CN211230377U

CN211230377U - 一种可溶桥塞

Info

Publication number: CN211230377U
Application number: CN202021236185.3U
Authority: CN
Inventors: 李一村; 薛龙春; 于磊; 韩昊天
Original assignee: Tianjin Materui Technology Co ltd
Current assignee: Tianjin Materui Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本实用新型提供了一种可溶桥塞，涉及石油勘探设备技术领域，解决了现有技术中存在的桥塞长度较长导致压裂完成后的处理较为困难的技术问题。该可溶桥塞包括中心管，在中心管的外侧自上而下依次套设有密封组件、背环总成、锥体、卡瓦总成、下锁环以及引鞋总成，其中，在所述中心管与所述密封组件的连接处且向远离所述中心管的中心方向延伸出限位部，所述密封组件的顶部能够限位于所述限位部上。本实用新型的可溶桥塞结构紧凑，采用单卡瓦型结构，减小了可溶桥塞的整体长度，下入过程更稳定可靠，而且压裂完成后桥塞自溶解需要的时间较短。

Description

一种可溶桥塞

技术领域

本实用新型涉及石油勘探设备技术领域，尤其是涉及一种可溶桥塞。

背景技术

随着石油勘探开发的不断深入，低渗透、低孔隙度等非常规油气藏不断增多，常规直井已经无法满足开发要求，水平井逐渐成为提高油田勘探开发综合效益的必要手段。水平井具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量程度高以及可以有效避开障碍物和环境恶劣地带等优点，在石油工业的科研和实践中成为人们关注的焦点。目前广泛使用桥塞分簇射孔联作-分段压裂技术，该技术具有一趟管柱作业、不受分段限制、工具管柱结构简单、井筒畅通等优点。作为分段压裂的重要工具之一，桥塞应用日益广泛。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中的桥塞包括可钻式桥塞、大通径桥塞等，其中，可钻式桥塞在压裂结束后需要下钻具钻磨，然而在水平井远端或超长水平井中，钻磨效率较低。另外，现有的桥塞通常包括的组件较多导致桥塞的长度较长，后续压裂完成后的处理较为困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可溶桥塞，以解决现有技术中存在的桥塞长度较长导致压裂完成后的处理较为困难的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种可溶桥塞，包括中心管，在所述中心管的外侧自上而下依次套设有密封组件、背环总成、锥体、卡瓦总成、下锁环以及引鞋总成，其中，在所述中心管与所述密封组件的连接处且向远离所述中心管的中心方向延伸出限位部，所述密封组件的顶部能够限位于所述限位部上。

根据一种优选实施方式，所述中心管包括第一外径部和第二外径部，其中，所述第二外径部的外径小于所述第一外径部的外径。根据一种优选实施方式，所述密封组件和所述背环总成设置在所述第一外径部上；所述锥体的顶部设置在所述第一外径部和所述第二外径部的连接处，所述锥体的末端向所述第二外径部的方向延伸并使所述锥体的末端接触所述第二外径部设置。根据一种优选实施方式，在所述锥体的中部与所述中心管的第二外径部之间具有间隙，在所述第二外径部上设有防退倒齿扣。根据一种优选实施方式，所述密封组件包括中间胶筒、胶筒内环、胶筒隔环以及边胶筒，其中，所述中间胶筒、所述胶筒隔环和所述边胶筒依次自上而下设置，所述胶筒内环设置在所述中间胶筒与所述中心管之间。

根据一种优选实施方式，所述限位部与第一外径部之间形成卡位，所述中间胶筒的顶部能够与所述卡位相匹配以使所述中间胶筒卡入所述卡位内。根据一种优选实施方式，所述卡瓦总成的上端抵住所述锥体的倾斜状外表面设置，所述引鞋总成设置在所述卡瓦总成的底部，所述下锁环设置在所述引鞋总成内部。

根据一种优选实施方式，在所述中心管的底部外表面上沿所述中心管的纵向设有沟槽。

根据一种优选实施方式，还包括与所述可溶桥塞相配合的释放机构，所述释放机构包括外推筒、内连接器、芯轴、卡爪、支撑环、止推环、脱手销钉以及打捞帽。

根据一种优选实施方式，当所述可溶桥塞与所述释放机构配合安装时，所述可溶桥塞的中心管的顶部能够限位于所述释放机构的外推筒和内连接器的底部，所述引鞋总成的底端内表面能够限位于所述卡爪上。

