一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞及其坐封方法技术

本发明专利技术公开了一种大通径复合桥塞，它包括坐封拉杆、上锥体、中心管、下锥体、胶筒组件、单向整体卡瓦、引鞋头和可溶性压裂球，上锥体、中心管、下锥体和引鞋头依次套装在坐封拉杆上，上锥体与所述中心管的一端连接，上锥体靠近所述坐封拉杆螺纹端的一端设置有与可溶性压裂球相配合的内凹锥面，上锥体与中心管连接的一端呈锥形，下锥体与中心管的一端通过螺纹连接，下锥体的另一端与引鞋头一端连接，上锥体与下锥体之间套在中心管外有胶筒组件，引鞋头上设有抵触部，下锥体与引鞋头的抵触部之间设置有单向整体卡瓦。本发明专利技术无需钻磨，可溶性压裂球完全溶解即可为井筒提供油气生产通道。

A single slip large diameter non drilling compound bridge plug and its sealing method

The invention discloses a compound bridge plug with a large diameter, which includes a seated pull rod, an upper cone, a central tube, a lower cone, a rubber cylinder assembly, a unidirectional integral kava, a shoe head and a soluble fracturing ball. The upper cone, the central tube, the lower cone and the shoe head are sequentially fitted on the sitting seal, and the upper cone is connected to the one end of the central tube. One end of the upper cone is close to the thread end of the seat drawing rod with a concave cone with a soluble fracturing ball. The end of the upper cone is conical to the central tube, the lower cone is connected to the one end of the central tube, the other end of the lower cone is connected to the end of the shoe head, and the center is in the center of the cone and the lower cone. A rubber tube assembly is arranged outside the tube, and a contact part is arranged on the lead shoe head, and a one-way integral slip is arranged between the lower cone and the contact part of the lead shoe head. The invention does not need drilling and grinding, and completely dissolves the soluble fracturing ball to provide the oil and gas production passageway for the wellbore.

