CN213116254U - 电缆控制坐封桥塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电缆控制坐封桥塞，涉及油气田重复压裂技术领域。所述桥塞包括地面控制器、支撑轴座、胶筒、电机定子、电机转子以及电缆。支撑轴座包括顺序连接的限位部、工作部及连杆部，胶筒以及电机转子的一端套装在工作部的外圆周上。电机定子一端与所述连杆部连接，另一端通过电缆与地面控制器连接。电机定子外圆周上设置有外螺纹。电机转子的另一端通过所述外螺纹套装在电机定子外圆周上，并能够通过所述外螺纹实现电机转子的轴向移动。本实用新型的有益效果包括：能够在油气田重复压裂时实现多次坐封和解封，能够实现一次下入、压裂多段的效果，能够提高压裂排量和重复压裂效率，降低重复压裂成本。

Description

电缆控制坐封桥塞

技术领域

本实用新型涉及油气田重复压裂技术领域，具体来讲，涉及一种液压驱动自坐封桥塞。

背景技术

重复压裂作为一种增加油气产量的重要方法，是现在油气增产领域的重要发展方向。但基于现在作为主流的分段压裂技术，在首次压裂完成后，套管上会留有许多流体通道，因此在重复压裂时，通常只能下入封隔器管柱对储层进行分段的重复压裂，不仅效率低下，而且难以提高排量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型提出一种电缆控制坐封桥塞，可以通过地面控制器控制桥塞的坐封和解封，无需下入任何其它工具即可实现分段重复压裂。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电缆控制坐封桥塞，包括地面控制器、支撑轴座、胶筒、电机定子、电机转子和电缆。其中，所述支撑轴座包括沿其轴向彼此顺序连接的具有第一外径的限位部、具有第二外径的工作部、以及从所述工作部延伸出的连杆部，所述第二外径小于所述第一外径。所述胶筒套装在所述工作部的外圆周上，且所述胶筒的一端与限位部接触且被限位部限制移动，所述胶筒具有受外力而产生径向膨胀以及外力消失而恢复原先形状的能力。所述电机定子的一端与所述连杆部连接，另一端与所述电缆连接，所述电机定子外圆周上设置有外螺纹。所述电机转子的一端套装在所述工作部的外圆周上并与所述胶筒的另一端接触。所述电机转子的另一端通过所述外螺纹套装在电机定子外圆周上，并能够通过所述外螺纹实现电机转子的轴向移动。所述电缆将电机定子的另一端与地面控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括：能够多次坐封和解封，实现一次下入、压裂多段的功能；能够在不下入其他工具的情况下实现高效的多段重复压裂；能够有效提高压裂排量，提高重复压裂效率，降低重复压裂的成本。

附图说明

图1示出了本实用新型的电缆控制坐封桥塞的一个示例性实施例处于未坐封状态时的剖面示意图。

图2示出了本实用新型的电缆控制坐封桥塞的一个示例性实施例处于坐封状态时的剖面示意图。

图中标记：

1-电缆，2-电缆连接器，3-连接头，4-电机转子，5-电机定子，6-卡瓦，7-电接头，8-卡瓦连接件，9-坐封推杆，10-胶筒，11-支撑轴座。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的电缆控制坐封桥塞。

实施例1

在实用新型的一个示例性实施例中，所述电缆控制坐封桥塞包括地面控制器、支撑轴座、胶筒、电机定子、电机转子、电缆。

所述支撑轴座包括沿其轴向(例如，从下往上方向)彼此顺序连接的具有第一外径的限位部、具有第二外径的工作部、以及从所述工作部延伸出的连杆部。所述第二外径小于所述第一外径。例如，限位部、工作部和连杆部可以配置为沿同一中轴线呈逐渐缩径且彼此连接的三级圆柱形。进一步地，连杆部与工作部连接的一端可以被配置为圆台形或是圆台连接圆柱形，以使得连杆部更加稳定牢固。

所述胶筒套装在所述工作部的外圆周上，其一端(例如，下端)与支撑轴座的所述限位部接触且被限位部限制而不能朝向限位部移动(例如，不能突破限位部而发生向下移动)。所述胶筒在受到轴向(例如，上下方向)挤压力时能够产生径向(例如，垂直于上下方向的左右方向)的膨胀变形，其径向厚度增加、轴向厚度减小；在受到的轴向挤压力减小至逐渐消失时能够逐渐恢复原形，即其增加的径向厚度逐渐减小至原形时的径向厚度，其减小的轴向厚度逐渐增加至原形时的轴向厚度。并且所述胶筒在膨胀变形时或恢复原形时其径向厚度的变化与轴向厚度的变化是同步进行的。

