一種套管壓裂用橋塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于油、氣田大斜度及水平井多段改造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種套管壓裂用橋塞。
【背景技術(shù)】
[0002]橋塞的作用是油氣井封層，具有施工工序少、周期短、卡封位置準(zhǔn)確的特點。利用電纜或管柱將其輸送到井筒預(yù)定位置，通過火藥燃燒、液壓或者機(jī)械坐封工具產(chǎn)生的推力作用于上接頭，拉力作用于中心桿，通過上下支撐套對密封膠筒施以上壓下拉兩個力，當(dāng)拉力達(dá)到一定值時，張力棒斷裂，坐封工具與橋塞脫離。此時橋塞中心桿上的鎖緊裝置發(fā)揮效能，卡瓦破碎并鑲嵌在套管內(nèi)壁上，膠筒膨脹并密封，完成坐封。
[0003]常規(guī)139.7_套管壓裂用全金屬橋塞主要采用單向雙卡瓦結(jié)構(gòu)，通常無通徑或通徑較小，具有密封性能好、耐壓差高、密封時間長、承載能力大等特點，已取代水泥塞，成為壓裂、封堵作業(yè)的主要井下工具之一。但因其易發(fā)生中途坐封、難以鉆除等問題，不適用于大斜度井、水平井；
[0004]常規(guī)復(fù)合橋塞主要采用單向雙卡瓦結(jié)構(gòu)，通常通徑小于50mm或無通徑，除具有全金屬的特點外，還具有流體通道、可快速鉆除的特點，在水平井壓裂中廣泛應(yīng)用。但壓后需鉆除，才能正常生產(chǎn)，由于用于卡瓦的高強(qiáng)度金屬材料使用較多，鉆磨較困難，碎肩返出難度大，作業(yè)成本高和鉆磨作業(yè)風(fēng)險大等問題依然存在。
[0005]因此，有必要提供一種新型壓裂橋塞，來克服上述缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種套管壓裂用橋塞，具有錨定可靠，通徑較大，壓后免鉆塞快速建立流體通道的特點，能可靠完成橋塞封隔、套管壓裂，消除鉆磨作業(yè)的成本及施工風(fēng)險。
[0007]為此，本實用新型提供了一種套管壓裂用橋塞，包括中心桿和分別連接在中心桿上下兩端的上接頭和下接頭，所述的中心桿的中間部位套裝有圓筒形的長膠筒和短膠筒，長膠筒的上下端分別依次對稱設(shè)置有短膠筒，中心桿的上部和下部外分別套有上支撐套和下支撐套，上支撐套和下支撐套上分別固定有膠筒座，所述的位于長膠筒上下端的短膠筒均安裝在膠筒座上；
[0008]所述的上支撐套和上接頭之間設(shè)置有座環(huán)，所述的座環(huán)上下端分別抵住上接頭和上支撐套；
[0009]所述的下支撐套和下接頭之間設(shè)置有卡瓦，卡瓦上設(shè)置有錨爪，卡瓦下端抵住下接頭，所述的下支撐套下端設(shè)置有沿徑向斜偏120°的導(dǎo)向銷，卡瓦的上端面為由導(dǎo)向銷導(dǎo)向的斜面。
[0010]所述的座環(huán)內(nèi)壁為階梯狀，階梯上設(shè)置有鎖緊塊，鎖緊塊套在中心桿上，鎖緊塊的上下端分別由上接頭和座環(huán)內(nèi)壁的臺階進(jìn)行限位。
[0011]所述的鎖緊塊為筒狀結(jié)構(gòu)，鎖緊塊和中心桿之間通過馬牙扣連接的方式連接。
[0012]所述的導(dǎo)向銷至少有三個，呈周向均布在下支撐套下端；所述的卡瓦由多個單片卡瓦組成，單片卡瓦上均設(shè)置有4個錨爪。
[0013]所述的上支撐套、膠筒座、短膠筒、長膠筒和下支撐套之間的連接面均為斜面，且這些斜面均為偏向中間的長膠筒的斜面。
[0014]所述的膠筒座材料為聚四氟乙烯，所述的短膠筒、長膠筒材料為氟橡膠，所述的錨爪材料為工程陶瓷。
[0015]所述的套管壓裂用橋塞中除了膠筒座、短膠筒、長膠筒和錨爪外均采用可降解材料。
[0016]本實用新型的有益效果:
[0017]第一、本實用新型橋塞采用可降解材料，可在井下特定條件下實現(xiàn)自動降解，免去鉆磨作業(yè)。
[0018]第二、橋塞設(shè)計單卡瓦和鎖緊塊，提高了橋塞可靠性。
[0019]第三、橋塞具有較大的內(nèi)通徑，不影響正常生產(chǎn)。
[0020]以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:1、上接頭；2、鎖緊塊；3、座環(huán)；4、上支撐套；5、膠筒座；6、短膠筒；
7、長膠筒；8、下支撐套；9、導(dǎo)向銷；10、錨爪；11、卡瓦；12、下接頭；13、中心桿。
【具體實施方式】
