【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气勘探开发，特别是油气勘探开发压裂施工的射孔炮眼封堵领域；具体涉及一种可变溶解速率的压裂可溶桥塞。
技术介绍
1、在油气田勘探开发过程中，水力压裂是一种重要的增产手段，其原理是由地面的柱塞泵驱动携砂流体，携砂流体在柱塞泵的作用下在套管内向射孔炮眼处流动，经射孔孔位向地层中注入大量携砂流体，地层在流体巨大的压力作用下开启裂缝，同时这些裂缝被流体中的砂粒支撑下无法闭合，这些不能闭合的裂缝让地层拥有了更好的岩石物理性质，从而使油气井获得更好的油气产能。
2、通常层位较多的，或水平段较长的油气井压裂施工是分段进行的，根据情况不同，会将整个压裂施工分成数段或数十段不等的段压裂段进行作业，其中每个压裂段又包含数十至数百不等的射孔孔位，这些射孔孔位是由射孔工具击穿套管壁、水泥环形成的用来联通井筒和地层的油气通道。通常分段压裂的作业工序是：对第一段进行射孔-对第一段孔位进行压裂-封堵第一段孔位-对第二段进行射孔，压裂第二段孔位，封堵第二段孔位…以此类推，直至完成全井压裂。当最后一个压裂段的压裂施工完成后，需要将井筒内的桥塞清除，并将井筒内的压裂液、支撑剂返排到地面，保证井筒的通畅，分段压裂施工到此全部完成。
3、在具体的分段压裂施工过程中，每进行下一段压裂施工之前需要对前一段已经完成压裂施工的射孔炮眼进行临时性封堵。具体方法是由电缆或连续油管将坐封工具和可溶桥塞等，输送至已经完成压裂施工的压裂段的上部，使用坐封工具坐封可溶桥塞使桥塞固定在套管壁上，剪切丢手从而断开桥塞和电缆/连续油管的连接，上提电缆/连续
4、常规的可溶桥塞整体或任一部件零部件都是由单一材质的可溶材料制作而成的如可溶美铝金属或聚乙醇酸(pga）等材料，所以常规可溶桥塞的整体或任一部件，在一定条件下的溶解速率是固定的，例如：在外界环境不发生改变的情况下，可溶桥塞从接触流体开始直至完全溶解，溶解速率始终保持在某一数值。当可溶桥塞被投入井中，激活坐封，并完成其使命后，此时的可溶桥塞虽已失效，但仍有较大的体积未被溶解，其将保持与坐封有效时相同的溶解速率继续缓慢溶解。
5、此时通常有3个选择：1.等待完全溶解后再返排压裂液。这通常需要花费较长的时间，而这将导致压裂液无法即使返排，使地层遭受污染，同时也会导致延期开井，无法及时开井产生、产生经济效益。2.采用连续油管钻塞/通井，钻磨掉还未完全溶解的桥塞。这会产生额外的、不菲的作业费用。3.在桥塞未完全溶解的情况下返排压裂液，即利用可溶桥塞中央的通径返排压裂液。但桥塞中央通径和套管的直径相比要小的多，仅通过桥塞通径返排压裂液，使得压裂液的返排通道受到了很大的限制。这会导致返排压裂液的总量不及预期、返排压裂液的周期拉长、返排液的携砂能力下降，导致返排后的井筒内仍滞留较多的支撑剂如石英砂、陶粒等种种问题，使得返排的效果不佳，压裂增产的效果不及预期。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本专利技术公开了一种可变溶解速率的压裂可溶桥塞。
2、本专利技术所述可变溶解速率的压裂可溶桥塞，由多个子部件组装而成，至少一个子部件具备以下特征：
3、所述子部件由外壳和由外壳包裹的嵌体组成，所述外壳外表面为所述桥塞在使用阶段初期接触外部液体的面，所述外壳内表面包围嵌体，且内表面为所述桥塞在使用阶段初期不可能接触外部液体的面，所述外壳材料的溶解速度低于所述嵌体。
4、优选的，所述外壳上设置有薄弱点，所述薄弱点的溶解速度快于外壳的其他部分。
5、优选的，所述薄弱点的厚度小于外壳的其他部分，或薄弱点的材料溶解
6、速度快于外壳的其他部分。
7、如权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述嵌体表面设置有多个孔，孔内填充有助溶物质。
8、优选的，所述助溶物质为当溶解于水中时，能够通过改变水矿化度、温度或ph值参数中至少一个，从而加速所述外壳和嵌体溶解的物质。
9、优选的，所述助溶物质为氯化钾、氯化钠、氧化钙中的任意一种。
10、优选的，所述子部件包括锥体、可供所述锥体插入的尾座和分布在锥体和尾座四周的多个卡瓦。
11、优选的，所述锥体的外壳包括锥形的外套筒，以及圆柱形的内套筒，所述外套筒和内套筒均具有水流通孔，所述锥体还包括可套在内套筒内壁上的多个外径与所述外套筒内径配合的环状嵌体，每个环状嵌体上设置有所述孔。
12、优选的，所述尾座的外壳包括上盖，所述上盖包括顶盖，位于顶盖下方的第一圆柱体，和位于第一圆柱体下方且直径小于第一圆柱体的第二圆柱体；所述尾座的外壳还包括底筒，所述底筒包括从上到下分布的第一环形壁、第三环形壁和底孔，所述第一环形壁和第三环形壁之间，第三环形壁和底孔之间分别为直径逐渐缩小的第二环形壁和第四环形壁，所述底孔与第二圆柱体外径配合，所述嵌体包括与顶盖下表面配合的环形顶面，位于环形面下方并与底筒形状配合的环状延伸体，所述环形顶面和环形延伸体底部均设置有多个所述孔，环形顶面开有与所述第一圆柱体外径配合的通孔。