【技术实现步骤摘要】
一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞及其坐封方法
本专利技术涉及一种石油天然气钻采设备，尤其是一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞及其坐封方法。
技术介绍
桥塞是一种专门用于油气井封层的井下工具，具有施工工序少、周期短、卡封位置准确等特点。在完井试油施工中主要用于封堵废弃层位或是封堵干层、水层、气层以及异常高压层等特殊层位，为上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施提供保障。随着非常规油气资源的开发，多层段压裂技术以其施工管柱简单、限制少的特点得到了广泛运用，其配套工具之一的复合桥塞更是得到了普遍使用，因为主体结构采用了复合材料，所以该桥塞能够被连续油管钻磨工具快速钻除，并且钻磨之后形成的碎屑能够随着钻井液返排出井筒，从而保证了井筒的畅通，方便后续生产管柱的下入。然而，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：随着非常规油气资源开发的深入，特别是页岩气开发井深度的增加，水平段长度的延长，在压裂施工作业结束之后，由于连续油管长度的限制不能完成对桥塞的钻磨，并且连续油管在水平段中行进过长会出现“自锁”也影响了桥塞的钻磨作业，导致油气井无法进行后续的正常生产。现有的复合桥塞技术在运用到深井和大水平段井中时其桥塞的钻磨难度会越来越大，因此，急需开发一种不需要钻磨且不影响油气井正常生产的桥塞。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对上述桥塞的不足，提出了一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞，该桥塞无需钻磨，与其相配合的并具有封堵作用的可溶解压裂球能够在压裂施工结束之后完全溶解，从而使桥塞中心留出大直径通道方便后续生产以及各种井下施工作业，如有钻磨的需要，也可下入钻磨工具进行钻磨，该桥塞中的上锥体、下锥体和中心管所采用的金属基复合材料可被轻易钻除。为了达到上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞，其结构特征在于，包括：坐封拉杆、上锥体、中心管、下锥体、胶筒组件、单向整体卡瓦、引鞋头、丢手销钉和可溶性压裂球。所述坐封拉杆的一端设置有连接螺纹，所述坐封拉杆的另一端通过所述丢手销钉与所述引鞋头连接；所述上锥体、中心管、下锥体依次套装在坐封拉杆上，上锥体与中心管的一端连接，上锥体靠近坐封拉杆螺纹端的一端设置有与所述可溶性压裂球相配合的内凹锥面，上锥体与中心管连接的一端呈锥形，下锥体与中心管的一端通过螺纹连接，下锥体的另一端与引鞋头一端连接，上锥体与下锥体之间套在中心管外有胶筒组件，引鞋头上设有抵触部，下锥体与引鞋头的抵触部之间设置有单向整体卡瓦。进一步地，可溶性压裂球主要由铝镁合金材质或可降解高分子材料制成，前者可在含有电解质的水溶液中溶解，不溶于油类介质，而后者可在一定温度条件下自行溶解，温度越高溶解越快。进一步地，上锥体通过上锥体剪切销钉与中心管连接，所述下锥体通过下锥体剪切销钉与引鞋头连接。进一步地，上锥体与中心管之间设置有上棘齿环，上棘齿环匹配固定于上锥体呈锥形一端的内侧，上棘齿环内侧设置有棘齿，中心管与上锥体连接端的外部设置有与上棘齿环内侧匹配的棘齿。进一步地，下锥体与引鞋头之间设置有下棘齿环，下棘齿环匹配固定于下锥体与单向整体卡瓦相邻一端的内侧，下棘齿环内侧设置有棘齿，引鞋头与下锥体连接端的外部设置有与下棘齿环内侧匹配的棘齿。进一步地，坐封拉杆的一端沿径向设置有多个用于安装丢手销钉的销钉孔，引鞋头与坐封拉杆连接的一端沿径向设置有多个用于安装丢手销钉的销钉孔。进一步地，单向整体卡瓦外表面均匀分布轴向应力集中槽，单向整体卡瓦一端设置有内凹锥面并与下锥体外锥面配合。进一步地，胶筒组件包括上护肩、主胶筒、下护肩组成，所述上护肩一端内部设置有内凹锥面与上锥体外锥面配合接触，所述下护肩一端内部设置有内凹锥面与下锥体外锥面配合接触，上护肩另一端内部设置有内凹曲面与所述主胶筒一端设置的外凸曲面匹配抵触，下护肩另一端内部设置有内凹曲面与主胶筒另一端设置的外凸曲面匹配抵触。进一步地，上锥体、中心管、下锥体和引鞋头的内部形成的用于套装坐封拉杆的通道的直径大于或等于60mm。较佳地，所述单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞适用匹配114.3mm、127mm及139.7mm套管。较佳地，所述上锥体、下锥体和引鞋头均为易于钻磨的复合材料件。本专利技术还提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞坐封方法，用于油气井封堵，包括如下步骤。步骤一，将所述坐封拉杆通过所述丢手销钉与所述引鞋头固定，丢手销钉通过螺纹与引鞋头连接，并与坐封拉杆上的定位孔相配合。将坐封工具与坐封拉杆一端的螺纹连接，将坐封工具上的坐封推筒端面对准所述上锥体的上端面并使其相接触，从而实现桥塞与坐封工具的连接。步骤二，通过电缆或连续油管将所述单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞下放至套管中的预定位置。步骤三，利用电缆点火或者连续油管打压启动所述坐封工具，从而使所述坐封推筒挤压所述上锥体端面，当挤压力达到上锥体剪切销钉剪切值时，销钉被剪断，上锥体移动并挤压所述胶筒组件，封隔桥塞与套管之间的环空，所述坐封拉杆带动所述引鞋头一起运动并剪切所述下锥体剪切销钉，所述单向整体卡瓦受到下锥体与引鞋头的挤压而破裂，从而实现桥塞的锚定。步骤四，在所述坐封推筒的继续挤压作用下所述丢手销钉被剪断，从而断开了所述坐封拉杆与所述引鞋头之间的固定连接，使所述坐封工具与桥塞分离。步骤五，将与所述单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞分离的所述坐封工具提出地面，向井筒中投入所述可溶性压裂球至所述上锥体一端的内凹锥面上完成坐封，随后进行压裂施工。步骤六，压裂施工结束后，所述可溶性压裂球可在电解质溶液或含有氯根离子的地层流体的作用下自行溶解，除此之外，如使用高分子可降解材质的可溶性压裂球，其在一定的温度条件下可自行降解。本专利技术的结构合理，使用方便，在无需钻磨的前提下可以实现油气井的生产作业，避免了钻磨桥塞所带来的施工周期长，作业成本高，施工风险大等问题，并且桥塞所提供的大直径通道在满足油气井后期生产的同时还方便进行各类井下作业。由于采用了易于钻磨的复合材料，在有钻磨桥塞的需求时，也可以很方便的将其钻磨掉。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是为本专利技术所提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞的具体实施例的结构示意图；图2是为本专利技术所提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞的具体实施例中坐封后的结构示意图；图3是为本专利技术所提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞的具体实施例中单向整体卡瓦的结构示意图；图4是为本专利技术所提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞的具体实施例中引鞋头的结构示意图；图5是为本专利技术所提供一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞的具体实施例中上锥体的结构示意图。其中：1.坐封拉杆，2.上锥体，3.上锥体剪切销钉，4.上棘齿环，5.中心管，6.上护肩，7.主胶筒，8.下护肩，9.下锥体，10.下锥体剪切销钉，11.下棘齿环，12.单向整体卡瓦，13.引鞋头，14.丢手销钉，15.套管，16.坐封推筒，17.可溶性压裂球。具体实施方式下面将结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞，其结构特征在于，包括：坐封拉杆（1）、上锥体（2）、中心管（5）、下锥体（9）、胶筒组件、单向整体卡瓦（12）、引鞋头（13）、丢手销钉（14）和可溶性压裂球（17），所述坐封拉杆（1）的一端设置有连接螺纹，坐封拉杆（1）的另一端通过所述丢手销钉（14）与所述引鞋头（13）连接；所述上锥体（2）、中心管（5）、下锥体（9）依次套装在坐封拉杆（1）上，上锥体（2）与中心管（5）的一端连接，上锥体（2）靠近坐封拉杆（1）螺纹端的一端设置有与所述可溶性压裂球（17）相配合的内凹锥面，上锥体（2）与中心管（5）连接的一端呈锥形，下锥体（9）与中心管（5）的一端通过螺纹连接，下锥体（9）的另一端与引鞋头（13）一端连接，上锥体（2）与下锥体（9）之间套在中心管（5）外有所述胶筒组件，引鞋头（13）上设有抵触部，下锥体（9）与引鞋头（13）的抵触部之间设置有单向整体卡瓦（12）。

