一种小直径短可溶性桥塞制造技术

技术编号:20713583 阅读:38 留言:0更新日期:2019-03-30 15:45
一种小直径短可溶性桥塞,包括中心管、以及依次套设于所述中心管外壁互相活动连接的隔环、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环;所述密封组件包括中胶筒、活动连接于所述中胶筒两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的上椎体和下椎体;所述护腕组件包括活动连接与所述中胶筒两端的内护腕、与所述内护腕活动连接的外护腕,所述内护腕的内壁与所述中胶筒的外壁以斜面贴合,所述斜面与所述中胶筒端面的夹角为70°。本实用新型专利技术解决了可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等的异常现象,不易提前坐封,改变桥塞尺寸,改善了桥塞的溶解性,避免其溶解后堵塞的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种小直径短可溶性桥塞
本技术涉及可溶性桥塞领域,具体涉及一种小直径短可溶性桥塞。
技术介绍
近年来,随着我国经济的飞速发展以及油气田开发和不可再生资源的不断衰减,而针对非常规油气的开采越来越受到人们的重视,其地位和意义可想而知。我国非常规油气资源十分丰富,勘探的潜力也十分巨大,但由于其储层具有特低渗透、低孔率以及明显致密等特点,为了提高其单井产量需要对多层段压裂技术进行改进,特别是水平井分段压裂技术,而桥塞是水平井分段压裂极其重要的井下分层封堵工具。目前,可溶性桥塞作为一种新型的页岩气压裂用分层分段改造工具,采用新型镁铝合金材料,目前常规页岩气开采主要使用外径103mm可溶性桥塞,其长度达560mm,重量达6.8kg。由于现场工艺限制,在施工过程中出现大量套管变形情况,导致可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等异常现象,且桥塞在后期溶解易发生溶解不充分,堵塞套管的情况,导致施工周期加长,作业成本增加等风险。
技术实现思路
本技术提供了一种小直径短可溶性桥塞,解决了可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等的异常现象,不易提前坐封,改善了桥塞的溶解性,避免其溶解后堵塞通道。本技术采用的技术方案如下:一种小直径短可溶性桥塞,包括中心管、以及依次套设于所述中心管外壁互相活动连接的隔环、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环;所述密封组件包括中胶筒、活动连接于所述中胶筒两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的上椎体和下椎体;所述护腕组件包括活动连接与所述中胶筒两端的内护腕、与所述内护腕活动连接的外护腕,所述内护腕的内壁与所述中胶筒的外壁以斜面贴合,所述斜面与所述中胶筒端面的夹角为70°。本技术方案的工作原理和过程如下:所述可溶性桥塞通过贝克20#坐封工具,进行点火坐封,同时也可以使用液压坐封。在工作过程中,贝克20#坐封工具或者液压坐封器连接中心管的上部,推动隔环向下运动,同时,推动锚定组件、上锥体、外护腕、内护腕、中胶筒、下锥体、防撞环一起向下运动,中胶筒及护腕组件在挤压的过程中向外扩展贴合套筒,同时,在运动的过程中锚定组件向外撑开,此刻锚定组件会紧紧的卡在套管壁上进而限制其他构件继续向下运动;因而中胶筒由于继续受到向下的力发生膨胀变形进行坐封,而锚定组件由于受到坐封力和上椎体和下椎体的影响,也会使得上锚定组件向外撑开卡在套管壁上,完成整个坐封过程。