一种非金属易钻桥塞制造技术

本实用新型专利技术具体涉及一种在石油、天然气完井作业过程中实现封层和卡位的非金属可钻桥塞。一种非金属易钻桥塞，包括一中心管，中心管外径上端设有环形凸台，下端设有环形凹槽，其间从上至下依次套接有坐封压环、上卡瓦斜体组合、胶筒组合、扩径环、下楔形体以及下卡瓦；所述环形凹槽内安装卡瓦托，卡瓦托的尺寸与环形凹槽尺寸匹配；环形凹槽下部中心管外径上还设有卡瓦托座，卡瓦托座通过防转销连接卡瓦托。本实用新型专利技术环形凸台和环形凹槽，配合卡瓦托及卡瓦托座将中心管外的轴向力转移到中心管，实现无锁紧机构将坐封力量转移到中心管上；通过防转销连接卡瓦托以及卡瓦托座，从而和中心管组成相对固定的整体，防止发生空转现象。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油气田油水井作业井下工具领域，具体涉及一种在石油、天然气完井作业过程中实现封层和卡位的非金属可钻桥塞。
技术介绍
目前油气田作业使用的可钻桥塞主要是由球墨铸铁金属材料构成的，磨铣较困难，无法实现一趟磨铣管柱完成多个可钻桥塞磨铣处理，对于一口井同时要求用多个桥塞工艺措施实现非常困难，用于多层多段压裂新工艺技术等井下作业几乎无法实现，目前很多石油行业单位进行了非金属材料的可钻桥塞的研宄。申请号为“201320121938.X”，名称为“非金属可钻桥塞”的中国技术专利所公开的非金属可钻桥塞，虽然材料(卡瓦依然用金属)选用非金属，但结构与普通可钻铸铁桥塞类似，同样用了锁环锁定机构，完成座封后，依靠锁环锁定，防止胶筒和卡瓦复位解封。该非金属可钻桥塞存在以下缺陷:一是非金属材料强度相对较低，当桥塞承受较高的上压差时，芯轴在压力的作用下向下移动，锁紧机构特型螺纹受力易滑扣解锁致桥塞失效；二是该结构非金属可钻桥塞未设置防转机构，钻磨时易形成空转，导致磨铣困难；三是该非金属可钻桥塞的卡瓦是整体式的，在座封的过程中有可能分瓣不均，影响密封和承压效果；四是该非金属可钻桥塞无中心通道，完成施工后不处理掉就无法投产，同时磨铣时若封堵的层段形成圈闭高压，则磨铣风险大，易造成安全事故。
技术实现思路
本技术旨在提出一种设置有防转机构实现锁紧安全的一种非金属易钻桥塞。本专利技术的技术方案在于:一种非金属易钻桥塞，包括一中心管，中心管外径上端设有环形凸台，下端设有环形凹槽，环形凸台与环形凹槽之间从上至下依次套接有坐封压环、上卡瓦斜体组合、胶筒组合、扩径环、下楔形体以及下卡瓦；所述环形凹槽内安装卡瓦托，卡瓦托的尺寸与环形凹槽尺寸匹配；环形凹槽下部中心管外径上还设有卡瓦托座，卡瓦托座通过防转销连接卡瓦托。所述的上卡瓦斜体组合包括从上至下依次连接的上卡瓦以及上楔形体；上卡瓦下部为锥形；上楔形体上部为锥形，上楔形体锥形锥度与上卡瓦下部锥形的锥度相同。所述的胶筒组合包括一个中胶筒和位于中胶筒上下两端的两个端胶筒，端胶筒与中胶筒接触连接的两端为锥形，背离中胶筒的端部均安装有胶筒外护帽以及胶筒内护帽，中胶筒两端均为锥形，与端胶筒锥形锥度相同。中心管内通径上部卡设有球。所述的中心管环形凸台位置上端设有挡球销。所述的座封压环通过剪钉固定在中心管上。本专利技术的技术效果在于:本技术一方面设计了中心管外径上的环形凸台和环形凹槽，配合卡瓦托及卡瓦托座将中心管外的轴向力转移到中心管上，实现无锁紧机构设计同时将坐封力量转移到中心管上；另一方面，通过防转销连接卡瓦托以及卡瓦托座，从而和中心管组成相对固定的整体，防止磨铣时发生空转现象。【附图说明】图1为本技术一种非金属易钻桥塞的结构示意图。其中，1-中心管；2_挡球销；3-球；4_坐封压环；5-剪钉；6_卡瓦套环；7-上卡瓦；8_卡瓦稳销；9_上楔形体；10_胶筒外护帽；11-胶筒内护帽；12_端胶筒；13_中胶筒；14-扩径环；15_下楔形体；16_下卡瓦；17_卡瓦托；18_防转销；19_卡瓦托座。【具体实施方式】本技术一种非金属易钻桥塞，包括一中心管1，中心管I内通径上部卡设有球3;中心管I外径上端设有一孔装有挡球销；其位置高于球3。中心管I挡球销下方设有环形凸台以及环形凹槽，环形凸台与环形凹槽之间依次套接有坐封压环4、上卡瓦斜体组合、胶筒组合、扩径环14、下楔形体15、以及下卡瓦16 ;所述环形凹槽内安装卡瓦托17，卡瓦托17的尺寸与环形凹槽尺寸匹配；环形凹槽下部中心管I外径上还设有卡瓦托座19，卡瓦托座19通过防转销18-1连接卡瓦托17，并通过防转销18-2固定在中心管I上，使卡瓦托17、卡瓦托座19和中心管I组成相对固定的整体。