一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞制造技术

技术编号:21427097 阅读:16 留言:0更新日期:2019-06-22 10:31
本实用新型专利技术公开了一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,包括可溶橡胶制成的密封胶筒、以及由可溶金属制成的中心管、压裂球座、释放环、下接头、承力座、上卡瓦载体、上锥体、下锥体和下卡瓦载体;所述压裂球座一体化设置在中心管一端,释放环和下接头对应设置在中心管另一端开口处的内壁和外壁上;所述承力座、上卡瓦载体、上锥体、密封胶筒、下锥体和下卡瓦载体依次设置在中心管上,且位于压裂球座与下接头之间;所述上锥体和下锥体内壁上均设置有相互连通容纳槽和避让槽,且容纳槽位于避让槽与密封胶筒之间;所述容纳槽正下方中心管外壁上设置有单向定位齿,容纳槽内设置有与单向定位齿向配合的定位块,解决了锚定及密封效果不佳,丢手容易失败的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞
本技术涉及石油天然气工业井下施工
,具体涉及一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞。
技术介绍
在当代社会,人们的生活中不可缺少对油气资源的使用,其使用量更是与日俱增,从而促使油气开采的规模也越来越大。人们对油气资源的大量使用,也促进了各大石油企业的快速发展,而石油设备在石油企业发展过程中起着至关重要的作用,其性能的优劣对石油开采效率的影响也在不断地增大。在石油的开采过程中,分段压裂工艺是目前石油企业大多数采用的工艺,已成为当今油气增产的重要手段。传统的井下压裂工具材料基本上是由可钻的球墨铸铁制作而成,虽其机械性能较高,具有较高的强度,还有较高的塑性和韧性等优点,但是由其制作的井下压裂工具,如压裂球和桥塞等,在压裂过程中存在一些问题,例如压裂球不能反排,整个生产通径小和压裂后还需钻除等,增加了起钻和下钻的次数,耗费的时间较长,所需成本比较高,其操作更是繁琐,严重影响石油工业的产量。目前,可溶桥塞的研究与应用在国内外仍处于起步阶段,虽然市场上已经研发出部分可溶性桥塞用于替代传统桥塞,但是在实践过程中会存在密封效果不佳、丢手或压裂容易失败、锚定效果不好等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于:提供一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,设计新型的结构,用于解决现有桥塞锚定及密封效果不佳,丢手容易失败的技术问题。本技术采用的技术方案如下:一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,包括可溶橡胶制成的密封胶筒、以及由可溶金属制成的中心管、压裂球座、释放环、下接头、承力座、上卡瓦载体、上锥体、下锥体和下卡瓦载体;所述压裂球座一体化设置在中心管一端,释放环和下接头对应设置在中心管另一端开口处的内壁和外壁上;所述承力座、上卡瓦载体、上锥体、密封胶筒、下锥体和下卡瓦载体依次设置在中心管上,且位于压裂球座与下接头之间;所述上锥体和下锥体内壁上均设置有相互连通容纳槽和避让槽,且容纳槽位于避让槽与密封胶筒之间;所述容纳槽正下方的中心管外壁上设置有单向定位齿,容纳槽内设置有与单向定位齿向配合的定位块。本方案所述的可溶桥塞采用桥塞配送工具完成入井安装,入井前安装时,桥塞配送工具的适配杆与释放环连接,桥塞配送工具的适配套筒套在压裂球座上并与承力座接触;坐封时,在坐封工具的推力作用下,拉瓦组件沿锥体组件的锥面移动并张开实现锚定,密封胶筒被压缩膨胀实现密封,当推力达到设计值时释放环螺纹被剪切,完成丢手,实现暂堵隔离。