一种套管内坐封可降解定位球座制造技术

本发明专利技术公开了一种套管内坐封可降解定位球座，包括中心拉杆、变径密封结构、铆定机构以及止退机构；变径密封结构包括上锥体、密封环、O型圈、垫环以及卡瓦；铆定机构包括锥体、卡瓦、尾座以及陶瓷钉；止退机构包括锥体、尾座以及锁环；本发明专利技术的可降解定位球座，在实现分段压裂的层间封隔或者实现完井封堵作用时，可以在压裂液、完井液等液体中溶解，完全溶解的温度要求只需大于40℃即可，40℃、1％KCl溶液中，组装后可降解套管球座8天内失去锚定作用，12天内金属部件完全溶解。将低温可溶套管球座坐封在套管内，能够满足现场井内承压的要求，最大限度的减少不溶材料的体积，避免不溶材料堵塞管道，同时，节约修井成本，提高经济效益。

A Degradable Positioning Ball Seat in Casing

The invention discloses a degradable positioning ball seat in the casing, including a central pull rod, a variable diameter sealing structure, a riveting mechanism and a retreat mechanism; a variable diameter sealing structure includes an upper cone, a sealing ring, an O-ring, a gasket ring and a slip; a riveting mechanism comprises a cone, a slip, a tailstock and a ceramic nail; a retreat mechanism comprises a cone, a tailstock and a locking ring; and a degradable setting mechanism of the invention. In order to realize the interlayer sealing or completion sealing of fracturing by stages, the spherical socket can be dissolved in fracturing fluid, completion fluid and other liquids. The temperature of complete dissolution only needs to be higher than 40 degrees C. In 40 degrees C and 1% KCl solution, the spherical socket of degradable casing can lose anchoring effect within 8 days after assembly, and the metal parts can be completely dissolved within 12 days. Setting the low temperature soluble casing ball seat in the casing can meet the requirements of pressure bearing in the field well, minimize the volume of insoluble materials, avoid the blockage of pipelines by insoluble materials, and save the cost of workover and improve economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种套管内坐封可降解定位球座
本专利技术属于石油工程
，涉及一种套管内坐封可降解定位球座。
技术介绍
目前我国大部分油田已进入开采中、后期阶段，采油难度越来越大、井况越来越复杂，修井任务也变得越来越繁重；与此同时，修井工人的劳动强度十分高，修井的环境条件也十分恶劣。所以，为了提高修井效率、减轻修井工人的劳动强度，井口设备机械化成为了研究的主要方向。同时，在油气井测试过程中，进行多层完井、压裂
、暂时隔层等操作时，需要使用桥堵分层工具进行油气分离，例如：维修人员在对油气井进行测试时，需要用桥塞或定位球座堵住井口封隔油气以防油气井喷油。现有技术中至少存在如下技术问题：目前，压裂、封堵等作业中常用的可溶桥塞，压裂施工完成后溶解条件苛刻，溶解物太多，且胶筒体积大难以溶解，因此经常出现溶解不彻底的橡胶部分堵塞井筒的情况，给后续施工造成极大的困难,而钻磨返排，解除桥塞的过程中耗费人力、物力较大，有时候甚至会出现桥塞难以解除的情况，从而造成油田的经济浪费。另外，少量钻井用可降解定位球座，需要预先放置工作筒，施工繁琐，并且只能在固定位置作封，给施工造成了极大的难度和浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中复合桥塞需要钻磨导致增加作业成本施工风险问题，以及现有可降解定位球座只能在固定位置作封、施工繁琐导致的人力物力浪费问题，提供一种套管内坐封可降解定位球座。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种套管内坐封可降解定位球座，包括：中心拉杆；变径密封结构，变径密封结构包括上锥体、密封环、O型圈、垫环以及卡瓦；卡瓦顶住垫环，垫环将力传递给密封环、密封环受力沿着上锥体斜面移动，直径逐渐变大，直到与套管内壁贴合密封环槽中的O型圈受挤压填充在密封环与套管壁之间起到密封作用；铆定机构，铆定机构包括锥体、卡瓦、尾座以及陶瓷钉；中心拉杆拉动尾座，尾座推动卡瓦沿锥体斜面爬行，直到陶瓷钉镶进套管壁中，达到预定拉力，螺纹拉脱，丢手动作完成；以及止退机构，止退机构包括锥体、尾座以及锁环；锁环与尾座螺纹连接，锁紧过程中尾座移动，锁环与锥体尾部通过倒牙结构连为一体，使尾座只能单向前进，不能倒退。本专利技术进一步的改进在于：卡瓦采用瓣式结构，随上上锥体表面滑动，间距逐渐增大。密封环与垫环皆采用拉伸率较大的可溶材料。尾座上有矩形导向槽，使卡瓦在锁紧过程中分布均匀，各方向受力均匀。定位球座的主体由可溶解材料制成。可溶解材料为铝镁合金或锂镁合金材料；溶剂为压裂液或完井液。溶剂温度≥40℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的可降解定位球座，在实现分段压裂的层间封隔或者实现完井封堵作用时，可以在压裂液、完井液等液体中溶解，完全溶解的温度要求只需大于40℃即可，40℃、1％KCl溶液中，组装后可降解套管球座8天内失去锚定作用，12天内金属部件完全溶解。将低温可溶套管球座坐封在套管内，能够满足现场井内承压的要求，最大限度的减少不溶材料的体积，避免不溶材料堵塞管道，同时，节约修井成本，提高经济效益。【附图说明】图1为低温可溶桥塞结构示意图。。其中：1-中心拉杆；2-上锥体；3-密封环；4-O型圈；5-垫环；6-卡瓦；7-箍环；8-尾座；9-防磨钉；10-陶瓷钉；11-锁环。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。本专利技术公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1，本专利技术套管可降解定位球座，包括中心拉杆1、上锥体2、密封环3、O型圈4、垫环5、卡瓦6、箍环7、尾座8、防磨钉9、陶瓷钉10、锁环11。球座主体由可溶解材料制成，可溶解材料响应于溶剂可被溶解；本专利技术实施例提供的可降解球座，通过使用溶解于盐水的镁铝合金材料和锂镁合金制作，并将低温可溶球座坐封在套管内，能够满足现场井内承压的要求，最大限度的减少不溶材料的体积，避免不溶材料堵塞管道，同时，节约修井成本，提高经济效益。可溶解材料为铝镁合金或锂镁合金材料。溶剂为压裂液或完井液。溶剂温度≥40℃。由镁铝合金材料制成的可降解球座能够在溶剂水中发生电化学反应，进而将可降解球座溶解。低温可降解球座可以根据实际时间需要，通过调配镁合金中镁元素与锌元素、猛元素、铁元素、硅元素、铜元素、及镍元素的比例获取不同的溶解速度。可降解球座可以根据实际时间需要，通过调配镁合金中镁元素与锌元素及锰元素的比例获取不同的溶解速率。溶解速率根据现场使用温度确定。本专利技术在低至40℃也可完全溶解的可降解球座，可在套管任意位置座封无需预置工作筒。如图1所示，为可降解球座结构示意图，由上锥体2、密封环3、O型圈4、垫环5、卡瓦6组成变径密封结构。工作时卡瓦6顶住垫环5，垫环5将力传递给密封环3、密封环3受力沿着上锥体2斜面移动，直径逐渐变大，直到与套管内壁贴合密封环3槽中的O型圈4受挤压填充在密封环3与套管壁之间起到密封作用，此结构中卡瓦6采用8瓣式结构，随上上锥体2表面滑动，间距逐渐增大，垫环5将卡瓦6的推力分散作用于密封环3，增加其强度、使其受力均匀，密封环3与垫环5皆采用拉伸率较大的可溶材料。铆定机构由锥体、卡瓦6、尾座8、陶瓷钉10组成。工作时中心拉杆1拉动尾座8，尾座8推动卡瓦6沿锥体斜面爬行，直到陶瓷钉10镶进套管壁中，达到预定拉力，螺纹拉脱，丢手动作完成。尾座8上有矩形导向槽，使卡瓦6在锁紧过程中分布均匀，各方向受力均匀，以承受更大的强度。止退机构由锥体、尾座8、锁环11组成。锁环11与尾座8螺纹连接，锁紧过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套管内坐封可降解定位球座，其特征在于，包括：中心拉杆(1)；变径密封结构，变径密封结构包括上锥体(2)、密封环(3)、O型圈(4)、垫环(5)以及卡瓦(6)；卡瓦(6)顶住垫环(5)，垫环(5)将力传递给密封环(3)、密封环(3)受力沿着上锥体(2)斜面移动，直径逐渐变大，直到与套管内壁贴合密封环(3)槽中的O型圈(4)受挤压填充在密封环(3)与套管壁之间起到密封作用；铆定机构，铆定机构包括锥体、卡瓦(6)、尾座(8)以及陶瓷钉(10)；中心拉杆(1)拉动尾座(8)，尾座(8)推动卡瓦(6)沿锥体斜面爬行，直到陶瓷钉(10)镶进套管壁中，达到预定拉力，螺纹拉脱，丢手动作完成；以及止退机构，止退机构包括锥体、尾座(8)以及锁环(11)；锁环(11)与尾座(8)螺纹连接，锁紧过程中尾座(8)移动，锁环(11)与锥体尾部通过倒牙结构连为一体，使尾座(8)只能单向前进，不能倒退。

