CN211598605U - 一种可快速溶解的可溶球座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速溶解的可溶球座包括从左往右依次连接固定的锥体球座本体、密封胶筒、挡圈、卡瓦和引鞋；所述可溶球座还包括防转结构和啮合结构，所述防转结构用于防止锥体球座本体和卡瓦周向转动，所述啮合结构用于引鞋与锥体球座本体的啮合固定。实施本发明的可溶球座在锥体球座本体和卡瓦上设置防转结构以及引鞋与锥体球座本体上设置有配合的啮合结构使锥体球座本体与卡瓦之间、锥体球座本体与引鞋之间均不能发生相对旋转，从而使钻具可以更快速地钻除可溶球座，进而达到更快速地溶解可溶球座的目的，缩短井下工作时间，有效提高钻井作业效率，极大减少钻井的时间成本，间接提高石油开采的经济效益。

Description

一种可快速溶解的可溶球座

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术领域，更具体地涉及一种可快速溶解的可溶球座。

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，竖直井已经无法满足石油开采生产的需求，水平井则成为有效提高油田开采效益的必要手段。水平井具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、油层储量利用程度高、可以有效避开地层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。

目前在石油开采作业中广泛使用分层压裂技术，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。桥塞（球座，与桥塞的功能一致，但球座比桥塞的结构更为简单小巧）作为分段压裂技术的主要工具之一，在钻井作业中应用日益广泛。目前，市面上的桥塞包括可钻式桥塞、可溶桥塞等。可钻式桥塞在压裂结束后需下钻具钻磨，在水平井远端或超长水平井中，钻磨效率低，严重增加了钻除与溶解作业的时间成本，它占据的市场份额逐渐减少。而可溶桥塞，虽然在正常坐封与完成分层压裂后，会在一定时间内自动分解，无需钻磨，提高了压裂后油气井投产效率。

但是市面上现有的可溶桥塞存在以下两个问题：一是桥塞在下井途中意外坐封时没有满足溶解反应的井下条件；二是桥塞经过分层压裂作业后，因放喷返排的液体中富含原油而不满足溶解反应的条件或溶解反应太慢，极大地增加了井下作业时间，严重降低了压裂后投产效率，大大提高了石油开采成本。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种可快速溶解的可溶球座，该可溶球座在锥体球座本体和卡瓦上设置防转结构以及引鞋与锥体球座本体上设置有配合的啮合结构使锥体球座本体与卡瓦之间、锥体球座本体与引鞋之间均不能发生相对旋转，从而使钻具可以更快速地钻除可溶球座，进而达到更快速地溶解可溶球座的目的，缩短井下工作时间，有效提高钻井作业效率，极大减少钻井的时间成本 ，间接提高石油开采的经济效益。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：一种可快速溶解的可溶球座，所述可溶球座包括从左往右依次连接固定的锥体球座本体、密封胶筒、挡圈、卡瓦和引鞋；所述可溶球座还包括防转结构和啮合结构，所述防转结构用于防止锥体球座本体和卡瓦周向转动，所述啮合结构用于引鞋与锥体球座本体的啮合固定。

优选地，所述防转结构包括紧定件、开设在锥体球座本体上的紧定孔和开设在卡瓦上的导向槽，所述紧定孔与导向槽对应时、所述紧定件穿设导向槽并固定在紧定孔内。

优选地，所述紧定件为紧定螺钉，所述导向槽为长方槽，所述紧定孔为柱形孔。

优选地，所述啮合结构包括形成在引鞋右端的第一啮合部和形成在锥体球座本体左端的第二啮合部。

优选地，所述第一啮合部包括若干个相邻设置的第一啮合凹槽和第一啮合凸台，所述第二啮合部包括若干个相邻设置的第二啮合凹槽和第二啮合凸台。

优选地，对应紧定件、所述卡瓦的内侧壁还开设有切割槽缝。

优选地，所述卡瓦包括卡瓦本体和卡瓦粒，所述卡瓦本体上还开设有若干个用于容纳固定卡瓦粒的卡瓦孔，所述卡瓦粒凸起于卡瓦本体设置。

优选地，所述锥体球座本体呈空心圆锥台结构，所述密封胶筒、挡圈、卡瓦和引鞋均呈空心圆柱体结构。

本发明具有以下优点：

1、通过设置防转结构，当可溶球座坐封后，锥体球座本体与卡瓦构成一个固定整体而不能产生相对旋转，可溶球座在下井途中意外坐封或井下没有溶解反应条件时，钻具可以更快速地钻除可溶球座，加快可溶球座的溶解，缩短井下工作时间，有效提高钻井作业效率；

