一种轻金属速钻桥塞制造技术

本发明专利技术公开了一种轻金属速钻桥塞，包括压裂球、拉杆、锥体、胶筒、背圈、卡瓦和引鞋，所述拉杆下端与引鞋螺纹连接，中间部分与锥体内孔端面接触，拉杆最上端螺纹连接一个锁紧弹簧，所述锥体外套设有胶筒、背圈、卡瓦，拉杆上端通过螺纹与坐封工具连接，所述拉杆为合金钢材质，所述的轻金属桥塞本体材料由铝镁合金、二元醇聚合而成的热塑性聚合物制成，易磨铣。长度只有常规复合桥塞的一半，轻质材料比复合材料更容易钻磨，耐温更高,满足深层页岩气开发需求。

【技术实现步骤摘要】
一种轻金属速钻桥塞
本专利技术涉及一种石油开发井下工具，特别是一种轻金属速钻桥塞。
技术介绍
当前，非常规油气的分层压裂开采主要是基于复合桥塞的分段压裂，而且随着深层页岩气的勘探开发，常规复合材料桥塞的材料耐温150℃难以满足现场使用要求，而且长水平井段连续油管钻磨复合桥塞也比较困难。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足之处，本专利技术提供一种轻金属速钻桥塞，其结构简短，长度只有常规复合桥塞的一半，轻质材料比复合材料更容易钻磨，耐温更高,满足深层页岩气开发需求。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种轻金属速钻桥塞，包括压裂球、拉杆、锥体、胶筒、背圈、卡瓦和引鞋，所述拉杆下端与引鞋螺纹连接，中间部分与锥体内孔端面接触，拉杆最上端螺纹连接一个锁紧弹簧，所述锥体外套设有胶筒、背圈、卡瓦，拉杆上端通过螺纹与坐封工具连接，所述拉杆为合金钢材质，所述压裂球、锥体、背圈、卡瓦和引鞋由铝镁合金、二元醇聚合而成的热塑性聚合物制成，易磨铣。在上述技术方案中，所述锥体上端内孔为30°的锥面，可溶球可置于该处，锥体下端外表面设有6°的锥面，所述胶筒、背圈和卡瓦上端面套于该锥面上。在上述技术方案中，所述胶筒内表面与锥体配合的锥面角度为7°，胶筒内部还有一个凹槽，在胶筒凹槽处与胶筒下端分别有两个直径3mm的通孔。在上述技术方案中，所述背圈内部与锥体配合的锥面角度为6°，在背圈上端面处均匀的设有两个0.5mm宽的螺旋槽。在上述技术方案中，所述卡瓦为无齿向卡瓦，外表面设有镀镍基合金层，下端面铣了多处凹槽，同时内部切了12处均匀分布的缝。在上述技术方案中，所述引鞋上端面有一个圆台阶，上端面设有多处引鞋凹槽与卡瓦相配，内孔有一处三头螺纹。在上述技术方案中，所述锥体上端面设有两处凹槽，引鞋下端面设有与锥体上端面配合的另外两处凸台。在上述技术方案中，所述拉杆最下端与引鞋之间装有一个O型圈。本专利技术的有益效果是：为垂深大于等于3500m页岩气水平井，提供结构简短，更容易钻磨的轻质桥塞，解决深层页岩气井难题。附图说明图1为本专利技术的半剖视结构示意图。图2为图1中锥体的结构示意图。图3为图1中胶筒的结构示意图。图4为图1中背圈的结构示意图。图5为图1中卡瓦的结构示意图。图6为图1中引鞋的结构示意图。其中：1、压裂球，2、锁紧弹簧，3、拉杆，4、锥体，5、胶筒，6、背圈，7、卡瓦，8、引鞋，9、O型圈，10、胶筒凹槽，11、通孔，12、螺旋槽，13、卡瓦凹槽，14、缝,15、引鞋凹槽，16、锥体凹槽，17、凸台具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示的一种轻金属速钻桥塞，包括压裂球1、拉杆3、锥体4、胶筒5、背圈6、卡瓦7和引鞋8，所述拉杆3下端与引鞋8螺纹连接，中间部分与锥体4内孔端面接触，拉杆3最上端螺纹连接一个锁紧弹簧2，所述锥体4外套设有胶筒5、背圈6、卡瓦7，拉杆3上端通过螺纹与坐封工具连接，所述拉杆3为合金钢材质，所述压裂球、锥体、背圈、卡瓦和引鞋由铝镁合金、二元醇聚合而成的热塑性聚合物制成，易磨铣而且在一定环境下可以部分溶解，加快桥塞的磨铣效率。当桥塞坐封丢手后，拉杆3、锁紧弹簧2和O型圈9会被带出井口，其中锁紧弹簧2是防止桥塞在入井过程中与坐封工具脱离掉入井中。如图2所示，所述锥体4上端内孔为30°的锥面，压裂球1可置于该处，锥体4下端外表面设有6°的锥面，所述胶筒5、背圈6和卡瓦7上端面套于该锥面上。