【技术特征摘要】
1.一种套管内坐封可降解定位球座，其特征在于，包括：中心拉杆(1)；变径密封结构，变径密封结构包括上锥体(2)、密封环(3)、O型圈(4)、垫环(5)以及卡瓦(6)；卡瓦(6)顶住垫环(5)，垫环(5)将力传递给密封环(3)、密封环(3)受力沿着上锥体(2)斜面移动，直径逐渐变大，直到与套管内壁贴合密封环(3)槽中的O型圈(4)受挤压填充在密封环(3)与套管壁之间起到密封作用；铆定机构，铆定机构包括锥体、卡瓦(6)、尾座(8)以及陶瓷钉(10)；中心拉杆(1)拉动尾座(8)，尾座(8)推动卡瓦(6)沿锥体斜面爬行，直到陶瓷钉(10)镶进套管壁中，达到预定拉力，螺纹拉脱，丢手动作完成；以及止退机构，止退机构包括锥体、尾座(8)以及锁环(11)；锁环(11)与尾座(8)螺纹连接，锁紧过程中尾座(8)移动，锁环(11)与锥体尾部通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建成，秦民君，郭峰，冯滨，慕光华，成随牛，刘杨，杨勋，刘腾，赵志远，周宁侠，姚韦萍，赵滨，赵刚，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11