用于桥塞的变径支撑环以及桥塞制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于桥塞的变径支撑环以及桥塞，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在封堵效果不稳定的技术问题。该用于桥塞的变径支撑环包括环形体以及设置在所述环形体周向外壁或端面上的坐封面，所述环形体在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。该桥塞包括本实用新型专利技术任一技术方案提供的用于桥塞的变径支撑环。本实用新型专利技术用于提高桥塞的封堵效果、锚定性能以及施工便利性。

【技术实现步骤摘要】
用于桥塞的变径支撑环以及桥塞
本技术涉及工程机械
，尤其涉及一种用于桥塞的变径支撑环以及应用该变径支撑环的桥塞。
技术介绍
在油田的勘探开发过程中，由于油、气、水井的产层因分层试油、分层段压裂或分层段试采等技术需要，必须采取一种临时性封堵工艺，把当前的生产层封堵掉，切断生产层在井筒内的流动通道，以便于对其它产层实施工艺措施，待工艺完成后，再解除临时封堵，建立生产层与井筒的流动通道，实现对油、气井的采油、采气生产。由于桥塞封堵是目前最经济有效的井筒封堵工艺，也是在井筒作业、措施改造和试油试采技术中应用范围较广的工艺方法，是油田在勘探与开发生产过程中应用最广的工艺之一。但是，本申请人发现现有技术提供的如图1所示的桥塞至少存在以下技术问题：一是中途坐封问题影响正常使用，不论是国外的产品和国内的产品，由于桥塞送入工具与桥塞丢手设置的自由运动态势，在桥塞送入过程中容易出现中途坐封问题，一旦出现中途坐封问题，就需要进行回收或钻除处理，影响工期和成本；二是回收或钻塞成本高、难度大，钻塞过程中受井筒内条件的限制(如沉砂、落物、井壁结垢等)，使得钻塞更加困难，需要进行其它工艺提前处理井筒，造成了施工成本增加，严重的还会导致井筒复杂情况出现，影响油气井的正常生产；同时，在钻塞过程中，不论是可钻桥塞还是复合材料易钻桥塞，一方面桥塞本身钻除需要地面动力系统，施工成本高，同时桥塞自身的卡瓦采用高强度材质制造，钻磨性能极差，成为钻塞的最大难点，卡瓦块还容易形成钻塞管柱遇卡问题，使整个钻塞工艺的成本大幅度上升；三是目前的桥塞存在座封后封堵效果不稳定，这是桥塞胶筒与井壁有漏失通道，桥塞失去了封堵的作用，其后果是压裂液去向不明，造成严重浪费；四是桥塞座封后锚定不可靠，压裂时桥塞下行，造成分层失效，严重影响分层压裂施工质量；五是桥塞的球笼不能在施工现场调整，给压裂施工带来不便；六是用可降解橡胶和可降解聚合物材料制作桥塞的弹性密封筒，但是可降解橡胶和可降解聚合物材料不耐温，无法满足于高抗压强度的应用环境；用工业生产和日常生活之中的降解纸、降解塑料和仿金属降解材料制作桥塞，由于这些材料自身存在应用范围和条件限制，强度大都很低，只能达到普通碳钢金属材料30-40％的强度，该种材料制造的桥塞在矿场应用中，无法满足于高抗压强度的应用环境。
技术实现思路
本技术的至少一个目的是提出一种用于桥塞的变径支撑环以及应用该变径支撑环的桥塞，解决了现有技术存在封堵效果不稳定的技术问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(封堵效果持久、稳定，锚定可靠性好，不会出现中途坐封问题、无需钻塞、施工方便等)详见下文阐述。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：本技术提供的用于桥塞的变径支撑环，包括环形体以及设置在所述环形体周向外壁或端面上的坐封面，所述环形体在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁(条件允许也可以为井壁)形成面接触式密封连接。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述环形体包括第一环形体以及第二环形体，所述第一环形体与所述第二环形体互相叠合，其中：所述坐封面包括设置在所述第一环形体周向外壁或端面上的第一坐封面以及设置在所述第二环形体周向外壁或端面上的第二坐封面；所述第一环形体与所述第二环形体两者共同在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述第一坐封面以及所述第二坐封面共同抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一坐封面和/或所述第二坐封面在所述第一环形体与所述第二环形体两者受压变形前为锥面或弧面。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一环形体与所述第二环形体各自套设于所述桥塞的弹性密封筒的区段设置有至少两条缝隙，或者，所述第一环形体与所述第二环形体各自套设于所述桥塞的弹性密封筒的区段设置有至少两条预置裂缝，所述第一环形体与所述第二环形体受压变形后，所述预置裂缝会裂开并形成缝隙；其中:所述缝隙将该区段分隔为至少两条沿周向方向排布的叉状分支，且所述第一坐封面和/或所述第二坐封面位于所述叉状分支的周向外壁或端面上；所述第一环形体上的缝隙或预置裂缝与所述第二环形体上的缝隙或预置裂缝在周向方向上互相错开。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一环形体上的缝隙的位置介于所述第二环形体上的两条相邻的缝隙之间在周向方向上的中间位置。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述变径支撑环为可降解材料或可腐蚀材料制成。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述变径支撑环的延展性大于5％。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述变径支撑环的材料在70℃的氯化钾含量为0.5％的溶液中腐蚀速率大于0.1mg/cm2·hr。