2、通过在引鞋和锥体球座本体上设有啮合结构，当下入钻具钻除可溶球座时，上一个可溶球座的引鞋与下一个可溶球座的锥体球座本体相互啮合而不能产生相对旋转时，可以更高的效率钻除和溶解整个可溶球座，极大减少钻井的时间成本 ，间接提高石油开采的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种可快速溶解的可溶球座的分解结构示意图；

图2为本发明一种可快速溶解的可溶球座的剖面结构示意图；

图3为本发明一种可快速溶解的可溶球座显示防转结构的剖视图；

图4为本发明一种可快速溶解的可溶球座显示防转结构的局部结构示意图；

图5为本发明一种可快速溶解的可溶球座显示啮合结构的剖视图；

图6为本发明一种可快速溶解的可溶球座显示啮合结构的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还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发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种可快速溶解的可溶球座，所述可溶球座通过在锥体球座本体和卡瓦上设置防转结构，可根据坐封后的卡瓦进行周向限定锥体球座本体，使锥体球座本体不与钻具同步转动，利于钻具更快速地钻除锥体球座本体，进而达到更快速地溶解可溶球座；通过将锥体球座本体与引鞋的两外端分别设置成相配合的啮合结构，有利于钻具在推动上一个可溶球座的引鞋到达下一个可溶球座的锥体球座本体时进行啮合固定，从而提高钻具钻除可溶球座所有零件的效率，使可溶球座所有零件更易于溶解。所述可溶球座的具体阐述如下。

结合图1和图2所示，本发明公开的一种可快速溶解的可溶球座，包括从左往右依次连接固定的锥体球座本体1、密封胶筒2、挡圈3、卡瓦和引鞋6；所述可溶球座还包括防转结构11和啮合结构10，所述防转结构11用于防止锥体球座本体1和卡瓦周向转动，所述啮合结构10用于引鞋6与锥体球座本体1的啮合固定。

具体的，所述锥体球座本体1大体上呈空心圆锥台结构，所述密封胶筒2、挡圈3、卡瓦和引鞋6大体上均呈空心圆柱体结构，所述锥体球座本体1较小的一端（图1中所示为锥体球座本体1的右端）依次套设在密封胶筒2和挡圈3内后穿设至卡瓦内。所述卡瓦的右端与引鞋6的左端可通过凹槽和凸起的结构配合固定连接，但不限于此。所述卡瓦包括卡瓦本体5和卡瓦粒4，所述卡瓦本体5上还开设有若干个用于容纳固定卡瓦粒4的卡瓦孔，所述卡瓦粒4凸起于卡瓦本体5设置，用于与套管内壁咬接固定。优选的，所述卡瓦粒4为圆柱体结构，但不限于此。

结合图3和图4所示，作为本发明优选实施例，所述防转结构11包括紧定件7、开设在锥体球座本体1上的紧定孔111和开设在卡瓦上的导向槽112，所述紧定孔111与导向槽112对应时、所述紧定件7穿设导向槽112并固定在紧定孔111内，这样，紧定件7同时固定紧定孔111和导向槽112，进而同时固定锥体球座本体1和卡瓦，有效防止锥体球座本体1和卡瓦的周向转动。具体的，所述紧定孔111优选开设在锥体球座本体1的周向侧壁上，所述导向槽112优选开设在卡瓦的周向侧壁上，所述锥体球座本体1插入至卡瓦内时，所述紧定孔111与导向槽112形成在同一直线上，这样当锥体球座本体1插入至卡瓦的合适位置时，所述紧定孔111与导向槽112对应，以便紧定件7同时穿设导向槽112和紧定孔111。优选的，所述紧定件7为紧定螺钉，所述导向槽112为长方槽，所述紧定孔111为柱形孔，方便插入104和固定。

结合图5和图6所示，作为本发明优选实施例，所述啮合结构10包括形成在引鞋6右端的第一啮合部和形成在锥体球座本体1左端的第二啮合部，当上一个可溶球座推动至下一个可可溶球座时，上一个可溶球座的引鞋6与下一个可溶球座的锥体球座本体1通过啮合结构10啮合固定，进而保证钻具可以完全钻除可溶球座的全部零部件，不会留下大尺寸残留物，大大提升钻进作业的效率，有效减少石油开采的成本。具体的，所述第一啮合部包括若干个相邻设置的第一啮合凹槽103和第一啮合凸台102，所述第二啮合部包括若干个相邻设置的第二啮合凹槽104和第二啮合凸台101。

