一種複合橋塞的製作方法
2023-06-10 10:50:11
一種複合橋塞的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種複合橋塞，屬於油氣田井下封堵工具【技術領域】，該橋塞包括球座、膠筒、支撐體、卡瓦、丟手銷釘、下接頭及可溶性壓裂球，中心杆的一端設置有螺紋，中心杆的另一端通過丟手銷釘與下接頭連接；球座、支撐體、下接頭依次套裝在中心杆上，球座與支撐體的一端連接，球座靠近中心杆螺紋端的一端設置有與可溶性壓裂球匹配的內凹曲面，球座與支撐體連接的一端呈錐形，球座與支撐體的連接處外套有膠筒，支撐體上設有牴觸部，膠筒夾設於牴觸部和球座之間，支撐體未與球座連接的一端呈錐形且與下接頭連接，支撐體的呈錐形的一端與卡瓦相互配合。在壓裂、酸化施工作業後，溶解壓裂球而不用鑽除橋塞就可以實現現場的排液和生產。
【專利說明】一種複合橋塞
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣田井下封堵工具【技術領域】，特別涉及一種複合橋塞。
【背景技術】
[0002]頁巖氣，是從頁巖層中開採出來的一種非常重要的非常規天然氣資源，為實現頁巖氣的工業化突破，重點在於將地質選區評價、儲層識別、水平井分段壓裂改造等技術作為突破口 ；未來頁巖氣的開發主要是靠小井眼鑽井和先期裸眼完井降低工程成本、靠水平井分段壓裂技術提高單井產量、靠長水平段水平井延長油氣井生產周期的開發模式，最終實現頁巖氣的效益開發。
[0003]目前，壓裂技術中存在一種使用複合橋塞配合進行分段壓裂的方式，複合橋塞經送入工具送入到預定位置後由坐封工具進行坐封；坐封完成後對當前目的層進行壓裂酸化施工，施工完成後會下入另一個複合橋塞，對上一目的層進行封堵。在各級壓裂酸化施工完成後，需要通過連續油管攜帶鑽銑工具將各級複合橋塞鑽除，才能下入生產管柱進行正常生產。
[0004]然而，在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題:
[0005]隨著頁巖氣開發井的深度增加、水平段增長，在壓裂、酸化施工作業後，由於連續油管的長度限制，不能完成對井深超過5000m的開發井進行施工作業，且連續油管在水平段行進超過1500m之後會發生自鎖，不能繼續前進，進而導致連續油管不能引導鑽銑工具鑽除橋塞，無法實現後續正常生產，因此，現有的複合橋塞存在難以鑽除的風險，並且現有的複合橋塞零件較多、結構複雜、成本較高。
實用新型內容
[0006]為了解決現有技術的問題，本實用新型實施例提供了一種複合橋塞，技術方案如下:
[0007]本實用新型實施例提供了一種複合橋塞，適用於配合中心杆對油氣井進行封堵，所述橋塞包括球座、膠筒、支撐體、卡瓦、丟手銷釘、下接頭及可溶性壓裂球，
[0008]所述中心杆的一端設置有螺紋，所述中心杆的另一端通過所述丟手銷釘與所述下接頭連接；所述球座、支撐體、下接頭依次套裝在所述中心杆上，所述球座與所述支撐體的一端連接，所述球座靠近所述中心杆螺紋端的一端設置有與所述可溶性壓裂球匹配的內凹曲面，所述球座與所述支撐體連接的一端呈錐形，所述球座與所述支撐體的連接處外套有所述膠筒，所述支撐體上設有牴觸部，所述膠筒夾設於所述牴觸部和所述球座之間，所述支撐體未與所述球座連接的一端呈錐形且與所述下接頭連接，所述支撐體的呈錐形的一端與所述卡瓦相互配合，使得當所述球座移動進而帶動所述支撐體移動時，所述卡瓦被撐開。
[0009]進一步地，所述支撐體包括筒體和與所述筒體同軸連接的支撐部，所述支撐部與所述筒體的連接處形成所述牴觸部，所述支撐部的另一端的外壁呈錐形。
