CN214697789U - 一种新型密封横开槽镁锂合金b型可溶球座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的属于桥塞技术领域，具体为一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其技术方案是：包括上椎体，所述上椎体底端连接卡瓦片，所述上椎体底端外壁套接全金属密封圈，所述卡瓦片内壁套接下椎体，所述下椎体上部外壁套接可变径密封环，所述下椎体底端内壁套接丢手椎体，所述卡瓦片为棱台形，本实用新型的有益效果是：将传统桥塞零部件进行了整合，让零部件的功能多元化，相互依靠相互支持，缩短生产作业时间，提高生产效率；桥塞的尺寸较小，所构成的零部件较少，在产品组装和下井作业安装的过程中操作方便，较小的尺寸和便捷的安装步骤都一定程度的减少了作业时间和周期。

Description

一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座

技术领域

本实用新型涉及桥塞技术领域，具体涉及一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座。

背景技术

桥塞的作用是油气井封层，具有施工工序少、周期短、卡封位置准确的特点，分为永久式桥塞和可取式桥塞两种；永久式桥塞形成于80年代初期，由于它施工工序少、周期短、卡封位置准确，所以一经问世就在油气井封层方面得到了广泛应用，基本上取代了以前打水泥塞封层的工艺技术，成为试油井封堵已试层，进行上返试油的主要封层工艺；在中浅层试油施工中出现的干层、水层、气层及异常高压等特殊层位，为方便后续试油，封堵废弃层位，通常采用该类桥塞进行封层，同时对于部分短期无开发计划的试油结束井也采用永久式桥塞封井。

传统的桥塞虽然能够在井下起到封隔和密封的作用，但是随着科技的进步和生产施工作业水平的提高，传统桥塞的劣势就渐渐地体现出来了，其劣势主要有以下几个方面：

1. 设计不完善：鉴于石油行业工作环境的特殊性，井下地层环境变化大，无法被完整地、彻底地分析，从而可能会出现一些意料之外的情况；因此传统桥塞在设计上存在着一些缺陷，而这些缺陷会导致桥塞在下井的过程中存在着半坐封的风险；另外，传统的卡瓦多为片状，当坐封工具开始工作时，卡瓦会随着锥体的弧度或者斜槽来进行变形运动而扩张打开，在卡瓦的外壁上拥有陶瓷卡瓦豆；陶瓷卡瓦豆会随着卡瓦的张开而紧紧地锚定在套管内壁；但是由于实际情况可能会出现受力不均匀的情况，传统卡瓦的张开形状将随着坐封行程的长短和受力是否均匀而呈现不同的变化。卡瓦不均匀的张开会导致锚定部位的变形，从而导致桥塞无法提供足够的锚定力，不能在井下成功坐封，从而可能会导致桥塞脱落，或者桥塞位移等情况出现。

2. 产品零部件繁多：传统的桥塞由中心杆、底托、上卡瓦、上锥体、胶筒、护肩、下锥体、下卡瓦、丢手头等零部件组成；其中每一个部分缺一不可，且功能相互独立；繁琐复杂的结构导致如果其中任何一个部件在使用中出现故障，都会影响桥塞总体产生的封堵性能；而且繁琐的零件会增多加工工时，由于桥塞的结构特点，几乎每一个零件都需要用原材料自行加工成型之后再进行组合成为桥塞成品，这样在生产零件的过程上就会花费大量工时，而且由于零件较多，每个零件的细小偏差组合起来就会造成桥塞整体的功能性能大打折扣，故障率也会随之上升。

3. 材料单一：目前市场上主流的桥塞材料为树脂材料，纤维材料和铸铁材料。树脂材料虽然易钻磨，但是存在着强度不够，钻磨之后碎块过大堵塞井眼的问题；纤维材料延展性适中，但有着材料较脆容易断裂的问题；而铸铁材料虽然强度大，但是不易钻磨，在井下施工中如果遇到卡住或者半坐封的情况，后续的打捞工作将会变得非常困难，提高了人力物力的投入，增加了成本。

