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述卡瓦齿组件包括位于卡瓦单体(11)外壁的卡瓦齿槽(17)、粘结于所述卡瓦齿槽(17)内的陶瓷圆柱齿(18)，卡瓦齿槽(17)和陶瓷圆柱齿(18)过盈配合。

5.根据权利要求2所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述中胶筒(4)内壁的中间位置处设有一个便于中胶筒(4)压缩的环形沟槽(19)。

6.根据权利要求2所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述上椎体(5)和所述下椎体(6)表面均设有与卡瓦单体(11)相配合的改善上卡瓦(9)和下卡瓦(10)偏心问题的导向槽(20)。

7.根据权利要求2所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述上椎体(5)和所述下椎体(6)靠近所述外护腕(8)处设有防止提前坐封的剪钉(21)。

8.根据权利要求2所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述中胶筒(4)为可溶橡胶，其余原件均为镁铝合金的可溶材料。

9.根据权利要求1所述的一种防止提前坐封的可溶性桥塞，其特征在于：所述防撞环(3)靠近所述中心管(1)末端设有用于导向的50°倒角。