本发明专利技术公开了页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，包括底座、卡瓦组、卡瓦推块、密封胶筒，还包括防突坐封推块、防突底座、卡瓦箍环、丢手机构及中心杆。尾座与中心杆采用螺栓连接。卡瓦组与底座、卡瓦推块采用楔形槽的方式配合并在坐封前用卡瓦箍环紧固，坐在中心杆上。密封胶筒两侧有防突底座、防突坐封推块，防突底座与卡瓦推块用螺纹相连接，防突坐封推块与丢手机构用销钉相连接。防突坐封推块、密封胶筒、防突底座和卡瓦推块推块可沿中心杆向下限位移动，卡瓦组锚定坐封后，继续挤压密封胶筒能径向扩张紧贴管壁。本发明专利技术的桥塞变径范围大，能够在压裂作业套管严重缩径变形时平稳通过。严重缩径变形时平稳通过。严重缩径变形时平稳通过。
【技术实现步骤摘要】
页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞
[0001]本专利技术涉及石油天然气、页岩气压裂作业井下工具
，具体涉及页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞
技术介绍
[0002]随着油气开采的目标转向低渗透、低品位资源，水平井分段压裂技术已成为有效提高油藏增产和单井产量的重要手段，而桥塞是压裂作业的重要工具之一，应用日益广泛。可溶桥塞可用于对油、气、水层进行临时性封堵,使用于水平井和垂直井的多层压裂,采用先进的可降解金属和橡胶材料,实现了桥塞的完全降解,帮助用户减小使用风险,相比于传统复合桥塞，不需要连续油管钻塞,减少连续油管作业成本。
[0003]可溶桥塞主要由桥塞主体、卡瓦、密封胶筒等组成。在实际情况中，由于前期深层非常规气区块套变频发，作为主体工具的桥塞国内外最小外径仅有83毫米，在水平井压裂中或压裂后出现套管严重缩径变形时，桥塞不能通过套变位置，无法泵送至预定设计位置进行有效实施分段改造，限制了深层非常规气高效开发。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是设计页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，使其能够在压裂作业套管严重缩径变形时平稳通过，又能在胶筒大变形扩张时更好的密封，胶筒承压足够，同时在压裂施工结束后桥塞可完全溶解，井筒全通径快速投产。
[0005]本专利技术专利的技术方案是：分段压裂C类页岩套变井的小直径可溶桥塞，包括底座、卡瓦组、卡瓦推块、密封胶筒、丢手机构，还包括防突坐封推块、防突底座、卡瓦箍环及中心杆。尾座与中心杆采用螺栓连接。卡瓦组与底座、卡瓦推块采用楔形槽的方式配合并在坐封前用卡瓦箍环紧固，坐在中心杆上。密封胶筒两侧有防突底座、防突坐封推块，防突底座与卡瓦推块用螺纹相连接。丢手机构与防突坐封推块采用螺纹连接，并坐在中心杆上，丢手机构与坐封工具用销钉连接。随着防突坐封推块中的防提前坐封的销钉被剪断，使桥塞的防突坐封推块、密封胶筒、防突底座和卡瓦推块沿中心杆向下限位移动，卡瓦推块向下限位移动驱使卡瓦组沿楔形槽径向向外移出，快速啮入套管壁到达完成坐封位置时，卡瓦推块中的弹簧销钉下弹到中心杆预留的限位槽内，防止卡瓦回退。坐封锚定后，继续挤压密封胶筒，密封胶筒在受力的作用下径向扩张，发生大变形膨胀，使密封胶筒完全膨胀紧贴套管内壁。防突坐封推块与丢手机构配合，内部同样设有弹簧销钉限位自锁结构，防止密封胶筒得在压裂过程中回弹。该过程中，桥塞在坐封工具泵送推动作用下由初始70mm的外径到紧贴套管内壁大变形扩张；压裂施工结束后，桥塞金属部分和密封胶筒全部溶解。
[0006]所述的中心杆上有两个对称的半圆凹槽，与防突坐封推块的半圆凸槽相配合，限制桥塞整体的周向转动，在中心杆中部有两处限位槽，每处四个，当卡瓦推块和防突坐封推块完成坐封后，内部的弹簧销钉弹入限位槽，使得桥塞在压裂过程中始终保持锚定密封状
态。
[0007]所述的卡瓦组为分瓣式单卡瓦组结构，由于桥塞外径为70mm，则卡瓦沿轴向分布为四个，卡瓦长度较长，并通过楔形槽分别与底座和卡瓦推块相配合并在坐封前由卡瓦箍环固定在中心杆上避免分离，防突坐封推块、密封胶筒、防突底座和卡瓦推块沿中心杆向下限位移动，卡瓦推块向下限位移动驱使卡瓦组沿楔形槽径向向外移出，快速啮入套管壁完成坐封。所述的卡瓦组其载体由镁基可溶合金材料构成，左右均匀分布卡瓦牙，卡瓦牙设计成片状齿形结构，由陶瓷材料制成，可提高卡瓦锚定的可靠性，易于返排。
[0008]所述的防突坐封推块和防突底座均由镁基可溶合金材料制成，两者均将防突装置一体化设计，不仅可以节省材料，还能提高密封胶筒与套管之间的接触应力，保证桥塞的密封性能，并与胶筒保护伞固定连接。防突坐封推块与丢手螺纹连接，内部设有启动销钉，防止桥塞提前坐封。防突坐封推块和防突底座可在中心杆上运动，中心杆上设有限位槽，两者内部设有限位自锁装置设计可避免胶筒密封后及卡瓦锚定后回弹。
