全金属密封可溶桥塞制造技术

本发明专利技术属于油田井下工具领域，尤其涉及一种全金属密封可溶桥塞，包括中心管，中心管上依次套装有上外管和下外管，上外管与中心管之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下两个活塞，分别为活塞A和活塞B，其中活塞A与中心管固定密封连接，与上外管滑动密封连接，活塞B区段的上外管内侧带有扩径台阶，扩径台阶对活塞B起限位作用，活塞B与上外管滑动密封连接，活塞B与中心管滑动密封连接，从而活塞A、活塞B、中心管、上外管四者围成一个气体腔室，称为上气腔，本发明专利技术利用流体驱动水动力旋转桨，将旋转运动转化为轴向移动，从而开启过液通道，使两个气腔受到井下强大液压而压缩，从而产生反向作用力，将桥塞坐封。

【技术实现步骤摘要】
全金属密封可溶桥塞
本专利技术属于油田井下工具领域，尤其涉及一种全金属密封可溶桥塞。
技术介绍
桥塞是水平井分段压裂技术中用来临时封隔井筒的井下工具。按照解封方式的不同，桥塞可分为可取桥塞、可钻桥塞和可溶桥塞性桥塞。可取桥塞打捞成本高，失败风险大；可钻桥塞钻铣时产生的碎屑量大时会堆积堵塞套管，对后续的作业产生不良影响；可溶性桥塞是镁铝合金制成的一种新型桥塞，在压裂作业完成后可在一定液体环境中自行溶解，从而实现井筒全通径生产。现有技术中，桥塞中的胶筒较厚，而桥塞的直径是一定的，因此，胶筒严重制约了桥塞通径的拓展，进而限制桥塞性能的发挥；另外，安装桥塞时需要在桥塞上方连接桥塞专用的坐封工具，坐封工具与桥塞连接成一体构成的工具段的长度较长，在下井过程中容易发生卡滞的问题。因此有必要设计一种无需坐封工具的可溶桥塞。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中桥塞的密封组件较厚影响桥塞通径拓展的问题，以及
技术介绍
中桥塞坐封需要坐封工具导致管柱过长的问题，本专利技术提供一种全金属密封可溶桥塞，本专利技术的密封组件为较薄的金属密封环，且本专利技术达到预定位置以后不需要坐封工具，所以管柱长度较短，发生卡滞概率降低。本专利技术提供的技术方案是：一种全金属密封可溶桥塞，包括中心管、椎体和卡瓦，所述的中心管与椎体螺纹连接，所述的卡瓦套在中心管和椎体的外侧，椎体与卡瓦的相向运动使卡瓦的卡爪扩张并最终卡在套管内壁，卡爪外侧带有陶瓷柱，其特征在于：本专利技术还包括金属密封环，所述的金属密封环套装在椎体上，所述的卡瓦上端抵靠在金属密封环上；卡瓦下方的中心管上依次套装有定向环、托环、上外管和下外管，四者依次螺纹连接；所述的定向环下部内侧设置有卡簧，所述的托环位于卡簧下方用于承托卡簧，卡簧段对应的中心管外侧加工有限制卡簧相对中心管下行的卡牙，从而托环、卡簧和定向环三者作为一个整体只能相对中心管上行；所述的上外管与中心管之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下两个活塞，分别为活塞A和活塞B，其中活塞A与中心管固定密封连接，与上外管滑动密封连接，活塞B区段的上外管内侧带有扩径台阶，扩径台阶对活塞B起限位作用，活塞B与上外管滑动密封连接，活塞B与中心管滑动密封连接，从而活塞A、活塞B、中心管、上外管四者围成一个气体腔室，称为上气腔；所述的下外管与中心管之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下的两个活塞，分别为活塞C和活塞D，其中活塞C与中心管固定密封连接，与下外管滑动密封连接，活塞D与下外管固定密封连接，与中心管滑动密封连接，从而活塞C、活塞D、中心管、下外管四者围成一个气体腔室，称为下气腔；中心管内侧分为上部的扩径段和下部的缩径段，在所述的扩径段内安装有水动力旋转桨，水动力旋转桨与中心管同轴，水动力旋转桨轴上连接有斜齿轮，在所述的活塞B与活塞C之间的中心管上开有同轴的两个孔，两个孔内分别安装阀芯，两个阀芯之间连接有一根与斜齿轮啮合的螺杆，从而将斜齿轮的旋转运动转化为螺杆的轴向运动，其中一个阀芯上开有轴向盲孔和径向通孔，轴向盲孔与径向通孔连通成为连通中心管内外的过液通道，阀芯的轴向移动控制过液通道的开和关；所述的阀芯上硫化有可溶橡胶软质层；所述的椎体上端外侧带有缩径段，所述的缩径段外侧与连续油管滑动密封，并且二者通过丢手剪钉连接。进一步的，水动力旋转桨的两侧分别设置有对其起限位作用的挡环。进一步的，所述的金属密封环上方的椎体上套装有对其起限位作用的密封隔环。