因此，实用新型一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座很有必要。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，通过设置上椎体、全金属密封圈、卡瓦片、可变径密封环、下椎体、防半坐封件和丢手椎体，简化了桥塞结构，使部件衔接紧密，解决了传统桥塞主体结构复杂，功能相互独立的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，包括上椎体，所述上椎体底端连接卡瓦片，所述上椎体底端外壁套接全金属密封圈，所述卡瓦片内壁套接下椎体，所述下椎体上部外壁套接可变径密封环，所述下椎体底端内壁套接丢手椎体，所述卡瓦片为棱台形，所述上椎体、卡瓦片和下椎体为可溶镁锂合金材质，所述下椎体上设置有防半坐封件，所述卡瓦片内腔中设有中心管。

优选的，所述卡瓦片内腔中设有引鞋。

优选的，所述引鞋顶端和底端外壁设有螺纹，所述引鞋底端螺纹连接所述丢手椎体。

优选的，所述卡瓦片切割槽子后坐封时从最薄处均匀断开成八片，所述卡瓦片沿丢手椎体导槽撑开。

优选的，所述卡瓦片顶端内壁为一条八度斜面，所述上椎体、下椎体和卡瓦片内侧设有30°和60度的密封横开槽。

优选的，所述全金属密封圈可设置为3个可变径密封环密封。

优选的，所述上椎体全八度倾角与卡瓦片配合，所述下椎体顶端30°倾角与可溶球相切。

本实用新型的有益效果是：

1、可溶镁锂合金的运用极大地降低了施工的风险，为处理井下复杂环境提供了可能性和便利性；避免传统的可溶金属在溶解时间和效果上不理想，经常出现较大的碎块不能溶解，出现堵塞井筒的事故发生的问题，新型镁锂合金可溶材料的运用，让可溶镁锂合金实现真正的全可溶成为了现实，全可溶的实现从根本上降低了井下出事故的风险；2、可溶镁锂合金的运用极大地降低了施工的风险，为处理井下复杂环境提供了可能性和便利性，传统的可溶金属在溶解时间和效果上不理想，经常出现较大的碎块不能溶解，出现堵塞井筒的事故发生的问题，镁锂合金具有硬度大、质量轻等特点，其能够适应井下的恶劣环境，为井下压裂增产作业提供足够的物理支持，解决了传统树脂材料缺乏强度、纤维材料质地较脆、铸铁材料不易钻磨的缺陷，新型镁锂合金可溶材料的运用，让可溶镁锂合金实现真正的全可溶成为了现实，全可溶的实现从根本上降低了井下出事故的风险；3、将传统桥塞零部件进行了整合，让零部件的功能多元化，相互依靠相互支持；相比较传统桥塞，对桥塞的结构以及零件进行了改进，使得很多零件在生产工序上的加工速度得到了很大的提高，原来需要多次夹持，多道工序的零件，现在经过改进之后已本桥塞在生产时长，生产手续和所需原料上相较其他桥塞都有了进步。同时，作为材料使用的新型可溶镁锂合金也使得桥塞的重量得到了减轻，使得工作人员在安装、使用的过程中能够更加便利。4、由于外部结构的改变，让原有的结构变得简单，同时也增强了零部件的可靠性；短小的结构能够更好的适应井下的复杂环境，同时也为在井下提供了更好的封堵和支撑；同时用于对接锥体和卡瓦的公母纹、中心管上的小台阶、丢手头的倒八字结构设计、能够更好卡位密封向上推进的卡瓦、设置了两个开槽的密封槽、圈环使用了特殊材料的卡圈、采用了上下开槽设计的卡瓦片等这些设计都大大地提高了本桥塞的工作效率和可靠性，使得本款桥塞的功能更加强大。5、丢手头的位置设置了两个开槽，新的开槽配合独特的桥塞装配工具，够让施工过程更为简便，节省了人力物力；6、全金属密封圈的设计，在体积上要比传统的小二十分之一，相比于传统的橡胶胶筒，全金属密封圈具有先天的优势，他能够更好的溶解于井下液体之内，溶解之后，对地层无污染；7、缩短生产作业时间，提高生产效率；桥塞的尺寸较小，所构成的零部件较少，在产品组装和下井作业安装的过程中操作方便，较小的尺寸和便捷的安装步骤都一定程度的减少了作业时间和周期；简化和整合了产品部件，大大缩短了生产和组装时间，降低了成本；另外由于采用了新型可溶镁锂合金材料，减轻了产品的重量，为井上工作人员在安装和搬运中提供了极大的便利。