其中，上卡瓦7通过卡瓦套环6-1以及卡瓦稳销8-1固定在中心管外壁上。下卡瓦16通过卡瓦套环6-2以及卡瓦稳销8-2固定在中心管外壁上。坐封压环4下端设有环空，其上端与环形凸台接触，并通过剪钉5-1与中心管I连接；上卡瓦斜体包括依次连接的上卡瓦7以及上楔形体9，上楔形体9通过剪钉5-2固定在中心管I上；上卡瓦7为瓣形结构，上端嵌入坐封压环4下端内环空进行定位；上卡瓦7下部为锥形，外壁上镶嵌有硬质合金块；上楔形体9为锥形，上楔形体9锥形锥度与上卡瓦7下部锥形的锥度相同，其外部均布卡瓦斜槽。胶筒组合包括一个中胶筒13和位于中胶筒13上下两端的端胶筒12，端胶筒12与中胶筒13接触连接的两端为锥形，背离中胶筒13的端部均安装有胶筒外护帽10以及胶筒内护帽11，中胶筒13两端均为锥形，与端胶筒12锥形锥度相同。扩径环14为环状体，内均布斜凹槽。下楔形体15通过剪钉5-3固定在中心管I上，下楔形体15上下两端均为锥形结构，其表面均布斜凸台，与扩径环14内的斜凹槽相配合；下卡瓦16上部为锥形，与下楔形体15下部锥形锥度相同，其外部均布卡瓦斜槽。本技术的工作过程为:本技术在使用时，通过投送座封工具下放到目的地，投送工具在外力下工作，形成上拔中心管1、下推坐封压环4的一对作用力，坐封压环4相对中心管I下行剪断剪钉5-1，坐封压环4相对中心管I继续下行向下卡瓦托17靠近，依次剪断上楔形体9上的剪钉5-2和下楔形体15上的剪钉5-3，在下楔形体15向卡瓦托17靠拢过程中套在其上的卡瓦套环6-2断裂，使下卡瓦16沿下楔形体15的斜面径向扩张贴在套管内壁，其下卡瓦16外圆弧上的卡瓦牙嵌入套管内壁完成下端卡定，扩径环14下行径向开裂分成4等份且沿下楔形体15的斜面径向扩径贴在套管内壁对胶筒外护帽10刚性保护，上卡瓦7在坐封压环4的推动下沿上楔形体9的斜面向下移动径向扩张使套在其上的卡瓦套环6-1断裂并继续下移径向扩张卡定在套管内壁完成桥塞上端卡定，在此过程中端胶筒12和中胶筒13轴向压缩径向扩张密封中心管I外径和套管内径形成环空间，端胶筒12的径向扩张迫使胶筒内护帽11和胶筒外护帽10径向撑开并保护端胶筒12，端胶筒12同时对中胶筒13起到保护作用完成坐封全过程。该非金属易钻桥塞上压高时球3密封中心管I内通道，保护下部层段施工上层，完成施工后施工压力消失后，下层液体顶开球3连通上行，不会形成圈闭压力，如果井下压力高可以直接投产，如果需要处理掉井筒的非金属易钻桥塞时，由于全部采用非金属易钻材料，快速完成钻磨处理，可以一趟管柱完成较多数量桥塞的钻磨处理。本技术实施例中，上卡瓦7以及下卡瓦16构成的分瓣式卡瓦结构在坐封时分瓣均匀，使得中心管I居中较好，胶筒组合受力均匀，提高了密封效果和承压能力；中心管I带主通道并用球3实现正向密封承高压，反向无节流释放圈闭压力，降低了磨铣的风险，也可以不磨铣直接生产。【主权项】1.一种非金属易钻桥塞，包括一中心管(1)，中心管(I)外径上端设有环形凸台，下端设有环形凹槽，环形凸台与环形凹槽之间从上至下依次套接有坐封压环(4)、上卡瓦斜体组合、胶筒组合、扩径环(14)、下楔形体(15)以及下卡瓦(16);其特征在于:所述环形凹槽内安装卡瓦托(17)，卡瓦托(17)的尺寸与环形凹槽尺寸匹配；环形凹槽下部中心管(I)外径上还设有卡瓦托座(19)，卡瓦托座(19)通过防转销(18-1)连接卡瓦托(17)。2.如权利要求1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非金属易钻桥塞，包括一中心管(1)，中心管(1)外径上端设有环形凸台，下端设有环形凹槽，环形凸台与环形凹槽之间从上至下依次套接有坐封压环(4)、上卡瓦斜体组合、胶筒组合、扩径环(14)、下楔形体(15)以及下卡瓦(16)；其特征在于：所述环形凹槽内安装卡瓦托（17），卡瓦托（17）的尺寸与环形凹槽尺寸匹配；环形凹槽下部中心管（1）外径上还设有卡瓦托座（19），卡瓦托座（19）通过防转销（18‑1）连接卡瓦托（17）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申峰，吴金桥，黄华，张军涛，郭庆，白方林，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61