基于上述技术方案，本实用新型的可溶桥塞至少具有如下技术效果：

本实用新型提供的一种可溶桥塞，包括中心管，在中心管的外侧自上而下依次套设有密封组件、背环总成、锥体、卡瓦总成、下锁环以及引鞋总成，其中，在中心管与密封组件的连接处且向远离中心管的中心方向延伸出限位部，密封组件的顶部能够限位于限位部上。本实用新型的可溶桥塞结构紧凑，采用单卡瓦型结构，减小了可溶桥塞的整体长度，下入过程更稳定可靠，而且压裂完成后桥塞自溶解需要的时间较短，减少了钻磨过程。

另一方面，本实用新型实施例的可溶桥塞将中心管设计为具有不同外径的第一外径部和第二外径部，并且，承压位置第一外径部的外径大于非承压位置第二外径部的外径，从而使得承压位置的壁厚较厚能够带来更大的承压值，而非承压位置壁厚较小从而可以增加卡瓦的厚度，以提高卡瓦的锚定力。

另一方面，本实用新型实施例的可溶桥塞将锥体的中部与中心管的第二外径部之间设置有间隙，即，在锥体内部其末端与锥体的中部采用不同的内径设计，并且末端的内径小于锥体中部的内径，从而保证坐封时内径带有变径设计的锥体末端能够在中心管上移动。

另一方面，本实用新型实施例的可溶桥塞在中心管与密封组件的连接处向远离中心管的中心方向延伸出限位部，限位部与第一外径部之间形成卡位，密封组件的顶部能够限位于限位部上，即，密封组件能够卡入卡位形成限位。虽然下锁环仅设置在卡瓦总成下端，但是在压裂施工时，即使锁环失效依然能够通过限位部保证承压性能。

另一方面，本实用新型实施例的可溶桥塞在中心端的底部外表面设置了沟槽，在坐封前，沟槽位于引鞋总成内，坐封后，引鞋总成向上移动，中心管底部的沟槽外露，沟槽能够在桥塞下端被较大物体堵住时提供大流道，防止返排过程中心管通道堵塞。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型的可溶桥塞的结构示意图；

图2是本实用新型的可溶桥塞的另一结构示意图；

图3是本实用新型的可溶桥塞在坐封后的结构示意图；

图4是本实用新型的可溶桥塞在坐封后被较大物体堵住时液体流动的示意图；

图5是与本实用新型的释放机构的结构示意图；

图6是本实用新型的可溶桥塞与释放机构配合安装后的结构示意图。

图中：1-中心管；2-中间胶筒；3-胶筒内环；4-胶筒隔环；5-边胶筒；6-背环总成；7-锥体；8-卡瓦总成；9-下锁环；10-引鞋总成；11-芯轴；12-卡爪；13-支撑环；14-止退环；15-打捞帽；16-内连接器；17-外推筒；18-脱手销钉；20-密封组件；21-限位部；22-间隙；24-沟槽；101-第一外径部；102-第二外径部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合说明书附图1至图6对本实用新型的技术方案进行详细说明。

本实用新型提供了一种可溶桥塞，如图1所示，包括中心管1，在中心管1的外侧自上而下依次套设有密封组件20、背环总成6、锥体7、卡瓦总成8、下锁环9以及引鞋总成10。其中，在中心管1与密封组件20的连接处且向远离中心管1的中心方向延伸出限位部21，密封组件20的顶部能够限位于限位部21上。通过设置上述部件可以使本实用新型的可溶桥塞在达到有效坐封的同时，整体结构更加紧凑，长度变短，使得下入过程更稳定，而且长度变短后在完成压裂后的自动溶解所需时间更短。无需钻磨，使得完成压裂后的处理更加容易。