附图说明

图1为本实用新型提供的结构示意图；

图2为本实用新型提供的图1的剖视图；

图3为本实用新型提供的图1的立体图；

图4为本实用新型提供的图3的爆炸图；

图5为本实用新型提供的图3的正视图。

图中：上椎体1、全金属密封圈2、卡瓦片3、可变径密封环4、下椎体5、防半坐封件6、丢手椎体7、中心管8。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照说明书附图1-5，该实施例的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，包括上椎体1，所述上椎体1底端连接卡瓦片3，所述上椎体1底端外壁套接全金属密封圈2，所述卡瓦片3内壁套接下椎体5，所述下椎体5上部外壁套接可变径密封环4，所述下椎体5底端内壁套接丢手椎体7，所述卡瓦片3为棱台形所述上椎体1、卡瓦片3和下椎体5为可溶镁锂合金材质，所述下椎体5上设置有防半坐封件6，所述卡瓦片3内腔中设有中心管8；上椎体1的作用是传导适配器带来的推力，通过自身的斜面，迫使卡瓦片3张开；防半坐封件6设置为圆珠卡瓦粒，防止桥塞在井下半坐封；丢手椎体7是桥塞底部部件，内置有丢手螺纹，当适配器传导的推力达到一定程度之后，内置螺纹将会滑丝，滑丝之后将失去固定，从而适配器及中心杆可以自由上提，桥塞完成丢手。

进一步地，所述卡瓦片3内腔中设有引鞋；引鞋作用是借助上椎体1的推力，引鞋和丢手装置相结合，丢手装置位于引鞋中央，当推力传导至丢手头，拉杆尾端设有丢手螺纹，由于推力的影响，螺纹处受力拉断，桥塞和适配器分离，从而桥塞丢手；在丢手头的位置设置了两个开槽，新的开槽配合桥塞装配工具，够让施工过程更为简便，节省了人力物力，可变径密封环4压紧后填满间隙，采用大胶圈形成稳固静密封，内部再加一个胶圈封堵住环与椎体的间隙，封堵环“工”字结构，更容易变形密封，且纵向稳固性较强，金属环部分用铝合金，合金较软，可塑性良好，更容易填满管壁的小缝隙，堵住水流；同时配合前后的镁锂合金和地下水，形成电解池反应，加速镁锂合金的溶解，镁锂合金的沉淀物再进行置换反应溶解掉铝合金环。

进一步地，所述引鞋顶端和底端外壁设有螺纹，所述引鞋底端螺纹连接所述丢手椎体7。

进一步地，所述卡瓦片3切割槽子后坐封时从最薄处均匀断开成八片，所述卡瓦片3沿丢手椎体7导槽撑开；卡瓦片3为棱台一体件，节省加工成本，减少工序，棱台倾角34°接触面积呈一条斜线，压强小，更容易卡入管壁，一体件密封时更加稳定，三层棱台增大卡入时反向接触面积，更不容易跑塞。

进一步地，所述卡瓦片3顶端内壁为一条八度斜面，坐封时形成自锁，可稳固卡入管壁，所述上椎体1、下椎体5和卡瓦片3内侧设有30°和60度的密封横开槽，与可溶球相切，更容易堵住水流。

