一种易钻防转压裂桥塞制造技术

本发明专利技术涉及石油行业采油采气设备领域，具体是用于井下作业封隔的一种易钻防转压裂桥塞，包括中心管、卡瓦止环、卡瓦、锥体、背圈、端胶套、具有承留环和O型密封圈的中间胶套、具有引鞋插杆的引鞋、中心管内的压裂树脂球，卡瓦止环套于中心管外壁上，卡瓦镶嵌于锥体中，所述卡瓦有8片，且沿套管内周向均匀分布；所述锥体与背圈是整体的锥体背圈结构，锥体背圈的周向上均匀设有与前述8片卡瓦相适应的8个燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管内周向平行设置的2个卡环束紧装配。本发明专利技术使复合桥塞易钻铣，并可防止卡钻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油行业采油采气设备领域，具体是用于井下作业封隔的一种易钻防转压裂桥塞。
技术介绍
当前，随着油气田的开发和不可再生能源的不断耗竭，非常规油气将成为未来石油天然气能源的重要接替者。我国页岩气资源储量丰富，但是由于页岩气储层具有低孔率、特低渗透的特征，需要通过多级多层段压裂技术进行储层改造，才能有效提高单井产量。目前国内外常用的多级压裂技术主要有裸眼封隔器分段压裂技术、不动管柱水力喷射分段压裂技术、连续管喷砂射孔环空加砂压裂技术和可钻式复合桥塞分段压裂技术等。在页岩气井测试过程中，需要进行多层测试，分层进行增产措施，生产井进行多层完井和暂时封层等都需要使用桥塞等分层工具。目前采用的可钻金属桥塞普遍存在易卡钻、钻铣困难等缺点。而复合材料制成的桥塞在不降低可钻部件的抗拉强度和抗压强度的基础上，提高了可钻性和耐腐性。并且复合桥塞更容易钻铣，钻磨出的碎肩轻质，较易冲出井筒，可防止卡钻，特别适用于斜井、水平井的分层压裂、酸化以及封堵水等作业。近年来，利用非金属复合材料制造易钻桥塞的技术在国外发展迅速，主要围绕优先选择易钻铣材料替代金属材料，使桥塞更容易钻铣。因此在采用复合桥塞套管完井水平井分段压裂技术开发的同时，并随着非常规油气开采的深度增加，对复合桥塞的结构要求相对提高，特别是在其卡瓦部件才用铸铁材料的情况下，对卡瓦结构的易钻铣性和实际应用效果要求也提高了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种易钻防转压裂桥塞，使复合桥塞易钻铣，并可防止卡钻。为实现上述技术目的，本专利技术提供的方案是:一种易钻防转压裂桥塞，包括中心管、卡瓦止环、卡瓦、锥体、背圈、端胶套、具有承留环和O型密封圈的中间胶套、具有引鞋插杆的引鞋、中心管内的压裂树脂球，卡瓦止环套于中心管外壁上，卡瓦镶嵌于锥体中，所述卡瓦有8片，且沿套管内周向均匀分布;所述锥体与背圈是整体的锥体背圈结构，锥体背圈的周向上均匀设有与前述8片卡瓦相适应的8个燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管内周向平行设置的2个卡环束紧装配。而且，所述卡瓦包括前、后、左、右、上、下这六个端面，上端面为设有5个锯齿的锯齿面，5个锯齿的齿尖方向均朝向前端面，第一齿、第三齿、第五齿为底齿，第二齿、第四齿为高齿，高低齿相间距离为0.25mm，齿尖左右两边曲面分别与水平面呈70°和20°，齿面宽度从前端面向后端面的方向逐渐增大，偏移角度在8°?10°之间，锯齿面上有两处卡环槽，分别位于第一齿与第二齿之间和第三齿与第四齿之间；下端面与上端面呈15°?25。夹角，下端面与前端面的交接处设有半径为30?35mm的圆弧面;左端面与右端面对称，均包括与上端面连接的第一斜面和与下端面连接的第二斜面，第一斜面与垂直方向呈5°夹角，第二斜面与下端面呈60°?70°夹角；第二斜面设有靠近前端面的直通孔，该直通孔分别与前端面和圆弧面的距离为6?6.5mm和7.5?8mm;前端面与后端面呈5°夹角；两条相互呈6°?10°夹角的锯缝由下端面经过圆弧面延伸至前端面，锯缝的宽度为0.6?1.2mm，深度为10?11mm。而且，所述锥体背圈为中空的圆柱体状;所述锥体背圈的锥体部分的锥体外圆和锥体内圆均设有与开口端面呈60°的倒角，锥体外圆上均匀布置与卡瓦相适应的燕尾槽，每个燕尾槽的底面与锥体背圈的中心轴线呈15°?25°夹角，此结构可使其与之镶嵌配合的卡瓦防转以及坐封过程中卡瓦有效的滑行。锥体外圆还均匀设置4处径向贯穿至内圆的销钉螺纹孔，该销钉螺纹孔与开口端面的定位尺寸为25?26_，销钉螺纹结构可有效防止桥塞提前坐封。所述锥体背圈的背圈部分的内腔为一个锥面结构，该锥面与锥体内圆之间是宽为3?3.5mm的台阶面，台阶面与锥体部分的开口端面相距36?36.5mm，锥面与台阶面的夹角为120°，此结构可在桥塞坐封时便于背圈撑开。