隔环和防撞环位于中心管的两端,一方面将锚定组件和密封组件固定于中心管外壁;另一方面,隔环便于推动向下放置桥塞,防撞环使得桥塞向下过程中不易提前遇阻,提前坐封。进一步地,所述上锚定组件包括活动连接于上椎体的上卡瓦、位于上卡瓦外壁用于锚定的卡瓦齿组件;所述下锚定组件包括活动连接于下椎体的下卡瓦、位于下卡瓦外壁用于锚定的卡瓦齿组件;所述上卡瓦和所述下卡瓦均包括多个卡瓦单体,所述卡瓦单体的外壁设有相互贯通的卡瓦圈槽,上卡瓦和下卡瓦的外壁设有用于固定多个卡瓦单体的置于卡瓦圈槽内的卡瓦圈。坐封工具推动隔环进而推动上卡瓦向下移动,进而推动密封组件、下卡瓦以及防撞环向下移动,移动至坐封处,隔环挤压推动上卡瓦,防撞环挤压下卡瓦,卡瓦圈断裂,卡瓦单体向外撑开,锚定于套管内壁。进一步地,所述卡瓦齿组件包括位于上卡瓦和下卡瓦外壁的卡瓦齿槽、粘结于所述卡瓦齿槽内的陶瓷圆柱齿,卡瓦齿槽和陶瓷圆柱齿过盈配合。随着隔环的下压,逐渐实现坐封,在下压过程中卡瓦圈逐个断裂,中胶筒向外变形实现密封,粘黏在卡瓦上的陶瓷圆柱齿逐渐咬合在套管的内壁,所述可溶性桥塞在套管内就形成一个上下均布不可逆的坐封结构。进一步地,所述内护腕外壁沿轴向设有8个开口槽,所述外护腕外壁沿轴向设有16个开口槽,所述内护腕上的每一个开口槽均设于所述外护腕上每两个相邻的开口槽之间。内护腕和外护腕在坐封后可张开贴紧套管,起到保护中胶筒的作用。内护腕的开口的与外护腕的开口交错设置,相互配合。进一步地,所述中胶筒内壁的中间位置处设有一个便于中胶筒压缩的环形沟槽。所述环形沟槽可以在中胶筒压缩时缓冲压缩力,使得中胶筒易于变形,进而贴合套管。进一步地,所述上椎体和所述下椎体表面均设有与卡瓦单体相配合的改善上卡瓦和下卡瓦偏心问题的导向槽。上下椎体上设置有导向槽,一方面,所述导向槽的设计可以减轻所述可溶性桥塞的重量;另一方面,所述导向槽的设计使得卡瓦单体置于导向槽内,进而改善上卡瓦和下卡瓦偏心的问题。进一步地,所述上椎体和所述下椎体靠近所述外护腕处设有防止提前坐封的剪钉。进一步地,所述中胶筒为可溶橡胶,其余原件均为镁铝合金的可溶材料。坐封完成后,可以对桥塞以上地层进行压裂,等一段时间之后,桥塞上的卡瓦发生溶解,不足以提供支撑力,桥塞变得松动,桥塞开始进入溶解环节,等几天时间过后,整个桥塞的金属会全部溶解完,中胶桶溶解,最后整个可溶桥塞只剩下不溶的陶瓷颗粒。进一步地,所述小直径短可溶性桥塞的外径为98mm,长度为396mm,重量3.6kg。现有技术中的可溶性桥塞的参数是外径103mm,长度560mm,重量6.8kg,由于现场工艺限制,现有技术中的桥塞在施工过程中出现大量套管变形情况,导致可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等异常现象,且桥塞在后期溶解易发生溶解不充分,堵塞套管的情况。本技术中可溶性桥塞不仅可以承担70MPa的压差,且外径小,长度短,质量轻的优点,避免后期溶解不充分等的问题。进一步地,所述防撞环靠近所述中心管末端设有用于导向的45°倒角。所述倒角便于所述可溶性桥塞向下移动,减小阻力。本技术方案创造性地将内护腕和中胶筒的贴合斜面设计为70°,所述斜面与中胶筒端面的夹角为70°,相较于现有技术的可溶性桥塞,所述可溶性桥塞的外径减小、长度缩短、重量减小,但是可溶性桥塞在坐封过程中需要承受上下压差70MPa,仅仅将可溶性桥塞的尺寸变小并不能承受70MPa的压差,但是将所述斜面与中胶筒端面的夹角为70°,上椎体和下椎体外壁设有的导向槽,配合外径、长度、重量均变小的可溶性桥塞,使得本技术中的可溶性桥塞也可以承受70MPa的压差。