【技术特征摘要】
1.一种单卡瓦大通径免钻磨复合桥塞，其结构特征在于，包括：坐封拉杆（1）、上锥体（2）、中心管（5）、下锥体（9）、胶筒组件、单向整体卡瓦（12）、引鞋头（13）、丢手销钉（14）和可溶性压裂球（17），所述坐封拉杆（1）的一端设置有连接螺纹，坐封拉杆（1）的另一端通过所述丢手销钉（14）与所述引鞋头（13）连接；所述上锥体（2）、中心管（5）、下锥体（9）依次套装在坐封拉杆（1）上，上锥体（2）与中心管（5）的一端连接，上锥体（2）靠近坐封拉杆（1）螺纹端的一端设置有与所述可溶性压裂球（17）相配合的内凹锥面，上锥体（2）与中心管（5）连接的一端呈锥形，下锥体（9）与中心管（5）的一端通过螺纹连接，下锥体（9）的另一端与引鞋头（13）一端连接，上锥体（2）与下锥体（9）之间套在中心管（5）外有所述胶筒组件，引鞋头（13）上设有抵触部，下锥体（9）与引鞋头（13）的抵触部之间设置有单向整体卡瓦（12）。2.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述可溶性压裂球（17）主要由铝镁合金材质或可降解高分子材料制成，前者可在含有电解质的水溶液中溶解，不溶于油类介质，而后者可在一定温度条件下自行溶解，温度越高溶解越快。3.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述上锥体（2）通过上锥体剪切销钉（3）与所述中心管（5）连接，所述下锥体（9）通过下锥体剪切销钉（10）与所述引鞋头（13）连接。4.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述上锥体（2）与所述中心管（5）之间设置有上棘齿环（4），所述上棘齿环（4）匹配固定于上锥体（2）呈锥形一端的内侧，上棘齿环（4）内侧设置有棘齿，中心管（5）与上锥体（2）连接端的外部设置有与上棘齿环（4）内侧匹配的棘齿。5.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述下锥体（9）与所述引鞋头（13）之间设置有下棘齿环（11），所述下棘齿环（11）匹配固定于所述下锥体（9）与所述单向整体卡瓦（12）相邻一端的内侧，下棘齿环（11）内侧设置有棘齿，引鞋头（13）与下锥体（9）连接端的外部设置有与下棘齿环（11）内侧匹配的棘齿。6.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在于，所述坐封拉杆（1）的一端沿径向设置有多个用于安装所述丢手销钉（14）的销钉孔，所述引鞋头（13）与坐封拉杆（1）连接的一端沿径向设置有多个用于安装丢手销钉（14）的销钉孔。7.根据权利要求1所述的桥塞，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝效华，陈明旸，喻成刚，付玉坤，陶浩然，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51