[0023]以一個適用于Φ 139.7毫米套管固井完井的套管壓裂用橋塞為例，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]實施例1:
[0025]本實施例提供一種套管壓裂用橋塞，如圖1所示，包括中心桿13和分別連接在中心桿13上下兩端的上接頭I和下接頭12，所述的中心桿13的中間部位套裝有圓筒形的長膠筒7和短膠筒6，長膠筒7的上下端分別依次對稱設(shè)置有短膠筒6，中心桿13的上部和下部外分別套有上支撐套4和下支撐套8，上支撐套4和下支撐套8上分別固定有膠筒座5，所述的位于長膠筒7上下端的短膠筒6均安裝在膠筒座5上；
[0026]上支撐套4和上接頭I之間設(shè)置有座環(huán)3，所述的座環(huán)3上下端分別抵住上接頭I和上支撐套4 ;
[0027]下支撐套8和下接頭12之間設(shè)置有卡瓦11，卡瓦11上設(shè)置有錨爪10，卡瓦11下端抵住下接頭12，所述的下支撐套8下端設(shè)置有沿徑向斜偏120°的導(dǎo)向銷9，卡瓦11的上端面為由導(dǎo)向銷9導(dǎo)向的斜面。
[0028]本實施例的這種套管壓裂用橋塞通過以下方式實現(xiàn):
[0029]先通過上接頭I和中心管13，將本實施例的這種套管壓裂用橋塞連接到坐封工具下端，然后下入井中設(shè)計封堵位置。坐封時，坐封工具擠壓套筒作用在上接頭I上，上接頭I向下推動座環(huán)3，座環(huán)3推動上支撐套4，上支撐套4下移壓縮短膠筒6和長膠筒7 ;同時，中心桿13通過螺紋連接帶動下接頭12向上推卡瓦11，卡瓦11向上推下支撐套8壓縮短膠筒6和長膠筒7，封堵套管后，卡瓦11沿導(dǎo)向銷9導(dǎo)向沿下支撐套8持續(xù)上移，直至錨爪10錨定于套管內(nèi)壁。當(dāng)中心管13受力大于設(shè)計的薄壁弱點最大拉力時，橋塞與坐封工具脫離，完成橋塞坐封及丟手。
[0030]實施例2:
[0031]在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例中還設(shè)置了鎖緊機(jī)構(gòu)，本實施例中，座環(huán)3內(nèi)壁為階梯狀，階梯上設(shè)置有鎖緊塊2，鎖緊塊2套在中心桿13上，鎖緊塊2的上下端分別由上接頭I和座環(huán)3內(nèi)壁的臺階進(jìn)行限位。
[0032]鎖緊塊2為筒狀結(jié)構(gòu)，鎖緊塊2和中心桿13之間通過馬牙扣連接的方式連接。
[0033]本實施例的這種鎖緊機(jī)構(gòu)，采用馬牙扣連接的方式，形成單向應(yīng)力，在這里馬牙扣連接采用正反兩個馬牙扣扣接的形式，中心桿13上為反向馬牙扣，鎖緊塊2上為正向馬牙扣，這樣使得坐環(huán)3和上支撐套4只受向下的應(yīng)力，只能向下移動，防止壓縮短膠筒6和長膠筒7過程中的反彈。
[0034]實施例3:
[0035]在實施例1和實施例2的基礎(chǔ)上，本實施例中，導(dǎo)向銷9至少有三個，呈周向均布在下支撐套8下端；所述的卡瓦11由多個單片卡瓦組成，單片卡瓦上均設(shè)置有4個錨爪10。
[0036]卡瓦11由多個單片卡瓦組成，這樣卡瓦11在沿導(dǎo)向銷9導(dǎo)向沿下支撐套8持續(xù)上移過程中，會慢慢地破裂成單個的單片卡瓦，單片卡瓦上的4個錨爪10隨著單片卡瓦做徑向移動，直至錨爪10錨定于套管內(nèi)壁。
[0037]上支撐套4、膠筒座5、短膠筒6、長膠筒7和下支撐套8之間的連接面均為斜面，且這些斜面均為偏向中間的長膠筒7的斜面。
[0038]本實施例的這種斜面狀的端面設(shè)置，能使上支撐套4和下支撐套8之間的短膠筒
6、長膠筒7能更好地受壓縮，相比于只有平面端面結(jié)構(gòu)的設(shè)置效果更好。
[0039]實施例4:
[0040]在上述幾個實施例的前提下，作為更優(yōu)選的，本實施例中，膠筒座5材料為聚四氟乙烯，可以采用聚四氟乙烯類具有高延展性材料；所述的短膠筒6、長膠筒7材料為氟橡膠，所述的錨爪10材料為工程陶瓷，除了膠筒座5、短膠筒6、長膠筒7和錨爪10外均采用可降解材料，其主要成分為功能合金Al、Ga，增強(qiáng)合金Al、Mg，活化合金Al、In、Sn，低溫合金Pb、B1、In, Ga0在滿足壓裂的條件下，保證橋塞可降解的要求。
[0041]綜上所述，本實用新型的這種套管壓裂用橋塞，設(shè)計有卡瓦和鎖緊機(jī)構(gòu)，能夠保證橋塞的可靠性，主要部件采用了可降解材料，達(dá)到一定井筒條件時，可隨時間降解。這種套管壓裂用橋塞具有承壓能力高、免鉆塞、大通徑的特點，可用于大斜度井及水平井儲層多段改造，快速投產(chǎn)。