当上锥体和下锥体挤压密封胶筒时,定位块可向密封胶筒移动靠近,并限制上锥体和下锥体因受到密封胶筒反作用力而后移,保证密封效果。进一步地,所述容纳槽的深度大于单向定位齿高度与定位块厚度之和,以使定位块可在容纳槽内纵向和横向移动。进一步地,所述避让槽的深度大于定位齿的高度,当上锥体和下锥体向密封胶筒移动时,用于避开定位齿的阻挡。进一步地,所述密封胶筒两端均设置有由可溶金属制成的保护环。进一步地,所述上卡瓦载体和下卡瓦载体上均间隔嵌套设置有卡瓦板,所述卡瓦板上通过螺纹设置有多个铸铁卡瓦牙。当卡瓦载体和卡瓦板溶解后,铸铁卡瓦牙可随地层返排液返出,或者用强磁工具和文丘里工具捞出,操作十分方便。进一步地,所述压裂球座与中心管连接处形成限位凸台,承力座一端与限位凸台接触,另一端与下卡瓦载体接触。进一步地,所述压裂球座内壁上设置有1~2毫米厚的耐冲蚀磨损的防护涂层。由于可溶桥塞是在井下复杂的环境中工作,金属和合金表面接触到腐蚀性流体,会使接触表面出现严重的冲蚀磨损现象,会影响压裂球的正常工作,从而降低石油的开采效率,因此设置防护涂层能确保压裂球正常工作。进一步地,所述防护涂层为Al2O3陶瓷涂层。该防护涂层采用超音速火焰喷涂法喷涂,其气孔率为零,具有较高的硬度和结合强度,并且该种方法较为经济。综上所述,由于采用了上述技术方案,本技术的有益效果是:1.本方案所述的可溶桥塞,设置有新型的锥体结构,通过相互匹配的定位块和单向定位齿,与容纳槽和避让槽配合使用,实现对上锥体和下锥体的单向位置限定,避免上锥体和下锥体因受到密封胶筒反作用力而后移,确保了密封胶筒的密封性能,因此本方案所述可溶桥塞与其他桥塞相比,密封性能大幅提高,只有在锥体和定位块溶解后,无法承受密封胶筒反作用时密封性能才会衰减,因此密封更稳定持久。2.本方案所述的可溶桥塞,所述卡瓦板上通过螺纹设置有多个铸铁卡瓦牙,同时采用双向锚定结构设计,坐封时能提供稳定的紧锁力,承压时提供可靠的锚定力,具有双向承压特点,并且当卡瓦载体和卡瓦板溶解后,铸铁卡瓦牙可随地层返排液返出,或者用强磁工具和文丘里工具捞出,操作十分方便。3.本方案所述的可溶桥塞,丢手方式为释放环剪切螺纹丢手,较传统剪切销钉丢手方式更加安全,由于其材质为镁铝合金可溶材料,不会在井内残留多余不溶物。4.本方案所述的可溶桥塞,两端采用啮合设计,可为特殊情况下多只桥塞搭桥式钻磨提供条件。5.本方案所述的可溶桥塞,其基体均为可溶材料,将本方案所述可溶桥塞用于井下作业时,无需采用钻除工艺及井筒碎屑打捞清理作业,能缩短施工周期,实现简化压裂工艺、降低完井成本,节约完井时间,极大缩短了施工周期、降低了工艺复杂程度、消减了井控安全风险。6.本方案所述的可溶桥塞,其压裂球座内壁上设置有Al2O3陶瓷涂层作为防护涂层,并且该防护涂层采用超音速火焰喷涂法喷涂,具有零气孔率以及较高的硬度和结合强度,有效缓解冲蚀磨损现象,确保压裂球正常工作。附图说明图1是本技术可溶桥塞的结构示意图;图2是本技术A的局部放大图。图中标记为:1-中心管,2-压裂球座,3-释放环,4-下接头,5-承力座,6-上卡瓦载体,7-上锥体,8-密封胶筒,9-下锥体,10-下卡瓦载体,11-保护环,12-定位块,21-限位凸台,61-卡瓦板,62-铸铁卡瓦牙,71-容纳槽,72-避让槽,73-单向定位齿。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。下面结合附图对本技术作详细说明。