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述用于桥塞的变径支撑环还包括至少一个第三环形体，所述第三环形体与所述第一环形体或所述第二环形体互相叠合，其中：所述第三环形体的周向外壁或端面上设置有第三坐封面，所述第一环形体、所述第二环形体以及所述第三环形体共同在轴向的挤压力作用下受压变形后均能利用所述第一坐封面、所述第二坐封面以及所述第三坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。本技术实施例提供的桥塞，包括丢手接头、弹性密封筒、卡瓦压台以及两个变径支撑环，两个变径支撑环中至少一个为本技术任一技术方案提供的用于桥塞的变径支撑环，其中:所述弹性密封筒、所述卡瓦压台以及两个所述变径支撑环均套设在所述丢手接头上；所述弹性密封筒介于两个所述变径支撑环之间；所述变径支撑环能在所述卡瓦压台以及所述弹性密封筒共同施加的轴向挤压力的作用下坐封于桥塞所在的套管内壁上。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述卡瓦压台上挤压所述变径支撑环的端面为平面，且所述平面垂直于所述变径支撑环的轴向方向，所述变径支撑环的周向外壁接近所述卡瓦压台的区段与所述卡瓦压台之间存在用于容纳所述变径支撑环变形的避让间隙。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述桥塞还包括套设在所述丢手接头上的压环、卡瓦组件，其中：所述卡瓦组件介于所述压环与所述卡瓦压台之间；所述卡瓦组件包括环箍以及至少两块卡瓦，所述环箍套设在所述卡瓦之外，所述卡瓦与所述压环之间设置有导向结构，所述压环对所述卡瓦施加轴向压力时，在所述导向结构的作用下，所有的所述卡瓦均能始终以对中的状态从靠近所述丢手接头中轴线的位置滑动至锚定于桥塞所在的套管内壁的位置。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述压环与所述丢手接头之间采用连接力可调节的螺纹结构相连接；和/或，所述导向结构包括设置在所述卡瓦与所述压环两者其中之一上的楔形面以及设置在所述卡瓦与所述压环两者其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，包括环形体以及设置在所述环形体周向外壁或端面上的坐封面，所述环形体在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，包括环形体以及设置在所述环形体周向外壁或端面上的坐封面，所述环形体在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。2.根据权利要求1所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述环形体包括第一环形体以及第二环形体，所述第一环形体与所述第二环形体互相叠合，其中：所述坐封面包括设置在所述第一环形体周向外壁或端面上的第一坐封面以及设置在所述第二环形体周向外壁或端面上的第二坐封面；所述第一环形体与所述第二环形体两者共同在轴向的挤压力作用下受压变形后能利用所述第一坐封面以及所述第二坐封面共同抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。3.根据权利要求2所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述第一坐封面和/或所述第二坐封面在所述第一环形体与所述第二环形体两者受压变形前为锥面或弧面。4.根据权利要求2所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述第一环形体与所述第二环形体各自套设于所述桥塞的弹性密封筒的区段设置有至少两条缝隙，或者，所述第一环形体与所述第二环形体各自套设于所述桥塞的弹性密封筒的区段设置有至少两条预置裂缝，所述第一环形体与所述第二环形体受压变形后，所述预置裂缝会裂开并形成缝隙；其中:所述缝隙将该区段分隔为至少两条沿周向方向排布的叉状分支，且所述第一坐封面和/或所述第二坐封面位于所述叉状分支的周向外壁或端面上；所述第一环形体上的缝隙与所述第二环形体上的缝隙在周向方向上互相错开。5.根据权利要求4所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述第一环形体上的缝隙或预置裂缝的位置介于所述第二环形体上的两条相邻的缝隙或预置裂缝之间在周向方向上的中间位置。6.根据权利要求1所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述变径支撑环为可降解材料或可腐蚀材料制成。7.根据权利要求1所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述变径支撑环的延展性大于5％。8.根据权利要求1所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述变径支撑环的材料在70℃的氯化钾含量为0.5％的溶液中腐蚀速率大于0.1mg/cm2·hr。9.根据权利要求2－5任一所述的用于桥塞的变径支撑环，其特征在于，所述用于桥塞的变径支撑环还包括至少一个第三环形体，所述第三环形体与所述第一环形体或所述第二环形体互相叠合，其中：所述第三环形体的周向外壁或端面上设置有第三坐封面，所述第一环形体、所述第二环形体以及所述第三环形体共同在轴向的挤压力作用下受压变形后均能利用所述第一坐封面、所述第二坐封面以及所述第三坐封面抵接、坐封于桥塞所在的套管内壁上并与所述套管的内壁形成面接触式密封连接。10.一种桥塞，其特征在于，包括丢手接头、弹性密封筒、卡瓦压台以及两个变径支撑环，两个变径支撑环中至少一个为权利要求1－9任一所述的用于桥塞的变径支撑环，其中:所述弹性密封筒、所述卡瓦压台以及两个所述变径支撑环均套设在所述丢手接头上；所述弹性密封筒介于两个所述变径支撑环之间；所述变径支撑环能在所述卡瓦压台以及所述弹性密封筒共同施加的轴向挤压力的作用下坐封于桥塞所在的套管内壁上。11.根据权利要求10所述的桥塞，其特征在于，所述卡瓦压台上挤压所述变径支撑环的端面为平面，且所述平面垂直于所述变径支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱民，
申请(专利权)人：陈爱民，
类型：新型
国别省市：北京,11