[0042]以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設(shè)計均屬于本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種套管壓裂用橋塞，包括中心桿(13)和分別連接在中心桿(13)上下兩端的上接頭(I)和下接頭(12)，其特征在于:所述的中心桿(13)的中間部位套裝有圓筒形的長膠筒(7)和短膠筒(6)，長膠筒(7)的上下端分別依次對稱設(shè)置有短膠筒(6)，中心桿(13)的上部和下部外分別套有上支撐套(4)和下支撐套(8)，上支撐套(4)和下支撐套(8)上分別固定有膠筒座(5)，所述的位于長膠筒(7)上下端的短膠筒(6)均安裝在膠筒座(5)上； 所述的上支撐套(4)和上接頭(I)之間設(shè)置有座環(huán)(3)，所述的座環(huán)(3)上下端分別抵住上接頭(I)和上支撐套(4); 所述的下支撐套(8)和下接頭(12)之間設(shè)置有卡瓦(11)，卡瓦(11)上設(shè)置有錨爪(10)，卡瓦(11)下端抵住下接頭(12)，所述的下支撐套(8)下端設(shè)置有沿徑向斜偏120°的導(dǎo)向銷(9)，卡瓦(11)的上端面為由導(dǎo)向銷(9)導(dǎo)向的斜面。2.如權(quán)利要求1所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的座環(huán)(3)內(nèi)壁為階梯狀，階梯上設(shè)置有鎖緊塊(2 )，鎖緊塊(2 )套在中心桿(13 )上，鎖緊塊(2 )的上下端分別由上接頭(I)和座環(huán)(3)內(nèi)壁的臺階進(jìn)行限位。3.如權(quán)利要求2所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的鎖緊塊(2)為筒狀結(jié)構(gòu)，鎖緊塊(2)和中心桿(13)之間通過馬牙扣連接的方式連接。4.如權(quán)利要求1或2所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的導(dǎo)向銷(9)至少有三個，呈周向均布在下支撐套(8)下端；所述的卡瓦(11)由多個單片卡瓦組成，單片卡瓦上均設(shè)置有4個銷爪(10)。5.如權(quán)利要求4所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的上支撐套(4)、膠筒座(5)、短膠筒(6)、長膠筒(7)和下支撐套(8)之間的連接面均為斜面，且這些斜面均為偏向中間的長膠筒(7)的斜面。6.如權(quán)利要求1所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的膠筒座(5)材料為聚四氟乙烯，所述的短膠筒(6)、長膠筒(7)材料為氟橡膠，所述的錨爪(10)材料為工程陶瓷。7.如權(quán)利要求1或5所述的套管壓裂用橋塞，其特征在于:所述的套管壓裂用橋塞中除了膠筒座(5)、短膠筒(6)、長膠筒(7)和錨爪(10)外均采用可降解材料。
【專利摘要】本實用新型涉及一種套管壓裂用橋塞，包括中心桿和其上下兩端的上接頭和下接頭，中心桿的中部套有長膠筒和短膠筒，中心桿的上部和下部外分別套有上支撐套和下支撐套，上支撐套和下支撐套上分別固定有膠筒座，位于長膠筒上下端的短膠筒均安裝在膠筒座上；上支撐套和上接頭之間設(shè)置有座環(huán)，座環(huán)上下端分別抵住上接頭和上支撐套；下支撐套和下接頭之間設(shè)置有卡瓦，卡瓦上設(shè)置有錨爪。這種設(shè)計有卡瓦和鎖緊機(jī)構(gòu)的套管壓裂用橋塞，能保證橋塞的可靠性，采用可降解材料，達(dá)到一定井筒條件時，可隨時間降解。這種套管壓裂用橋塞具有承壓能力高、免鉆塞、大通徑的特點，可用于大斜度井及水平井儲層多段改造，快速投產(chǎn)。
【IPC分類】E21B43/26, E21B33/134
【公開號】CN204782916
【申請?zhí)枴緾N201520413935
【發(fā)明人】胡相君, 桂捷, 李旭梅, 王效明, 邵媛, 張安康, 張麗娟
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月16日