优选的，中心管1包括第一外径部101和第二外径部102。优选的，第二外径部102的外径小于第一外径部101的外径。优选的，密封组件20和背环总成6设置在第一外径部101上；从而可以使得承压位置壁厚较厚能带来更大的承压值。优选的，锥体7的顶部设置在第一外径部101和第二外径部102的连接处，锥体7的末端向第二外径部102的方向延伸并使锥体7的末端接触第二外径部102设置。优选的，在锥体7的中部与中心管1的第二外径部102之间具有间隙22。即，锥体7的内径采用变径设计，锥体7中部的内径大于锥体7末端的内径，从而在坐封时锥体的末端能够在中心管上移动，如图1、图2和图3所示。优选的，第二外径部102上设有防退倒齿扣。优选的，如图1所示，防退倒齿扣设置在第二外径部102的底部外侧，其作用是用于在坐封时对下锁环9进行锁定。优选的，该防退倒齿扣为朝上的倒齿结构，能够在坐封工具的作用下，在引鞋总成10的推动下使下锁环9向上移动，并使下锁环9锁止在中心管上，防止其向下移动，下锁环9上具有与第二外径部102的防退倒齿扣相配合的内螺纹。优选的，卡瓦总成8的上端抵住锥体7的倾斜状外表面设置，如图1和图2所示。优选的，引鞋总成10设置在卡瓦总成8的底部。优选的，下锁环9设置在引鞋总成10内部。优选的，锥体7、卡瓦总成8以及引鞋总成10分别设置在第二外径部102上，第二外径部102的外径减小可以使得卡瓦总成8的厚度增加，从而在坐封时提高卡瓦的锚定力。

优选的，如图1所示，密封组件20包括中间胶筒2、胶筒内环3、胶筒隔环4以及边胶筒5。其中，中间胶筒2、胶筒隔环4和边胶筒5依次自上而下设置。胶筒内环3设置在中间胶筒2与中心管1之间。优选的，限位部21与第一外径部101之间形成卡位，中间胶筒2的顶部能够与卡位相匹配以使中间胶筒2卡入卡位内，从而能够保证桥塞的承压性能。优选的，在中心管1的底部外表面上沿中心管1的纵向设有沟槽24，如图4所示，沟槽具有防堵的作用。在坐封前，沟槽24位于引鞋总成内，坐封后，引鞋总成向上移动，中心管底部的沟槽外露，沟槽能够在桥塞下端被较大物体堵住时提供大流道，防止返排过程中心管通道堵塞。

本实用新型的可溶桥塞的密封组件中中间胶筒以及边胶筒采用可溶解聚氨酯橡胶或PGA橡胶材料，聚氨酯橡胶分子或PGA橡胶材料中含有大量水敏感可以水解成分子量小的分子。宏观表现为胶筒先期溶胀，弹性降低，然后松散降解为微小颗粒。本实用新型的可溶桥塞的本体采用镁合金材料。镁具有很高的化学活性，镁合金中加入了锌、锰、镍、铁等金属元素，在电解质形成电化学池，实现了镁合金在电解质中的可溶性。宏观表现为镁合金腐蚀为粉末状。通过镁合金配方的调节，镁合金在电解质中的腐蚀速度也能够得到控制，满足不同部位部件需求的材料功能。在中等温度60℃~120℃范围内，镁合金的腐蚀速度分布在0.06~0.5mm/h。本实用新型的可溶桥塞的本体用可溶材料的检测性能项目及检测方法及标准见表1。

表1

性能项目	检测方法及标准	标准值
			密度		1.8-2.0g/cm<sup>3</sup>
压缩强度	GB/T 7314-2005	≥400MPa
			拉伸强度	GB/T 228.1-2010	≥280MPa
拉伸永久变形	GB/T 228.1-2010	≥3%
			拉伸屈服强度	GB/T 228.1-2010	≥220MPa
硬度HB	GB/T 231.1-2009	≥90