进一步地，所述全金属密封圈2可设置为3个可变径密封环密封，完全水解无污染，丢手头部分为螺纹丢手，通过螺纹圈数控制丢手值，丢手值可控。

进一步地，所述上椎体1全八度倾角与卡瓦片3配合，所述下椎体5顶端30°倾角与可溶球相切；下椎体5的作用为卡瓦下部张开提供轨道。

实施场景具体为：锥体和卡瓦之间设有公母螺纹，在适配器传力过程中，位于锥体上的公纹会受力向前推进，从而连接卡瓦上设定好斜度的母纹当中，这种嵌合式螺纹可以有效提高锥体同卡瓦的连接力度，使得其在实验当中更加可靠；

卡瓦顶端内壁为一条八度斜面，上锥体、丢手头和卡瓦内侧设有30°和60度的密封横开槽；可变径密封环设置为x型胶圈双密封唇；全金属密封圈可设置为3个可变径密封环密封，而上锥体设计成全八度倾角以更好地与卡瓦配合，丢手头顶端30°倾角与可溶球相切

本款一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座的卡瓦部分对开槽位置进行了改动，传统的桥塞卡瓦卡槽都开在同一方向，这样张开的卡瓦片就如同花朵一般均匀张开，但这种设计有时候会出现受力不均匀从而导致卡瓦片开裂的现象，在对卡瓦的开槽位置进行研究后，这款球座将开槽布局设计为了上下交错形，这样卡瓦片在受到来自适配器传递的压力和丢手头所反作用的力时受力会更加均匀，并将中间部位凸出以让其上的卡瓦钉能够完全卡住套管，使得卡瓦能够更加稳固地固定在套管当中；

卡瓦与丢手头之间的连接处不同于传统桥塞，其连接处设计为了倒八字形状，这样在受力时卡瓦会沿着丢手头上的斜角而扩大外径，在张开到临界值时就会形成上下同时对卡瓦加压从而使得卡瓦片能够顺利地沿着上下交错的卡槽变形，从而提高卡瓦的性能；

为了提高卡瓦的锚定性，在中心管8上加装了一个类似小台阶一样的设计，该小台阶在横截面图上看起来就像一个凸出的小方块一样，它在工作过程当中会和卡瓦内部所设计的凸出部相卡合，能让卡瓦在限定的范围内进行形变，而不会产生过度变化导致卡瓦损坏或者卡瓦片戳破桥塞的其他部位。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，包括上椎体（1），其特征在于：所述上椎体（1）底端连接卡瓦片（3），所述上椎体（1）底端外壁套接全金属密封圈（2），所述卡瓦片（3）内壁套接下椎体（5），所述下椎体（5）上部外壁套接可变径密封环（4），所述下椎体（5）底端内壁套接丢手椎体（7），所述卡瓦片（3）为棱台形，所述上椎体（1）、卡瓦片（3）和下椎体（5）为可溶镁锂合金材质，所述下椎体（5）上设置有防半坐封件（6），所述卡瓦片（3）内腔中设有中心管（8）。

2.根据权利要求1所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述卡瓦片（3）内腔中设有引鞋。

3.根据权利要求2所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述引鞋顶端和底端外壁设有螺纹，所述引鞋底端螺纹连接所述丢手椎体（7）。

4.根据权利要求1所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述卡瓦片（3）切割槽子后坐封时从最薄处均匀断开成八片，所述卡瓦片（3）沿丢手椎体（7）导槽撑开。

5.根据权利要求1所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述卡瓦片（3）顶端内壁为一条八度斜面，所述上椎体（1）、下椎体（5）和卡瓦片（3）内侧设有30°和60度的密封横开槽。

6.根据权利要求1所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述全金属密封圈（2）可设置为3个可变径密封环密封。

7.根据权利要求1所述的一种新型密封横开槽镁锂合金B型可溶球座，其特征在于：所述上椎体（1）全八度倾角与卡瓦片（3）配合，所述下椎体（5）顶端30°倾角与可溶球相切。