进一步的，所述的活塞A和活塞C均由两个半环拼接而成，活塞A和活塞C所在区段的中心管外侧加工有环形凹槽，活塞A和活塞C安装在所述的环形凹槽内。本专利技术的有益效果为：本专利技术中的密封组件为金属密封环，与传统的橡胶密封组件相比较，金属密封环更薄，提升了桥塞通径的可扩展性。本专利技术到达预定位置以后，通过连续油管打压使水动力旋转桨旋转，将斜齿轮的旋转运动转化为螺杆的轴向运动，从而将过液通道开启，在井下强大液压的作用下，压缩两个空气腔，从而在每个气腔的两个活塞上形成反向作用力，反作用力反向拉动中心管和两个外管，从而将卡瓦胀出，锚定在套管壁上。所以本专利技术到达预定位置以后，能够实现自坐封，不需要使用坐封工具，从而缩短了管柱的长度，从而避免在下入水平井内由于管柱较长发生卡滞。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1中A-A处的截面图。图3是图1中B-B处的截面图。图4是图1中C处的局部放大图。图中：1-连续油管，2-丢手剪钉，3-椎体，4-密封隔环，5-金属密封环，6-中心管，7-卡瓦，8-定向环，9-托环，10-卡簧，11-上外管，12-下外管，13-活塞D，14-下气腔，15-活塞C，16-活塞B，17-上气腔，18-活塞A，19-挡环，20-水动力旋转桨，21-斜齿轮，22-螺杆，23-阀芯，24-过液通道。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术包括中心管6、椎体3和卡瓦7，所述的中心管6与椎体3螺纹连接，所述的卡瓦7套在中心管6和椎体3的外侧，椎体3与卡瓦7的相向运动使卡瓦7的卡爪扩张并最终卡在套管内壁，卡爪外侧带有陶瓷柱，以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。本专利技术的最主要创新点在于：本专利技术还包括金属密封环5，所述的金属密封环5套装在椎体3上，所述的卡瓦7上端抵靠在金属密封环5上,本专利技术中的金属密封5环替代了传统的可溶橡胶密封组件，金属密封环5的厚度比橡胶密封组件厚度小，所以更有利于提升桥塞通径的扩展性。卡瓦7下方的中心管6上依次套装有定向环8、托环9、上外管11和下外管12，四者依次螺纹连接。所述的定向环8下部内侧设置有卡簧10，所述的托环9位于卡簧10下方用于承托卡簧10，卡簧10段对应的中心管6外侧加工有限制卡簧10相对中心管6下行的卡牙，从而托环9、卡簧10和定向环8三者作为一个整体只能相对中心管6上行。所述的上外管11与中心管6之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下两个活塞，分别为活塞A18和活塞B16，其中活塞A18与中心管6固定密封连接，与上外管11滑动密封连接，活塞B16区段的上外管11内侧带有扩径台阶，扩径台阶对活塞B16起限位作用，活塞B16与上外管11滑动密封连接，活塞B16与中心管6滑动密封连接，从而活塞A18、活塞B16、中心管6、上外管11四者围成一个气体腔室，称为上气腔17。当上气腔17受到来自井下的液体压力时，上气腔17被压缩，活塞A18、活塞B16相互靠近，活塞A18的移动会对中心管6施加向下的推力，活塞B16的移动会对上外管11施加向上的推力，从而两个反作用力最终作用在卡瓦7与椎体3之间，使卡瓦7胀开并最终卡在套管内壁上。所述的下外管12与中心管6之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下的两个活塞，分别为活塞C15和活塞D13，其中活塞C15与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全金属密封可溶桥塞，包括中心管(6)、椎体(3)和卡瓦(7)，所述的中心管(6)与椎体(3)螺纹连接，所述的卡瓦(7)套在中心管(6)和椎体(3)的外侧，椎体(3)与卡瓦(7)的相向运动使卡瓦(7)的卡爪扩张并最终卡在套管内壁，卡爪外侧带有陶瓷柱，其特征在于：本专利技术还包括金属密封环(5)，所述的金属密封环(5)套装在椎体(3)上，所述的卡瓦(7)上端抵靠在金属密封环(5)上；/n卡瓦(7)下方的中心管(6)上依次套装有定向环(8)、托环(9)、上外管(11)和下外管(12)，四者依次螺纹连接；/n所述的定向环(8)下部内侧设置有卡簧(10)，所述的托环(9)位于卡簧(10)下方用于承托卡簧(10)，卡簧(10)段对应的中心管(6)外侧加工有