坐封时胶筒密封套管与锥体4之间的环空，卡瓦7锚定套管并与锥体形成自锁。如图3所示，所述胶筒5内表面与锥体4配合的锥面角度为7°，胶筒5内部还有一个凹槽，为胶筒凹槽，在胶筒凹槽处与胶筒下端分别有两个直径3mm的通孔。在使用时，胶筒受下端单向挤压和锥体4锥面对胶筒5的一个径向分力，胶筒5与锥体4配合角度相差1度是防止胶筒5向外挤压时上端被撕裂。胶筒内部还有一个凹槽也是为了给上端胶筒径向扩张一个缓冲空间。在胶筒凹槽处与胶筒下端分别有两个直径3mm的通孔是为了排出胶筒内部的空气。如图4所示，所述背圈6内部与锥体4配合的锥面角度为6°，在背圈6上端面处均匀的设有两个0.5mm宽的螺旋槽12，是为了使背圈6在保护胶筒5时能够径向扩张而不被拉断。如图5所示，所述卡瓦7为无齿向卡瓦，外表面设有镀镍基合金层，下端面铣了多处凹槽，为卡瓦凹槽13，同时内部切了12处均匀分布的缝14。卡瓦7沿锥体4轴向运动时伴随着径向12等份均匀破裂咬入套管，而且这种卡瓦7没有尖齿，不会对套管造成损伤。12处缝是为了卡瓦7更容易均匀破裂。如图6所示，所述引鞋8上端面有一个圆台阶，上端面设有多处引鞋凹槽15与卡瓦相配，内孔有一处三头螺纹。卡瓦7下端内孔刚好套在引鞋8的圆台阶上，防止桥塞装配时卡瓦与引鞋不同心。桥塞坐封丢手是通过拉杆拉断三头螺纹实现。如图2、图6所示，所述锥体4上端面设有两处锥体凹槽16，引鞋8下端面设有与锥体上端面配合的另外两处凸台17，锥体4上端面与引鞋8下端的两个凸台刚好配合有利于多层压裂时多个桥塞的钻磨。在上述技术方案中，所述拉杆3最下端与引鞋之间装有一个O型圈9，O型圈9是防止砂进入拉杆3与引鞋8的螺纹中影响桥塞丢手。桥塞通过拉杆3、锁紧弹簧2与坐封工具连接，其中坐封套套在锥体上端台阶上。当泵送到预定层位后，电缆点火，电缆坐封工具传递推力通过坐封套推动锥体4，拉杆3带动引鞋8上行，推动卡瓦7沿锥体4上行，并挤压背圈6和胶筒5，胶筒5和背圈6沿锥体4向上行并伴随着径向扩张，密封锥体4与套管的环空，当坐封工具产生的力达到卡瓦7的破裂力值时，卡瓦7破裂咬到套管内壁上，同时与锥体4形成自锁。当坐封工具产生的力达到螺纹拉断力值时，坐封工具与桥塞脱手，完成坐封。坐封工具带着锁紧弹簧2、拉杆3、O型圈9取出井口。当需要对桥塞上部产层压裂时，投球泵送压裂球1到锥体上部的内圆锥面上，密封后进行压裂。压裂施工结束后可溶球在一定氯离子溶度的液体中会自行溶解，桥塞上下两端形成通道。轻质桥塞主要金属材料是以铝镁合金为主，在50℃以上温度，含有一定氯离子溶度的液体中，镁的成分会溶解，导致轻质材料会变疏松，采用连接油管钻塞工具串下入钻磨塞，效率也会更高。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻金属速钻桥塞，其特征是：包括压裂球、拉杆、锥体、胶筒、背圈、卡瓦和引鞋，所述拉杆下端与引鞋螺纹连接，中间部分与锥体内孔端面接触，拉杆最上端螺纹连接一个锁紧弹簧，所述锥体外套设有胶筒、背圈、卡瓦，拉杆上端通过螺纹与坐封工具连接，所述拉杆为合金钢材质，所述压裂球、锥体、背圈、卡瓦和引鞋由铝镁合金、二元醇聚合而成的热塑性聚合物制成，易磨铣。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻金属速钻桥塞，其特征是：包括压裂球、拉杆、锥体、胶筒、背圈、卡瓦和引鞋，所述拉杆下端与引鞋螺纹连接，中间部分与锥体内孔端面接触，拉杆最上端螺纹连接一个锁紧弹簧，所述锥体外套设有胶筒、背圈、卡瓦，拉杆上端通过螺纹与坐封工具连接，所述拉杆为合金钢材质，所述压裂球、锥体、背圈、卡瓦和引鞋由铝镁合金、二元醇聚合而成的热塑性聚合物制成，易磨铣。


2.根据权利要求1所述的轻金属速钻桥塞，其特征是：所述锥体上端内孔为30°的锥面，可溶球可置于该处，锥体下端外表面设有6°的锥面，所述胶筒、背圈和卡瓦上端面套于该锥面上。


3.根据权利要求1所述的轻金属速钻桥塞，其特征是：所述胶筒内表面与锥体配合的锥面角度为7°，胶筒内部还有一个凹槽，在胶...

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