如图3所示，作为本发明优选实施例，对应紧定件7、所述卡瓦的内侧壁还开设有切割槽缝12，所述切割槽缝12用于锥体球座本体1受到坐封工具的推动撑开卡瓦时利于紧定件7撑开切割槽缝12进而加快卡瓦的压裂。所述锥体球座本体1和卡瓦插接固定时，所述紧定孔111、导向槽112和切割槽缝12形成在同一直线方向使锥体球座本体1可在可溶球座的中心线方向上移动且不能周向转动。

本发明的可溶球座进行坐封时，所述密封胶筒2和挡圈3依次套设在锥体球座本体1的右端，坐封工具推动锥体球座本体1向右楔进卡瓦，当紧定孔111和导向槽112对应时，插入所述紧定件7实现坐封固定。当需要坐封可溶球座时，坐封工具推动锥体球座本体1向右移动，紧定件7顺着切割槽缝12移动，进而撑开卡瓦使卡瓦粒4咬住套管内壁，卡瓦粒4咬住套管内壁限制了卡瓦的周向转动。然后下入钻具钻除锥体球座本体1和卡瓦。当钻具钻除卡瓦和锥体球座本体1后，钻具继续推动引鞋6到达下一个可溶球座的锥体球座本体1的左端，引鞋6的右端与锥体球座本体1的左端啮合连接使钻具快速钻除引鞋6从而缩短井下工作时间，提高石油开采的综合效益。

所述可溶球座与火药或液压坐封工具相连接，利用电缆或连续油管将其输送到井下套管的指定位置，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锥体球座本体1上，锥体球座本体1向右移动的同时穿设密封胶筒2与挡圈3，继而楔进卡瓦中，把卡瓦撑开进而使卡瓦粒4咬住套管内壁。当压力达到引鞋6内表面的剪切螺纹（也可以是剪切环、剪切销钉）的剪断值时，剪切螺纹被剪断，密封胶筒2完全被撑开并与井下套管形成过盈配合，挡圈3完全被撑开，卡瓦锚定在井下套管内壁，完成坐封。坐封后，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、坐封工具等工具串提出，然后进行压裂施工，压裂完成后关井。

本发明的一种可快速溶解的可溶球座既可在合适液体条件下进行溶解，又可以在没有溶解反应条件的情况下，下入钻具进行快速钻除。

本发明通过设置防转结构11，当可溶球座坐封后，锥体球座本体1与卡瓦构成一个固定整体而不能产生相对旋转，可溶球座在下井途中意外坐封或井下没有溶解反应条件时，钻具可以更快速地钻除可溶球座，加快可溶球座的溶解，缩短井下工作时间，有效提高钻井作业效率。

本发明还通过在引鞋6和锥体球座本体1上设有啮合结构10，当下入钻具钻除可溶球座时，上一个可溶球座的引鞋6与下一个可溶球座的锥体球座本体1相互啮合而不能产生相对旋转时，可以更高的效率钻除和溶解整个可溶球座，极大减少钻井的时间成本 ，间接提高石油开采的经济效益。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述可溶球座包括从左往右依次连接固定的锥体球座本体、密封胶筒、挡圈、卡瓦和引鞋；所述可溶球座还包括防转结构和啮合结构，所述防转结构用于防止锥体球座本体和卡瓦周向转动，所述啮合结构用于引鞋与锥体球座本体的啮合固定。

2.如权利要求1所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述防转结构包括紧定件、开设在锥体球座本体上的紧定孔和开设在卡瓦上的导向槽，所述紧定孔与导向槽对应时、所述紧定件穿设导向槽并固定在紧定孔内。

3.如权利要求2所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述紧定件为紧定螺钉，所述导向槽为长方槽，所述紧定孔为柱形孔。

4.如权利要求1所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述啮合结构包括形成在引鞋右端的第一啮合部和形成在锥体球座本体左端的第二啮合部。

5.如权利要求4所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述第一啮合部包括若干个相邻设置的第一啮合凹槽和第一啮合凸台，所述第二啮合部包括若干个相邻设置的第二啮合凹槽和第二啮合凸台。

6.如权利要求1或2或4所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，对应紧定件、所述卡瓦的内侧壁还开设有切割槽缝。

7.如权利要求1所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述卡瓦包括卡瓦本体和卡瓦粒，所述卡瓦本体上还开设有若干个用于容纳固定卡瓦粒的卡瓦孔，所述卡瓦粒凸起于卡瓦本体设置。

8.如权利要求1所述的一种可快速溶解的可溶球座，其特征在于，所述锥体球座本体呈空心圆锥台结构，所述密封胶筒、挡圈、卡瓦和引鞋均呈空心圆柱体结构。

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