可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞及间隙的密封方法技术

本发明专利技术公开了一种可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞以及间隙的密封方法，属于油气开采技术领域。解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。该可溶解桥塞用密封组合体包括密封圈以及支撑环，支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，支撑环的轴向端面与密封圈的轴向端面相抵接；支撑环以及密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的部件之外，处于膨胀状态的支撑环的支撑零件能对密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变。本发明专利技术用于减少密封件尺寸，增加桥塞的密封性、扩大桥塞的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
可溶解桥塞用密封组合体、可溶解桥塞及间隙的密封方法
本专利技术属于油气开采
，特别是一种可溶解桥塞用密封组合体、设置该可溶解桥塞用密封组合体的可溶解桥塞以及可溶解桥塞与套管间隙的密封方法。
技术介绍
桥塞是一种用于油气井下的封堵工具，其可以封堵当前的油气生产层，以便于对其他油气生产层实施工艺措施，待工艺完成后，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、采气作业。密封组合体是桥塞上用于密封桥塞与套管之间间隙的重要工具，申请号为:201610868106.2的中国专利技术专利申请公开的桥塞提供了一种密封组合体，其包括上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环，上变径支撑环与下变径支撑环各自均包括两个环形组件。当该密封组合体受到轴向压力后，上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环均发生径向变形并膨胀至与桥塞所在的套管紧密抵接时，上变径支撑环、密封胶筒以及下变径支撑环即可封堵桥塞内部中心通道与套管之间的间隙。本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术中可溶桥塞的密封主要靠变径支撑环和可溶胶筒组成的密封体实现，其中变径支撑环上设计有多条叉状分支，当可溶桥塞下井坐封在套管内时，变径支撑环与可溶胶筒被挤压膨胀，将可溶桥塞与井筒之间的间隙密封，可溶桥塞随入井时间降解，变径支撑环的尺寸也随入井时间降解变小，造成密封体强度减弱，不能满足压裂施工需求可溶桥塞在井下保持24小时以上性能要求，所以存在密封持久性、温度适应性较差的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可溶解桥塞用密封组合体、设置该可溶解桥塞用密封组合体的可溶解桥塞以及(该可溶解桥塞与套管之间)间隙的密封方法，解决了现有技术存在的密封持久性、温度适应性较差的技术问题。本专利技术实施例至少提供了如下技术方案：本专利技术实施例提供的可溶解桥塞用密封组合体，包括密封圈以及支撑环，其中：所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度；所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接；所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件(优选为支撑椎体)之外；所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向(远离轴心线的方向)推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。优选或可选地，所述支撑环为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。优选或可选地，所述支撑环为可溶解或可降解金属材质制成；和/或，所述密封圈为可溶解或可降解金属制成，或者，所述密封圈为可溶解或可降解橡胶制成。优选或可选地，所述支撑零件的横截面外轮廓和/或内轮廓呈O形(或理解为环形)或C型(或理解为带缺口的环形)，每个所述支撑零件的轴向端面上均设置有滑动坡面，相邻的所述支撑零件的滑动坡面之间彼此相抵接。优选或可选地，所述支撑环包含的所述支撑零件的数目为两个或两个以上，且两个所述支撑零件中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。本专利技术实施例提供的可溶解桥塞，包括中心杆、本专利技术任一技术方案提供的可溶解桥塞用密封组合体，所述可溶解桥塞用密封组合体的所述支撑环以及所述密封圈均套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件(优选为支撑椎体)之外。优选或可选地，所述可溶解桥塞包括支撑锥体以及轴向挤压件，其中：所述支撑锥体设置有中心孔以及下部外锥面，且所述支撑锥体的中心孔套设在所述中心杆上；所述支撑环以及所述密封圈均套设在所述支撑锥体的下部外锥面上，所述密封圈的位置相对更接近所述下部外锥面外径最大的位置；所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力能使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙，同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力能使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。优选或可选地，所述支撑锥体的材质与所述支撑环的材质相同并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。优选或可选地，所述轴向挤压件的上端面设置有限位凸缘，所述支撑环的中心孔的端口处设置有与所述限位凸缘匹配的限位槽，所述限位凸缘嵌于所述限位槽与所述支撑锥体的所述下部外锥面之间；和/或，所述支撑环以及所述密封圈各自的内壁均设置有与所述支撑锥体的下部外锥面适配的滑动内坡面。优选或可选地，所述轴向挤压件为下卡瓦，所述下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面，所述上端内锥面套设在所述下部外锥面上，所述下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙，所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体(或称:锁母或丢手)，所述可脱落支撑体设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦的下部只在径向方向上滑动，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述下部外锥面以及所述上端内锥面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀当所述可溶解桥塞坐封时所述下卡瓦的所述下锚定齿牙卡在所述套管，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述可溶解桥塞坐封时至少所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。优选或可选地，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环的下部设置有限位外锥面，所述支撑锥体中心孔的上端设置有与所述限位外锥面匹配的限位内锥面；所述支撑锥体的上端面还设置有连接凸缘，所述连接凸缘与所述连接轴环的上部螺纹连接；所述可溶解桥塞坐封时所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内，所述密封圈、所述支撑环以及所述下卡瓦介于所述支撑锥体与所述套管之间。优选或可选地，所述下卡瓦包括若干环绕所述可溶解桥塞的轴心线排列的齿牙基座，每个所述齿牙基座外壁上设置有若干下锚定齿牙(下卡瓦除去下锚定齿牙外的结构优选为一体式结构)，相邻的所述齿牙基座之间存在间隙且通过连接筋相连接，所述导向凸齿位于所述齿牙基座上，所述下卡瓦膨胀至坐封位置时，所述连接筋断开，所述齿牙基座带动下所述下锚定齿牙卡在所述可溶解桥塞所在的套管内。优选或可选地，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环套设有中心筒，所述中心筒上部设置有止位凸缘，所述中心筒的止位凸缘的下方从上往下依次套设有压环、上卡瓦以及所述支撑锥体的部分区段，其中：所述止位凸缘与所述压环的上端面相抵接；所述压环上的限位凸齿与所述上卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述上卡瓦的上部只能沿径向方向滑动；所述支撑锥体还设置有上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，包括密封圈以及支撑环，其中：/n所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度；/n所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接；/n所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外；/n所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。/n