所述电机定子的一端(例如，下端)与所述连杆部连接，另一端(例如，上端)与所述电缆连接，所述电机定子外圆周上设置有外螺纹。

所述电机转子的一端(例如，下端)套装在所述工作部的外圆周上并与所述胶筒的另一端(例如，上端)直接或间接接触，以便与支撑轴座的限位部一起配合从而向胶筒施加挤压力。所述电机转子的另一端(例如，上端)通过所述外螺纹套装在电机定子外圆周上，并能够通过设置在电机转子内圆周上的内螺纹与所述外螺纹的配合，实现电机转子的转动并沿轴向(例如，上下方向)移动，从而分别实现朝向胶筒或远离胶筒的状态。

所述电机转子和电机定子之间还配置有电连接。

所述电缆将电机定子的另一端(例如，上端)与地面控制器连接。例如，设置连接电缆连接器将电缆与电机定子的另一端上的接线端连接。进一步地，还可以设置连接头使电缆与电机定子的连接更加牢固，设置电接头连接电缆连接器与电机定子接线端，以避免接触不良的情况。

所述地面控制器能够控制电机转子的轴向移动。

当本实施例的电缆控制坐封桥塞需要坐封时，通过地面控制器控制电机转子轴向朝靠近胶筒方向移动(例如，向下移动)，电机转子移动的过程中，其所述一端的端面与胶筒接触并向胶筒施加挤压力(例如，朝下的挤压力)。胶筒在所述限位部的限制和电机转子的挤压下产生径向变形扩张(例如，朝左右方向变形扩张)。当电机转子轴向朝靠近胶筒方向移动到位时，胶筒的扩张完成。胶筒扩张后的径向厚度(例如，左右方向的厚度)能够充填所述工作部与外层套管之间的环空间隙，所述桥塞实现完全坐封，处于坐封状态。

当本实施例的电缆控制坐封桥塞需要解封时，通过地面控制器控制电机转子轴向朝远离胶筒方向移动(例如，向上移动)，电机转子移动的过程中，胶筒受到的挤压力逐渐减小，胶筒逐渐恢复原形，其径向厚度逐渐减小，轴向厚度(例如，上下方向的厚度)逐渐增加。当电机转子朝远离胶筒方向移动到位时，其所述一端的端面不与或刚好与胶筒的另一端的端面接触，不会对胶筒有力的作用，所述桥塞实现完全解封，处于未坐封状态。

实施例2

在本示例性实施例中，所述电缆控制坐封桥塞包括支撑轴座、胶筒、电机定子、电机转子、电缆、卡瓦、坐封推杆以及卡瓦连接件。也就是说，在上述实施例1的结构基础上，本示例性实施例的电缆控制坐封桥塞进一步包括卡瓦、坐封推杆和卡瓦连接件，并将电机转子的所述一端的外表面设置为呈外径朝向胶筒逐渐缩小的锥面。

所述坐封推杆套装在所述工作部的外圆周上，并能够在所述工作部的外圆周上进行轴向移动。所述坐封推杆的一端(例如，下端)与胶筒的所述另一端(例如，上端)接触，所述坐封推杆的另一端(例如，上端)与电机转子的所述一端(例如，下端)接触。

所述坐封推杆还具有沿所述轴向方向设置的能够供卡瓦连接件穿过的长槽。此外，坐封推杆的所述一端的截面积还可大于其所述另一端的截面积，从而既便于更好地向胶筒施加压力，也能够便于在坐封推杆的外圆周上套装卡瓦。

所述卡瓦套装在所述坐封推杆的外圆周以及电机转子所述外锥面的一部分上，且能够在电机转子朝向胶筒移动时发生径向膨胀，其完全膨胀后能够坐挂在外层套管上。进一步地，所述卡瓦与压缩杆所述外锥面接触的地方可以设置内锥面作为使所述卡瓦发生径向膨胀的配合。

所述卡瓦连接件穿过所述长槽固定在所述工作部上，以达到使坐封推杆的轴向移动不会对卡瓦的轴向位置造成改变的目的。

进一步地，所述坐封推杆和所述电机转子可以设置为一个整体。

然而，本实用新型不限于此，若本实用新型的另一个示例性实施例包括卡瓦和卡瓦连接件，而不包括坐封推杆，则电机转子的所述一端(例如，下端)可沿所述轴向设置有供卡瓦连接件穿过的长槽，以避免卡瓦连接件对电机转子轴向运动的干扰和限制。