实施例1请参照图1和图2所示,一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,包括压裂球座2、中心管1、承力座5、卡瓦组件、锥体组件、密封胶筒8、保护环11、下接头4和释放环3。所述压裂球座2、中心管1、承力座5、卡瓦组件、锥体组件、保护环11、下接头4和释放环3均采用可溶金属材料制成,本实施例中采用镁铝合金制成;所述密封胶筒8采用可溶橡胶材料制成。所述压裂球座2一体化设置在中心管1一端,所述释放环3通过螺纹连接方式设置在中心管1另一端开口处的内壁上,下接头4通过螺纹连接的方式设置在中心管1另一端开口处的外壁上。压裂球座2由入口段和前锥段组成。由于可溶桥塞是在井下复杂的环境中工作,金属和合金表面接触到腐蚀性流体,会使接触表面出现严重的冲蚀磨损现象,会影响压裂球的正常工作,从而降低石油的开采效率。因此前锥段与水平面之间的夹角为30°,并且在压裂球座2内壁上设置有厚度为1~2毫米的防护涂层。进一步讲,由于前锥段处受冲蚀磨损较入口段严重,因此入口段防护涂层的厚度设置为1毫米,前锥段防护涂层的厚度设置为2毫米。所述防护涂层为Al2O3陶瓷涂层,喷涂时采用超音速火焰喷涂法,该方法喷涂的Al2O3陶瓷涂层气孔率为零,涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,包括可溶橡胶制成的密封胶筒(8)、以及由可溶金属制成的中心管(1)、压裂球座(2)、释放环(3)、下接头(4)、承力座(5)、上卡瓦载体(6)、上锥体(7)、下锥体(9)和下卡瓦载体(10);所述压裂球座(2)一体化设置在中心管(1)一端,释放环(3)和下接头(4)对应设置在中心管(1)另一端开口处的内壁和外壁上;所述承力座(5)、上卡瓦载体(6)、上锥体(7)、密封胶筒(8)、下锥体(9)和下卡瓦载体(10)依次设置在中心管(1)上,且位于压裂球座(2)与下接头(4)之间;其特征在于:所述上锥体(7)和下锥体(9)内壁上均设置有相互连通容纳槽(71)和避让槽(72),且容纳槽(71)位于避让槽(72)与密封胶筒(8)之间;所述容纳槽(71)正下方的中心管(1)外壁上设置有单向定位齿(73),容纳槽(71)内设置有与单向定位齿(73)向配合的定位块(12)。

【技术特征摘要】
1.一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,包括可溶橡胶制成的密封胶筒(8)、以及由可溶金属制成的中心管(1)、压裂球座(2)、释放环(3)、下接头(4)、承力座(5)、上卡瓦载体(6)、上锥体(7)、下锥体(9)和下卡瓦载体(10);所述压裂球座(2)一体化设置在中心管(1)一端,释放环(3)和下接头(4)对应设置在中心管(1)另一端开口处的内壁和外壁上;所述承力座(5)、上卡瓦载体(6)、上锥体(7)、密封胶筒(8)、下锥体(9)和下卡瓦载体(10)依次设置在中心管(1)上,且位于压裂球座(2)与下接头(4)之间;其特征在于:所述上锥体(7)和下锥体(9)内壁上均设置有相互连通容纳槽(71)和避让槽(72),且容纳槽(71)位于避让槽(72)与密封胶筒(8)之间;所述容纳槽(71)正下方的中心管(1)外壁上设置有单向定位齿(73),容纳槽(71)内设置有与单向定位齿(73)向配合的定位块(12)。2.根据权利要求1所述的一种设有增强密封性能结构的可溶桥塞,其特征在于:所述容纳槽(71)的深度大于单向定位齿(73)的高...

【专利技术属性】
技术研发人员:何伟易建国何明山张克成高凤垒
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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