【技术特征摘要】
1.一种可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，包括密封圈以及支撑环，其中：
所述支撑环的刚度强于所述密封圈的刚度；
所述支撑环包括至少两个彼此能沿径向滑动的支撑零件组成，所述支撑环的轴向端面与所述密封圈的轴向端面相抵接；
所述支撑环以及所述密封圈各自的中心孔均能套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外；
所述支撑环受到朝接近密封圈方向的轴向推力以及从内往外的径向推力后其支撑零件能沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。


2.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，所述支撑环为可溶解或可降解材质制成并能阻挡所述密封圈在所述支撑环溶解前泄露。


3.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，所述支撑环为可溶解或可降解金属材质制成；和/或，
所述密封圈为可溶解或可降解金属制成，或者，所述密封圈为可溶解或可降解橡胶制成。


4.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，所述支撑零件的横截面外轮廓和/或内轮廓呈O形或C型，每个所述支撑零件的轴向端面上均设置有滑动坡面，相邻的所述支撑零件的滑动坡面之间彼此相抵接。


5.根据权利要求1所述的可溶解桥塞用密封组合体，其特征在于，所述支撑环包含的所述支撑零件的数目为两个或两个以上，且两个所述支撑零件中其中一个轴向上厚度最大的部分与其中另一个轴向上厚度最小的部分相抵接。


6.一种可溶解桥塞，其特征在于，包括中心杆、权利要求1-5任一所述的可溶解桥塞用密封组合体，所述可溶解桥塞用密封组合体的所述支撑环以及所述密封圈均套设在可溶解桥塞的中心杆上的部件之外。


7.根据权利要求6所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述可溶解桥塞包括支撑锥体以及轴向挤压件，其中：
所述支撑锥体设置有中心孔以及下部外锥面，且所述支撑锥体的中心孔套设在所述中心杆上；
所述支撑环以及所述密封圈均套设在所述支撑锥体的下部外锥面上，所述密封圈的位置相对更接近所述下部外锥面外径最大的位置；
所述轴向挤压件对所述支撑环以及所述密封圈施加轴向推力推动所述支撑环以及所述密封圈在所述下部外锥面上朝外径尺寸渐大的方向滑动时，所述下部外锥面对所述密封圈施加的从内往外的径向推力能使所述密封圈发生径向变形并在所述可溶解桥塞坐封于油气井内的套管时密封所述支撑锥体与所述套管之间的间隙，同时，所述下部外锥面对所述支撑环施加的从内往外的径向推力能使所述支撑环的支撑零件沿径向滑动至膨胀状态，处于膨胀状态的所述支撑环的支撑零件能对膨胀状态的所述密封圈施加轴向推力以阻止密封圈沿轴向发生形变并能阻挡所述密封圈生成的溶解物泄露。


8.根据权利要求7所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述支撑锥体的材质与所述支撑环的材质相同。


9.根据权利要求7所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述轴向挤压件的上端面设置有限位凸缘，所述支撑环的中心孔的端口处设置有与所述限位凸缘匹配的限位槽，所述限位凸缘嵌于所述限位槽与所述支撑锥体的所述下部外锥面之间；和/或，所述支撑环以及所述密封圈各自的内壁均设置有与所述支撑锥体的下部外锥面适配的滑动内坡面。


10.根据权利要求7所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述轴向挤压件为下卡瓦，所述下卡瓦的中心孔的端口处设置有上端内锥面，所述上端内锥面套设在所述下部外锥面上，所述下卡瓦的外表面设置有若干下锚定齿牙，所述中心杆的底部连接有可脱落支撑体，所述可脱落支撑体设置有若干限位凸齿，所述限位凸齿与所述下卡瓦上的导向凸齿相啮合且该啮合结构能使所述下卡瓦的下部只在径向方向上滑动，所述中心杆拉动所述可脱落支撑体上行过程中，所述可脱落支撑体会拉动所述下卡瓦一并上行，在所述下部外锥面以及所述上端内锥面共同的作用下所述下卡瓦逐渐膨胀当所述可溶解桥塞坐封时所述下卡瓦的所述下锚定齿牙卡在所述套管，所述可脱落支撑体从所述中心杆脱落，所述可溶解桥塞坐封时至少所述支撑锥体、所述下卡瓦、所述支撑环以及所述密封圈坐封于所述套管内。


11.根据权利要求10所述的可溶解桥塞，其特征在于，所述中心杆设置有连接轴环，所述连接轴环的下部设置有限位外锥面，所述支撑锥体中心孔的上端设置有与所述限...

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