CN212927782U - 一种高泵速压裂桥塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高泵速压裂桥塞，其特征在于：包括依次配合的锥体、卡瓦、丢手控制件，在锥体外周位于卡瓦的上端配置有密封组件，所述丢手控制件上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹。本实用新型的丢手控制件上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹，相比常规桥的长度更短、通径更大、结构更简单，成本更低，也更有利于提高桥塞入井的泵送速度，减少桥塞入井耗时，缩短后期钻磨或溶解时间。

Description

一种高泵速压裂桥塞

技术领域

本实用新型属于石油开采技术领域，特别是涉及一种在油气井压裂措施作业中使用的压裂桥塞。

背景技术

在石油工业领域，通常使用封隔器或者桥塞实现封隔层间等工序，桥塞的作用是油气井封层，它具有施工工序少、卡封位置准确、压裂规模大等特点。目前，油气井分段压裂措施普遍使用的压裂桥塞主要包括两种：可钻桥塞和可溶桥塞。前者通过钻磨作业进行清除桥塞，而后者通过井液溶解实现桥塞清除。不论哪种桥塞，目前存在长度长、结构复杂、通经小，不利于缩短钻磨或溶解时间，影响提高油气井生产效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能有效提高油气井生产效率的高泵速压裂桥塞。

本实用新型所采用的技术方案为：一种高泵速压裂桥塞，其特征在于：包括依次配合的锥体、卡瓦、丢手控制件，在锥体外周位于卡瓦的上端配置有密封组件，所述丢手控制件上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹。

按上述技术方案，所述卡瓦的下端与丢手控制件之间通过防转动机构相连。按上述技术方案，所述防转动机构为在卡瓦和丢手控制件上轴向伸出的防转齿结构。

按上述技术方案，所述防转结构包括在卡瓦下端部间隔设置的并呈轴向伸出的卡瓦防转齿和在丢手控制件上端部间隔设置的丢手控制件防转槽，所述卡瓦防转齿和丢手控制件防转槽呈啮合配置。

按上述技术方案，所述防转槽还用于与轴向施力机构上的防撞套筒的端部防转齿配合。按上述技术方案，所述密封组件采用高延展性材料，能沿锥体轴向滑动并向径向扩张。按上述技术方案，所述卡瓦包括卡瓦本体，在卡瓦本体外镶嵌有硬质合金或陶瓷颗粒；或硬质表层。

按上述技术方案，桥塞的内通径尺寸范围在40-65㎜，长度范围在200-350mm。按上述技术方案，压裂桥塞采用复合可钻材料或可溶材料加工而成。按上述技术方案，所述轴向施力机构为坐封工具，所述坐封工具包括推筒和拉杆，推筒作用于桥塞锥体的上端面，坐封工具的拉杆通过螺纹与丢手控制件连接，在拉杆上还设有与其螺纹连接的防转套，防转套上设有端部防转齿用于与防转槽相啮合。

本实用新型所取得的有益效果为：

1、本实用新型的丢手控制件上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹，相比常规桥的长度更短、通径更大、结构更简单，成本更低，也更有利于提高桥塞入井的泵送速度，减少桥塞入井耗时，缩短后期钻磨或溶解时间；2、本实用新型的桥塞结构可满足用可钻材料或可溶材料加工制作，缩短后期钻磨或溶解时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的结构图。

图2为本实用新型实施例与拉杆相配合的结构图。

图3为本实用新型实施例中丢手控制件的主视图。

图4为图3的主剖视图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，在本申请中，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。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1、2所示，本实施例提供了一种高泵速压裂桥塞，包括依次配合的锥体2、卡瓦4、丢手控制件5，在锥体2外周位于卡瓦4的上端配置有密封组件3，所述丢手控制件5上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹5-1。在锥体上端内部设有内锥面，能与密封球1相配形成密封。锥体2的下端为圆锥形外壁，圆锥形外壁与密封组件3配合。所述密封组件采用高延展性材料，能沿锥体轴向滑动并向径向扩张；密封组件3可以有多种结构设计，本实施例以密封组件3为密封橡胶圈3-1为例进行说明。卡瓦4的上端面与密封组件3接触，卡瓦4的下端面与丢手控制件5的上端面接触，并通过防转动机构相连。所述卡瓦4包括卡瓦本体，卡瓦本体表面可镶嵌硬质合金或陶瓷颗粒4-1，或在表面喷涂硬质表层，本实施例以在卡瓦本体外表面设有陶瓷颗粒4-1为例进行说明。密封组件3、卡瓦4套装于锥体2圆锥面上。本实施例中，桥塞的内通径尺寸范围在40-65㎜，长度范围在200-350mm，相比常规桥的长度更短、通径更大、结构更简单，也更有利于减少钻磨或溶解时间。