13、优选的，所述卡瓦的外壳包括外盖和内盖，卡瓦嵌体由所述外盖和内盖包裹，所述外盖、内盖和卡瓦嵌体上设置有螺孔，通过可溶材料制成的螺栓连接。
14、本专利技术所述可溶桥塞的组成部件采用了由外壳包裹嵌体的包覆式结构，使得本专利技术的可溶桥塞被投入井中后，外壳先于嵌体接触流体，在初期的溶解速度与常规桥塞相同，当外壳表面预设的薄弱点被溶解突破后，壳体出现缺口，外部流体通过缺口进入壳体内部，使得桥塞各个组成部件接触流体的面积大幅增加，发生溶解反应的总面积变大，整个桥塞的溶解速率因此得到大幅增加，达到既能实现较长封堵时间，又能在封堵失效后快速完全溶解的目的。
15、同时，由于嵌体采用了溶解速度更快的物质，当外壳全部或部分溶解后，流体进入外壳内部，嵌体溶解速度更快，嵌体溶解进一步加速了子部件机械结构的破坏速度，桥塞结构更快解体，造成接触面继续增大，进一步加快了桥塞各个子部件的溶解速度。
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1.一种可变溶解速率的压裂可溶桥塞，由多个子部件组装而成，其特征在于，至少一个子部件具备以下特征：
2.如权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述外壳上设置有薄弱点，所述薄弱点的溶解速度快于外壳的其他部分。
3.如权利要求2所述的可溶桥塞，其特征在于，所述外壳薄弱点处的厚度小于外壳的其他部分，或外壳薄弱点处的材料溶解速度快于外壳的其他部分。
4.如权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述嵌体表面设置有多个孔（4），孔内填充有助溶物质。
5.如权利要求4所述的可溶桥塞，其特征在于，所述助溶物质为当溶解于水中时，能够通过改变水矿化度、温度或PH值参数中至少一个，从而加速所述外壳和嵌体溶解的物质。
6.如权利要求5所述的可溶桥塞，其特征在于，所述助溶物质为氯化钾、氯化钠、氧化钙中的任意一种。
7.如权利要求4所述的可溶桥塞，其特征在于，所述子部件包括锥体（1）、尾座（2）和分布在锥体（1）四周的多个卡瓦（3）。
8.如权利要求7所述的可溶桥塞，其特征在于，所述锥体（1）的外壳包括圆柱形的内套筒（11
9.如权利要求6所述的可溶桥塞，其特征在于，所述尾座（2）的外壳包括上盖（21），所述上盖包括顶盖（24），位于顶盖下方的第一圆柱体（25），和位于第一圆柱体下方且直径小于第一圆柱体的第二圆柱体（26）；所述尾座的外壳还包括底筒（23），所述底筒包括从上到下分布的第一环形壁（231）、第三环形壁（233）和底孔（235），所述第一环形壁（231）和第三环形壁（233）之间，第三环形壁（233）和底孔（235）之间分别为直径逐渐缩小的第二环形壁（232）和第四环形壁（234），所述底孔（235）与第二圆柱体（26）外径配合，所述嵌体包括与顶盖下表面配合的环形顶面，位于环形面下方并与底筒形状配合的环状延伸体，所述环形顶面和环形延伸体底部均设置有多个所述孔（4），环形顶面开有与所述第一圆柱体外径配合的通孔（27）。
10.如权利要求6所述的可溶桥塞，其特征在于，所述卡瓦的外壳包括外盖（31）和内盖（32），卡瓦嵌体（33）由所述外盖和内盖包裹，所述外盖、内盖和卡瓦嵌体上设置有螺孔（34），通过可溶材料制成的螺栓（35）连接。
...【技术特征摘要】
1.一种可变溶解速率的压裂可溶桥塞，由多个子部件组装而成，其特征在于，至少一个子部件具备以下特征：
2.如权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述外壳上设置有薄弱点，所述薄弱点的溶解速度快于外壳的其他部分。
3.如权利要求2所述的可溶桥塞，其特征在于，所述外壳薄弱点处的厚度小于外壳的其他部分，或外壳薄弱点处的材料溶解速度快于外壳的其他部分。
4.如权利要求1所述的可溶桥塞，其特征在于，所述嵌体表面设置有多个孔（4），孔内填充有助溶物质。
5.如权利要求4所述的可溶桥塞，其特征在于，所述助溶物质为当溶解于水中时，能够通过改变水矿化度、温度或ph值参数中至少一个，从而加速所述外壳和嵌体溶解的物质。
6.如权利要求5所述的可溶桥塞，其特征在于，所述助溶物质为氯化钾、氯化钠、氧化钙中的任意一种。
7.如权利要求4所述的可溶桥塞，其特征在于，所述子部件包括锥体（1）、尾座（2）和分布在锥体（1）四周的多个卡瓦（3）。
8.如权利要求7所述的可溶桥塞，其特征在于，所述锥体（1）的外壳包括圆柱形的内套筒（11），以及锥形的外套筒（12），所述外套筒和内套筒均具有水流通孔，所述锥体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瀚，
申请(专利权)人：四川阿莫斯石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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