[0010]進一步地，所述橋塞還包括護腕，所述護腕與所述膠筒匹配連接並緊抵在所述支撐體的牴觸部處。
[0011]進一步地，所述球座與所述支撐體之間使用第一荊棘環連接，所述第一荊棘環匹配固定於所述球座呈錐形的一端的內側，所述第一荊棘環的環內帶有多個限制所述球座單向移動的荊棘齒。
[0012]進一步地，所述支撐體與所述下接頭之間使用第二荊棘環連接，所述第二荊棘環匹配固定於所述支撐體呈錐形的一端的內側，所述第二荊棘環的環內帶有多個限制所述支撐體單向移動的荊棘齒。
[0013]進一步地，所述中心杆的一端沿徑向設置有多個用於插裝所述丟手銷釘的銷釘孔。
[0014]進一步地，所述球座、支撐體及下接頭的內部形成的用於套裝所述中心杆的通道的直徑大於或等於50mm。
[0015]較佳地,所述橋塞適用匹配114.3mm、127mm及139.7mm套管。
[0016]本實用新型實施例提供的技術方案的有益效果是:
[0017]通過使用球座、支撐體及下接頭依次連接並套接在中心杆上，在使用專用工具對球座施加壓力時，在球座錐形端力的作用下膠筒會逐漸膨脹進行封層，支撐體的錐形端受力的作用也會撐開卡瓦對橋塞整體進行錨定，丟手銷釘因外作用力過大而被剪斷後，中心杆會被拉出；球座處可以投入可溶性壓裂球輔助封堵，由於球座、支撐體及下接頭的內部形成的用於套裝中心杆的通道，在壓裂、酸化施工作業後，溶解可溶性壓裂球而不用鑽除橋塞就可以實現現場的排液和生產；同時，本實用新型提供的橋塞結構簡單巧妙、降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的一種複合橋塞的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0021]實施例
[0022]參見圖1，本實用新型實施例提供了一種複合橋塞，適用於配合中心杆I對油氣井進行封堵，該橋塞包括球座2、膠筒3、支撐體4、卡瓦5、丟手銷釘6、下接頭7及可溶性壓裂球(圖未示)，中心杆I的一端設置有螺紋，中心杆I的另一端通過丟手銷釘6與下接頭7連接；球座2、支撐體4和下接頭7依次套裝在中心杆I上，球座2與支撐體4的一端連接，球座2靠近中心杆I螺紋端的一端設置有與可溶性壓裂球匹配的內凹曲面2a，球座2與支撐體4連接的一端呈錐形，球座2與支撐體4的連接處外套有膠筒3，支撐體4上設有牴觸部4c，膠筒夾設與牴觸部4c和球座2之間，支撐體4的另一端(即未與球座2連接的一端)呈錐形且與下接頭7連接，支撐體4的呈錐形的一端與卡瓦5相互配合，使得當球座2移動進而帶動支撐體4移動時，卡瓦5被撐開。
[0023]具體地，中心杆I的螺紋端一般與專用的送入工具連接，下入橋塞時中心杆I帶銷釘孔的一端通過丟手銷釘6與下接頭連接固定，中心杆I整體穿過球座2、支撐體4及下接頭7，此時中心杆I為橋塞的臨時載體；封層時會使用專用工具對球座2上端施加壓力，在壓力作用下球座2會在中心杆I上滑動下移，由於球座2下端呈錐形，球座2下移時會使得球座2錐形端外套的膠筒3膨脹，膠筒3膨脹後會緊固於當前目的層；由於支撐體4與球座2連接，球座2下移時會帶動支撐體4在中心杆I上滑動下移，卡瓦5套裝在支撐體4呈錐形的一端的外部，在支撐體4的作用力下卡瓦5會被撐開卡住外橋塞外的套管，使得橋塞整體錨定在套管預定位置；在橋塞緊固錨定後，當球座2上的作用力越來越大，使得丟手銷釘6處沿中心杆I軸向方向的剪切力達到臨界值時，丟手銷釘6被剪斷同時中心杆I被拉出，此時可以下入可溶性壓裂球於球座2的內凹曲面2a處，完成對當前目的層的封堵；本實施例提供的複合橋塞在橋塞內部形成較大直徑的通道，橋塞整體結構簡單巧妙，具有優異的封層效果且節省了成本。