限制卡簧(10)相对中心管(6)下行的卡牙，从而托环(9)、卡簧(10)和定向环(8)三者作为一个整体只能相对中心管(6)上行；/n所述的上外管(11)与中心管(6)之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下两个活塞，分别为活塞A(18)和活塞B(16)，其中活塞A(18)与中心管(6)固定密封连接，与上外管(11)滑动密封连接，活塞B(16)区段的上外管(11)内侧带有扩径台阶，扩径台阶对活塞B(16)起限位作用，活塞B(16)与上外管(11)滑动密封连接，活塞B(16)与中心管(6)滑动密封连接，从而活塞A(18)、活塞B(16)、中心管(6)、上外管(11)四者围成一个气体腔室，称为上气腔(17)；/n所述的下外管(12)与中心管(6)之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下的两个活塞，分别为活塞C(15)和活塞D(13)，其中活塞C(15)与中心管(6)固定密封连接，与下外管(12)滑动密封连接，活塞D(13)与下外管(12)固定密封连接，与中心管(6)滑动密封连接，从而活塞C(15)、活塞D(13)、中心管(6)、下外管(12)四者围成一个气体腔室，称为下气腔(14)；/n中心管(6)内侧分为上部的扩径段和下部的缩径段，在所述的扩径段内安装有水动力旋转桨(20)，水动力旋转桨(20)与中心管(6)同轴，水动力旋转桨(20)轴上连接有斜齿轮(21)，在所述的活塞B(16)与活塞C(15)之间的中心管(6)上开有同轴的两个孔，两个孔内分别安装阀芯(23)，两个阀芯(23)之间连接有一根与斜齿轮(21)啮合的螺杆(22)，从而将斜齿轮(21)的旋转运动转化为螺杆(22)的轴向运动，其中一个阀芯(23)上开有轴向盲孔和径向通孔，轴向盲孔与径向通孔连通成为连通中心管(6)内外的过液通道(24)，阀芯(23)的轴向移动控制过液通道(24)的开和关；/n所述的阀芯(23)上硫化有可溶橡胶软质层；/n所述的椎体(3)上端外侧带有缩径段，所述的缩径段外侧与连续油管滑动密封，并且二者通过丢手剪钉(2)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全金属密封可溶桥塞，包括中心管(6)、椎体(3)和卡瓦(7)，所述的中心管(6)与椎体(3)螺纹连接，所述的卡瓦(7)套在中心管(6)和椎体(3)的外侧，椎体(3)与卡瓦(7)的相向运动使卡瓦(7)的卡爪扩张并最终卡在套管内壁，卡爪外侧带有陶瓷柱，其特征在于：本发明还包括金属密封环(5)，所述的金属密封环(5)套装在椎体(3)上，所述的卡瓦(7)上端抵靠在金属密封环(5)上；
卡瓦(7)下方的中心管(6)上依次套装有定向环(8)、托环(9)、上外管(11)和下外管(12)，四者依次螺纹连接；
所述的定向环(8)下部内侧设置有卡簧(10)，所述的托环(9)位于卡簧(10)下方用于承托卡簧(10)，卡簧(10)段对应的中心管(6)外侧加工有限制卡簧(10)相对中心管(6)下行的卡牙，从而托环(9)、卡簧(10)和定向环(8)三者作为一个整体只能相对中心管(6)上行；
所述的上外管(11)与中心管(6)之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下两个活塞，分别为活塞A(18)和活塞B(16)，其中活塞A(18)与中心管(6)固定密封连接，与上外管(11)滑动密封连接，活塞B(16)区段的上外管(11)内侧带有扩径台阶，扩径台阶对活塞B(16)起限位作用，活塞B(16)与上外管(11)滑动密封连接，活塞B(16)与中心管(6)滑动密封连接，从而活塞A(18)、活塞B(16)、中心管(6)、上外管(11)四者围成一个气体腔室，称为上气腔(17)；
所述的下外管(12)与中心管(6)之间留有环形空间，在环形空间内设置有一上一下的两个活塞，分别为活塞C(15)和活塞D(13)，其中活塞C(15)与中心管(6)固定密封连接，与下外管(12)滑动密封连接，活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽，李丽，刘文军，关明军，高铁庆，苑锋，任永庆，张有兴，贾广才，贾广生，
申请(专利权)人：大庆兴华天义石油钻采设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23