因此，本实用新型的可溶桥塞可以实现在井内自然溶解。

优选的，本实用新型的可溶桥塞还包括与可溶桥塞相配合的释放机构，如图5所示，释放机构包括外推筒17、内连接器16、芯轴11、卡爪12、支撑环13、止退环14、脱手销钉18以及打捞帽15。在安装时，如图6所示，芯轴11设置在中心管1的内部，外推筒17套在内连接器16外部，可溶桥塞的中心管1的顶部能够限位于释放机构的外推筒17和内连接器16的底部，引鞋总成10的底端内表面能够限位于卡爪12上，使释放机构的长度能够满足本实用新型的紧凑型可溶桥塞，完成对可溶桥塞的释放过程。

本实用新型的可溶桥塞在使用过程中首先连接火药或液压坐封工具，利用电缆或连续油管将其输送至井筒指定位置，通过火药爆破或其他方式启动坐封工具，坐封工具的压力作用在中心管1的上端，中心管1上端向下移动压缩密封组件20，背环总成6撑开，同一时间坐封工具的压力由内部释放机构从下往上作用在引鞋总成10上，引鞋总成10推动下锁环9、卡瓦总成8以及锥体7向上移动，当压力达到一定值时，卡瓦总成8破裂。当压力达到脱手销钉剪断值时，脱手销钉剪断，密封组件20达到最大压缩量，背环总成撑开到与套管内壁贴合，卡瓦总成锚定在套管内壁，下锁环与中心管1锁定，完成坐封。电缆上提，带动射孔枪移动，到达指定位置后点火射孔，射孔完成后将射孔枪、坐封工具等工具提出，投球，进行压裂施工，压裂完成后关井，可溶桥塞在井内自然溶解。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种可溶桥塞，其特征在于，包括中心管（1），在所述中心管（1）的外侧自上而下依次套设有密封组件（20）、背环总成（6）、锥体（7）、卡瓦总成（8）、下锁环（9）以及引鞋总成（10），其中，在所述中心管（1）与所述密封组件（20）的连接处且向远离所述中心管（1）的中心方向延伸出限位部（21），所述密封组件（20）的顶部能够限位于所述限位部（21）上；

所述中心管（1）包括第一外径部（101）和第二外径部（102），其中，所述第二外径部（102）的外径小于所述第一外径部（101）的外径；所述密封组件（20）和所述背环总成（6）设置在所述第一外径部（101）上；所述锥体（7）的顶部设置在所述第一外径部（101）和所述第二外径部（102）的连接处，所述锥体（7）的末端向所述第二外径部（102）的方向延伸并使所述锥体（7）的末端接触所述第二外径部（102）设置；在所述锥体（7）的中部与所述中心管（1）的第二外径部（102）之间具有间隙（22），在所述第二外径部（102）上设有防退倒齿扣；所述卡瓦总成（8）的上端抵住所述锥体（7）的倾斜状外表面设置，所述引鞋总成（10）设置在所述卡瓦总成（8）的底部，所述下锁环（9）设置在所述引鞋总成（10）内部；所述下锁环（9）与所述中心管（1）的第二外径部（102）通过防退倒齿扣相配合。

2.根据权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述密封组件（20）包括中间胶筒（2）、胶筒内环（3）、胶筒隔环（4）以及边胶筒（5），其中，所述中间胶筒（2）、所述胶筒隔环（4）和所述边胶筒（5）依次自上而下设置，所述胶筒内环（3）设置在所述中间胶筒（2）与所述中心管（1）之间。

3.根据权利要求2所述的可溶桥塞，其特征在于，所述限位部（21）与第一外径部（101）之间形成卡位，所述中间胶筒（2）的顶部能够与所述卡位相匹配以使所述中间胶筒（2）卡入所述卡位内。

4.根据权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，在所述中心管（1）的底部外表面上沿所述中心管（1）的纵向设有沟槽（24）。

5.根据权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，还包括与所述可溶桥塞相配合的释放机构，所述释放机构包括外推筒（17）、内连接器（16）、芯轴（11）、卡爪（12）、支撑环（13）、止推环（14）、脱手销钉（18）以及打捞帽（15）。

6.根据权利要求5所述的可溶桥塞，其特征在于，当所述可溶桥塞与所述释放机构配合安装时，所述可溶桥塞的中心管（1）的顶部能够限位于所述释放机构的外推筒（17）和内连接器（16）的底部，所述引鞋总成（10）的底端内表面能够限位于所述卡爪（12）上。