背圈部分均布有由背圈外圆经锥面、台阶面延伸到锥体内圆的8?12处切缝，切缝垂直于锥体的开口端面，切缝深度为19.5?20mm，宽度为0.5?0.8mm，此结构可方便钻铣及辅助密封。所述锥体背圈的锥体部分与背圈部分之间设有底面宽度为2?2.5mm、深度为8?1mm的环状槽，环状槽的锥体端侧面与锥体背圈的中心轴线垂直且距锥体部分的开口端面为33?34mm，环状槽的背圈端侧面与锥体端侧面呈10°夹角。而且，所述端胶套、中间胶套以及O型密封圈采用橡胶材料。而且，所述中心管、卡瓦止环、锥体背圈、承留环、引鞋、引鞋插杆和压裂树脂球均采用玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。而且，所述卡环为环状结构，所述卡环为混合玻璃纤维制造。而且，所述卡瓦为灰铸铁制造。而且，所述的中间胶套与中心管之间设有O型密封圈，有承留环套于该O型密封圈之上。而且，所述中心管为具有轴向方向通孔的管状结构，外径具有变径段，变径台阶处与卡瓦止环限位接触，变径偏大的上端面呈45°斜截面，且与变径台阶之间均布有剪切销钉孔，中心管的下端处的梯形螺纹与引鞋内壁上的梯形螺纹向上端收紧连接。本专利技术的有益效果在于:针对复合桥塞卡瓦结构和锥体背圈结构的优化，提高对桥塞坐封射孔压裂完成后的易钻铣性以及实际应用效果要求的提高。除卡瓦采用灰铸铁夕卜，其它部件采用易钻的复合材料作为桥塞主体，可方便钻铣。所述上下卡瓦齿向相对，咬合在套管内壁上锚定后，防止上下攒动，所述卡瓦与锥体背圈镶嵌可防止在钻铣过程中卡瓦旋转。【附图说明】图1是易钻防转压裂桥塞的结构示意图。图2是为卡瓦的结构示意图。图3是图2的仰视图。图4是锥体背圈的结构示意图。图5是图4的左侧立体图。图6是图4的右侧立体图。其中，1、压裂树脂球，2、中心管，3、剪切销钉，4、卡瓦止环，5、铜剪切销钉，6、卡环，7、卡瓦，8、锥体背圈，9、端胶套，10、承留环，11、0型密封圈，12、中间胶套，13、引鞋，14、引鞋插杆，15、上端面，15.1、第一齿，15.2、第二齿，15.3、第三齿，15.4、第四齿，15.5、第五齿，15.6、卡环槽，16、前端面，17、左端面，17.1、第一斜面，17.2、第二斜面，17.3、直通孔，18、下端面，18.1、圆弧面，18.2、锯缝，19、后端面，20、锥体部分，20.1、开口端面，20.2、倒角，20.3、燕尾槽，20.4、销钉螺纹孔，21、背圈部分，21.1、锥面，21.2、台阶面，21.3、切缝，22、环状槽。【具体实施方式】下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。本实施例提供一种易钻防转压裂桥塞，如图1所示，包括中心管2以及套于中心管2外壁上的卡瓦止环4、镶嵌于锥体中的卡瓦7、锥体背圈8、端胶套9、中间胶套12(包括承留环10和O型密封圈11)、引鞋13(包括引鞋插杆14)和中心管2内的压裂树脂球I，所述卡瓦7有8片，且沿套管内周向均匀分布，所述锥体背圈8的周向上均匀设有与前述8片卡瓦7相适应的8个燕尾槽，前述8片卡瓦7由沿套管内周向平行设置的2个卡环6束紧装配。进一步的，如图2和图3所示，所述卡瓦7包括前、后、左、右、上、下这六个端面，上端面15为设有5个锯齿的锯齿面，5个锯齿的齿尖方向均朝向前端面16，第一齿15.1、第三齿15.3、第五齿15.5为底齿，第二齿15.2、第四齿15.4为高齿，高低齿相间距离为0.25mm，齿尖左右两边曲面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种易钻防转压裂桥塞，包括中心管、卡瓦止环、卡瓦、锥体、背圈、端胶套、具有承留环和O型密封圈的中间胶套、具有引鞋插杆的引鞋、中心管内的压裂树脂球，卡瓦止环套于中心管外壁上，卡瓦镶嵌于锥体中，其特征在于：所述卡瓦有8片，且沿套管内周向均匀分布；所述锥体与背圈是整体的锥体背圈结构，锥体背圈的周向上均匀设有与前述8片卡瓦相适应的8个燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管内周向平行设置的2个卡环束紧装配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周歆，邹刚，赵俊峰，汪建，杨小城，
申请(专利权)人：四机赛瓦石油钻采设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42