本实施例中，所述防转动机构为在卡瓦和丢手控制件上轴向伸出的防转齿结构。

所述防转结构包括在卡瓦4下端部间隔均匀设置的并呈轴向伸出的卡瓦防转齿4-2和在丢手控制件上端部间隔均匀设置的丢手控制件防转槽5-2，所述卡瓦防转齿4-2和丢手控制件防转槽5-2呈啮合配置。所述防转槽呈径向布置，还用于与轴向施力机构上的防撞套筒8的端部防转齿配合。

本实施例中，压裂桥塞采用复合可钻材料或可溶材料加工而成。

如图2所示，所述轴向施力机构为坐封工具，坐封工具包括推筒6和拉杆7，坐封工具的推筒6作用于桥塞锥体2的上端面，坐封工具的拉杆7通过螺纹与丢手控制件5连接。

如图2所示，丢手控件5的螺纹抗剪切力根据实际情况设置，当坐封工具产生的坐封力超过螺纹剪切力桥塞实现丢手，螺纹抗剪切力范围130kN-200kN。

本实用新型的桥塞按图2所示在地面完成组装，将坐封工具的拉杆7从本实用新型的压裂桥塞上端（锥体2）内部插入与丢手控制件5螺纹连接，坐封工具的推筒6与锥体2的上端面配合，防撞套8通过螺纹与拉杆7连接，防撞套8的下端部紧贴丢手控制件5，并设有端部防转齿用于与防转槽5-2相啮合。

将坐封工具和压裂桥塞一起被下入井内，在直井段采用自重下放，在井斜段和水平段靠水力泵送的设定位置。在桥塞被泵送过程中，丢手控制件5受到的碰撞力通过防撞套8转移至拉杆7上，达到保护卡瓦4和密封组件3的作用。桥塞被泵送总设定位置后，启动坐封工具产生的推力通过推筒6作用于锥体2的上端面，坐封工具产生的拉力通过拉杆7作用于丢手控制件5，丢手控制件轴向移动并推动卡瓦4移动，卡瓦4在锥体2的径向分力作用下破裂并通过硬质合金或陶瓷颗粒4-1咬入（硬质表层贴合）套管内壁，密封组件3在卡瓦4的推力和锥体2的径向分力共同作用下发生变形，密封锥体2外圆锥面与套管内壁之间的环形空间。当坐封工具产生的坐封力大于丢手控制件5的螺纹剪切力时螺纹被拉脱，坐封工具与桥塞实现分离，桥塞完成坐封。压裂前，从井口投入密封球1至桥塞锥体2的内台阶面上形成密封，如图1所示；压裂施工产生的压力将从上至下继续推动锥体2沿轴向移动，锥体2的外圆锥面产生的径向分力继续作用于卡瓦4上。由于卡瓦4与锥体2的外锥面被设计有特殊的配合角度，锥度为2-15°。能说明书够使卡瓦4受到的径向力大于轴向力，导致硬质表层4-2与套管内壁的摩擦力始终大于卡瓦本体4-1受到的轴向力确保了桥塞在承压过程中始终不会滑移。压裂施工结束后，本实用新型的压裂桥塞通过钻磨或溶解解除。由于本实用新型的桥塞结构长度短，具有可靠的抗碰结构，其泵送速度能大大提高，桥塞入井耗时更短、施工效率更高。又由于桥塞通径大，钻磨和溶解时间缩短，溶解过程中内通道被堵塞风险更小，油气井的开发效率大大提高。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高泵速压裂桥塞，其特征在于：包括从上至下依次配合的锥体、卡瓦、丢手控制件，在锥体外周位于卡瓦的上端配置有密封组件，所述丢手控制件上设有用于与轴向施力机构相连的内螺纹。

2.根据权利要求1所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述卡瓦的下端与丢手控制件之间通过防转动机构相连。

3.根据权利要求2所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述防转动机构为在卡瓦和丢手控制件上轴向伸出的防转齿结构。

4.根据权利要求3所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述防转结构包括在卡瓦下端部间隔设置的并呈轴向伸出的卡瓦防转齿和在丢手控制件上端部间隔设置的丢手控制件防转槽，所述卡瓦防转齿和丢手控制件防转槽呈啮合配置。

5.根据权利要求4所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述防转槽还用于与轴向施力机构上的防撞套筒的端部防转齿配合。

6.根据权利要求1或2所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述密封组件采用高延展性材料，能沿锥体轴向滑动并向径向扩张。

7.根据权利要求1或2所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述卡瓦包括卡瓦本体，在卡瓦本体外镶嵌有硬质合金或陶瓷颗粒；或硬质表层。

8.根据权利要求1或2所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：桥塞的内通径尺寸范围在40-65㎜，长度范围在200-350mm。

9.根据权利要求1或2所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：压裂桥塞采用复合可钻材料或可溶材料加工而成。

10.根据权利要求1所述的高泵速压裂桥塞，其特征在于：所述轴向施力机构为坐封工具，所述坐封工具包括推筒和拉杆，推筒作用于桥塞锥体的上端面，坐封工具的拉杆通过螺纹与丢手控制件连接，在拉杆上还设有与其螺纹连接的防转套，防转套上设有端部防转齿用于与防转槽相啮合。

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