实施例3

如图1和图2所述，在本示例性实施例中，胶筒10、坐封推杆9以及电机转子4依次套装在支撑轴座11的所述工作部上。卡瓦6设置在坐封推杆9的外圆周上，并通过卡瓦连接件8穿过坐封推杆9与所述工作部固定连接，其连接方式可以是螺纹、旋扣等可拆卸方式。坐封推杆9的上端的端面与电机转子4的下端的端面接触，坐封推杆9的下端的端面与胶筒10的上端的端面接触。卡瓦6的上端与电机转子4下端的外表面的外径朝向胶筒10逐渐缩小的锥面(以下简称为外锥面)的一部分接触。所述卡瓦6的上端还设有内径朝向胶筒10逐渐缩小的内锥面来与所述外锥面配合实现卡瓦6的径向膨胀。电机定子5的下端与支撑轴座11所述连杆部连接，使得电机定子与支撑轴座固定为一个整体。电机转子4上端与电机定子5通过电机定子5外圆周的螺纹连接，电机转子4能够在电机定子5的螺纹上进行上下移动。此外，电机定子5与电机转子4还配置有电连接。电缆1通过电缆连接器2和电接头7与电机定子5接线端连接，电缆连接器2通过连接头3实现更牢固的固定在电机定子5上。地面控制器通过电缆控制电机转子4的上下移动。

当本示例性实施例的电缆控制坐封桥塞需要坐封时，通过地面控制器控制电机转子4通过电机定子5外圆周上的螺纹旋转向下运动。电机转子4的向下移动推动坐封推杆9向下运动，并通过所述外锥面与卡瓦6的内锥面配合来使卡瓦6进行径向膨胀。坐封推杆9的向下运动挤压胶筒10，配合支撑轴座11的限位部限制胶筒10的移动，进而实现胶筒10的径向扩张。当电机转子4下移到位时，卡瓦6坐挂在外层套管上，胶筒10填满工作部与外层套管之间的空隙，桥塞实现完全坐封，处于坐封状态，如图2所示。

当本示例性实施例的电缆控制坐封桥塞需要解封时，通过地面控制器控制电机转子4通过电机定子5外圆周上的螺纹旋转向上运动。电机转子4向上移动的过程中，胶筒10受到的挤压力逐渐减小，胶筒10逐渐恢复原形；卡瓦6逐渐不受电机转子4的外锥面约束，卡瓦6逐渐从外层套管上解挂。当电机转子4上移到位时，所述桥塞实现完全解封，处于未坐封状态，如图1所示。

如此，只需将本实用新型所述桥塞下入到井中需要坐封的位置，即可在其坐封后进行重复压裂作业，作业结束后，将其送入井中下一段需要坐封的位置，即可对下一段井身进行重复压裂。进而，本实用新型的桥塞可以用于重复压裂作业，提高重复压裂效率。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (5)

1.一种电缆控制坐封桥塞，包括地面控制器，其特征在于，包括支撑轴座、胶筒、电机定子、电机转子和电缆，其中，

所述支撑轴座包括沿其轴向彼此顺序连接的具有第一外径的限位部、具有第二外径的工作部、以及从所述工作部延伸出的连杆部，所述第二外径小于所述第一外径；

所述胶筒套装在所述工作部的外圆周上，且所述胶筒的一端与限位部接触且被限位部限制移动，所述胶筒具有受外力而产生径向膨胀以及外力消失而恢复原先形状的能力；

所述电机定子的一端与所述连杆部连接，另一端与所述电缆连接，所述电机定子外圆周上设置有外螺纹；

所述电机转子的一端套装在所述工作部的外圆周上，另一端通过所述外螺纹套装在电机定子外圆周上，并能够通过所述外螺纹实现电机转子的轴向移动；

所述电缆将电机定子另一端与地面控制器连接。

2.根据权利要求1所述的电缆控制坐封桥塞，其特征在于，所述电缆控制坐封桥塞还包括卡瓦和卡瓦连接件，且电机转子的所述一端的外表面呈外径朝向胶筒逐渐缩小的锥面，所述卡瓦套装在所述工作部的外圆周以及电机转子的所述锥面的一部分上，所述卡瓦连接件能够将卡瓦连接至所述工作部并且能够在电机转子朝向胶筒运动的情况下使卡瓦与所述锥面配合的一端实现径向扩张且卡瓦不沿所述轴向发生移动。

3.根据权利要求2所述的电缆控制坐封桥塞，其特征在于，所述电缆控制坐封桥塞还包括具有沿所述轴向设置的长槽的坐封推杆，所述坐封推杆能够设置在电机转子的所述一端与胶筒的另一端之间，并且位于卡瓦与所述工作部之间。

4.根据权利要求1所述的电缆控制坐封桥塞，其特征在于，所述电缆通过依次连接的电缆连接器和电接头与电机定子的接线端连接。

5.根据权利要求1所述的电缆控制坐封桥塞，其特征在于，支撑轴座所述连杆部被配置为圆台形。

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