综上所述,本技术相较于现有技术的有益效果是:(1)相较于现有技术,所述小直径短可溶性桥塞的外径小,长度短,质量轻;适宜于实际施工现场大量套管变形导致的可溶性桥塞在下入过程中极易存在遇阻、提前坐封等异常情况,便于所述可溶性桥塞向下移动;质量轻的可溶性桥塞可以解决后期溶解易发生溶解不充分,堵塞套管的问题,进而导致施工周期加长,作业成本增加,作业风险增加的问题;(2)本技术中内护腕的内壁与中胶筒的外壁以斜面贴合,所述斜面与中心筒端面的夹角为70°;上椎体和下椎体外壁设有的导向槽;配合外径、长度、重量均变小的可溶性桥塞;上述三个设计使得径、长度、重量均变小的可溶性桥塞仍然可以承受70MPa的压差,完整的实现坐封作用;(3)所述可溶桥塞设计灵活,拆装方便,尺寸改变,制造成本降低,适宜推广使用。附图说明图1是本技术中一种小直径短可溶性桥塞的结构示意图图2是本技术中一种小直径短可溶性桥塞的剖视图图中标记为:1-中心管,2-隔环,3-防撞环,4-中胶筒,5-上椎体,6-下椎体,7-内护腕,8-外护腕,9-上卡瓦,10-下卡瓦,11-卡瓦单体,12-卡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小直径短可溶性桥塞,其特征在于:包括中心管(1)、以及依次套设于所述中心管(1)外壁互相活动连接的隔环(2)、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环(3);所述密封组件包括中胶筒(4)、活动连接于所述中胶筒(4)两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的上椎体(5)和下椎体(6);所述护腕组件包括活动连接于所述中胶筒(4)两端的内护腕(7)、与所述内护腕(7)活动连接的外护腕(8),所述内护腕(7)的内壁与所述中胶筒(4)的外壁以斜面贴合,所述斜面与所述中胶筒(4)端面的夹角为70°。

【技术特征摘要】
1.一种小直径短可溶性桥塞,其特征在于:包括中心管(1)、以及依次套设于所述中心管(1)外壁互相活动连接的隔环(2)、上锚定组件、密封组件、下锚定组件、防撞环(3);所述密封组件包括中胶筒(4)、活动连接于所述中胶筒(4)两端外壁的护腕组件、活动连接于所述护腕组件的镜像对称设置的上椎体(5)和下椎体(6);所述护腕组件包括活动连接于所述中胶筒(4)两端的内护腕(7)、与所述内护腕(7)活动连接的外护腕(8),所述内护腕(7)的内壁与所述中胶筒(4)的外壁以斜面贴合,所述斜面与所述中胶筒(4)端面的夹角为70°。2.根据权利要求1所述的一种小直径短可溶性桥塞,其特征在于:所述上锚定组件包括活动连接于上椎体(5)的上卡瓦(9)、位于上卡瓦(9)外壁用于锚定的卡瓦齿组件;所述下锚定组件包括活动连接于下椎体(6)的下卡瓦(10)、位于下卡瓦(10)外壁用于锚定的卡瓦齿组件;所述上卡瓦(9)和所述下卡瓦(10)均包括多个卡瓦单体(11),所述卡瓦单体(11)的外壁均设有相互贯通的卡瓦圈槽(12),上卡瓦(9)和下卡瓦(10)的外壁设有用于固定多个卡瓦单体(11)的置于卡瓦圈槽(12)内的卡瓦圈(13)。3.根据权利要求2所述的一种小直径短可溶性桥塞,其特征在于:所述卡瓦齿组件包括位于上卡瓦(9)和下卡瓦(10)外壁的卡瓦齿槽(14)、粘结于所述卡瓦齿槽...

【专利技术属性】
技术研发人员:何伟易建国田之江
申请(专利权)人:四川省威沃敦化工有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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