[0009]所述的密封胶筒在防突坐封推块和防突底座中间位置固定，采用氢化丁腈橡胶作为水溶胶筒的主体材料，通过添加促进剂TMTD和军工材料来调节硬度和亲水性能。氢化丁腈橡胶耐高温达178℃，耐酸碱抗腐蚀，抗腐蚀能力强；不会出现硬化现象，具有良好的超弹性性能。密封胶筒使用的是圆弧型状和中空设计，使得胶筒变径范围更大，密封效果更好，施工结束后，密封胶筒随着可溶金属一起全部溶解。
[0010]所述的丢手机构与防突坐封压筒配合，通过销钉固定连接，丢手机构可推动防突坐封推块在中心杆上限位运动，丢手机构固定在中心杆上。当桥塞完成坐封时，坐封工具收回，剪断固定销钉，与桥塞分离。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]1)本专利技术的可溶桥塞外径为70mm，相比现有可溶桥塞具有外径小，无需考虑连续油管下入，可以有效解决压裂作业套管严重缩径变形无可用分隔工具的技术难题。
[0013]2)本专利技术所设计的密封胶筒结构为圆弧中空型，能保证胶筒在挤压的作用下从外径70mm紧密贴合上114.3直径的套管上，确保桥塞密封性能的可靠以及自身的承压。
[0014]3)本专利技术所设计的卡瓦组为分瓣式单卡瓦组结构，由于桥塞外径为70mm，卡瓦沿轴向分布为4个，卡瓦长度较长，并通过楔形槽分别与底座和卡瓦推块相配合并在坐封前由卡瓦箍环固定在中心杆上避免分离，防突坐封推块、密封胶筒、防突底座和卡瓦推块沿中心杆向下限位移动，卡瓦推块向下限位移动驱使卡瓦组沿楔形槽径向向外移出，快速啮入套管壁完成坐封。所述的卡瓦组其载体由镁基可溶合金材料构成，左右均匀分布卡瓦牙，卡瓦牙设计成片状齿形结构，由陶瓷材料制成，可提高卡瓦锚定的可靠性，易于返排。
[0015]4)本专利技术的可溶桥塞，不用投封堵球入座密封，桥塞可直接快速实现密封分隔作用，进行分段压裂施工。与复合桥塞相比，无需钻塞作业，节省了桥塞钻磨带来的时间和成本，易返排，溶解完成后井筒全通径快速投产。
附图说明
[0016]本专利技术专利将通过附图方式来说明，其中：
[0017]图1是本专利技术的分段压裂C类页岩套变井的小直径可溶桥塞的整体结构示意图。
[0018]图2是本专利技术的分段压裂C类页岩套变井的小直径可溶桥塞的整体结构剖视图
[0019]图3是图1中卡瓦组的结构示意图。
[0020]图4是图1中密封胶筒的结构示意图。
[0021]图中，1—底座，2—中心杆，21—左限位槽，22—右限位槽，3—卡瓦组，31—卡瓦牙，32—左楔形凸台，33—右楔形凸台，4—卡瓦箍环，5—卡瓦推块，51—楔形槽，6—M4内六角螺栓，7—弹簧销钉1，8—防突底座，9—密封胶筒，10—防突坐封推块，11—M4内六角螺栓，12—弹簧销钉2,13—启动销钉，14—丢手机构，15—剪切销钉。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0023]如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术的页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，包括括底座1、卡瓦组(3)、卡瓦推块(5)、密封胶筒(9)、丢手机构(14)，还包括防突坐封推块(10)、防突底座(8)、卡瓦箍环(4)及中心杆(2)。尾座(1)与中心杆(2)采用螺栓连接。卡瓦组(3)与底座(1)、卡瓦推块(5)采用楔形槽(51)的方式配合并在坐封前用卡瓦箍环(4)紧固，坐在中心杆(2)上。密封胶筒(9)两侧有防突底座(8)、防突坐封推块(10)，防突底座(8)与卡瓦推块(5)用螺纹相连接。丢手机构(14)与防突坐封推块(10)采用螺纹连接，并坐在中心杆(2)上，丢手机构(14)与坐封工具用销钉(15)连接。随着防突坐封推块(10)中的防提前坐封的销钉(13)被剪断，使桥塞的防突坐封推块(10)、密封胶筒(9)、防突底座(8)和卡瓦推块(5)沿中心杆(2)向下限位移动，卡瓦推块(5)向下限位移动驱使卡瓦组(3)沿楔形槽(51)径向向外移出，快速啮入套管壁到达完成坐封位置时，卡瓦推块5中的弹簧销钉7下弹到中心杆预留的左限位槽(21)内，防止卡瓦回退。坐封锚定后，继续挤压密封胶筒(9)，密封胶筒在受力的作用下径向扩张，发生大变形膨胀，使密封胶筒(9)完全膨胀紧贴套管内壁。防突坐封推块(10)与丢手机构(14)配合，内部同样设有弹簧销钉(12)限位自锁结构，防止密封胶筒得在压裂过程中回弹。该过程中，桥塞在坐封工具泵送推动作用下由初始70mm的外径到紧贴套管内壁大变形扩张；压裂施工结束后，桥塞金属部分和密封胶筒(9)全部溶解。2.根据权利要求1所述的页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，其特征在于，所述的卡瓦组(3)为分瓣式单卡瓦组结构，长度较长，沿轴向共分布四个。卡瓦左右均匀分布有卡...
【专利技术属性】
技术研发人员：易良平，黄健，杨兆中，李小刚，杨荣杰，伍海平，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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