[0024]經複合橋塞及可溶性壓裂球封堵目的層後，即可實施對當前目的層的壓裂酸化，完成當前目的層的壓裂改造後，可以繼續下入另一複合橋塞及可溶性壓裂球完成對另一目的層的封堵，以此類推，當完成所有目的層的分層壓裂改造後，需要解除各層橋塞的封堵以保證井筒現場井的排液和生產，相對於現有技術中使用連續油管鑽磨橋塞打通排液通道，本實施例提供的複合橋塞僅需要溶解封堵的可溶性壓裂球，不用鑽除橋塞，橋塞中間球座
2、支撐體4及下接頭7形成的通道即可滿足排液生產，節約了鑽磨橋塞的費用和時間。
[0025]進一步地，支撐體4包括筒體4a和與筒體4a同軸連接的支撐部4b，支撐部4b與筒體4a的連接處形成牴觸部4c，支撐部4b的另一端的外壁呈錐形。該橋塞還包括護腕10，護腕10與膠筒3匹配連接並緊抵在支撐體4的牴觸部4c處。
[0026]具體地，支撐體4的一端為筒體4a，中部為支撐部4b，筒體4a與支撐部4b之間構成牴觸部4c,支撐體4b呈錐形的一端用於外套卡瓦5,卡瓦5套裝在支撐體4的錐面4d上，在支撐體4移動時卡瓦5會被撐開；護腕10的一端套裝於筒體4a上並緊抵在牴觸部4c處，膠筒3與球座2接觸的一端設有錐形的內凹槽3a，膠筒3的另一端的外壁呈錐形，膠筒3呈錐形的一端與護腕10匹配套接，護腕10是與膠筒3相同的橡膠材質，護腕10可以防止膠筒3在球座2的作用力下一端皺起，在對膠筒3起到很好的支撐及保護作用的同時，也加強了膠筒3的封層效果。
[0027]進一步地，球座2與支撐體4之間使用第一荊棘環8連接，第一荊棘環8匹配固定於球座2呈錐形的一端的內側，第一荊棘環8的環內帶有多個限制球座2單向移動的荊棘齒(圖未示)。
[0028]具體地，在本實施例的一種實現方式中，第一荊棘環8的環外側呈齒輪狀，球座2上設置有與第一荊棘環8匹配的凹槽，第一荊棘環8的環內的表面上均勻分布有多個荊棘齒，荊棘齒限定球座2隻能單向移動，可以防止球座2撐開膠筒3後反向移動，保證了膠筒3的密封效果。
[0029]進一步地，支撐體4與下接頭之間使用第二荊棘環9連接，第二荊棘環9匹配固定於支撐體4呈錐形的一端的內側，第二荊棘環9的環內帶有多個限制支撐體4單向移動的荊棘齒(圖未示)。
[0030]具體地，在本實施例的一種實現方式中，第二荊棘環9的環外側呈齒輪狀，支撐體4上設置有與第二荊棘環9匹配的凹槽，第二荊棘環9的環內的表面上均勻分布有多個荊棘齒，荊棘齒限定支撐體4隻能單向移動，可以防止支撐體4撐開卡瓦5後反向移動，輔助卡瓦5加強錨定效果。
[0031]進一步地，中心杆I的一端沿徑向設置有多個用於插裝丟手銷釘6的銷釘孔11。
[0032]具體地，設置多個銷釘孔11便於按需求插裝不同數量的丟手銷釘6，可以按照丟手銷釘6的數量調控到預定的剪切力。
[0033]進一步地，球座2、支撐體4及下接頭7的內部形成的用於套裝中心杆I的通道的直徑大於或等於50mm。
[0034]具體地，現有的常規複合橋塞的通徑一般小於30mm，影響了現場的排液和生產，本實施例提供的複合橋塞的球座2、支撐體4及下接頭內部形成的通徑大於或等於50_，在溶掉可溶性壓裂球後，在不鑽磨橋塞的情況下即可滿足現場的排液及生產。
[0035]較佳地，本實用新型實施例提供的橋塞適用匹配114.3mm、127mm及139.7mm套管。
[0036]較佳地，本實用新型實施例提供的橋塞的工作壓力等級為0_70MPa，橋塞的工作溫度等級為0-120°C。
[0037]本實用新型實施例提供的複合橋塞，通過使用球座、支撐體及下接頭依次連接並套接在中心杆上，在使用專用工具對球座施加壓力時，在球座錐形端力的作用下膠筒會逐漸膨脹進行封層，支撐體的錐形端受力的作用也會撐開卡瓦對橋塞整體進行錨定，丟手銷釘因外作用力過大而被剪斷後，中心杆會被拉出；球座處可以投入可溶性壓裂球輔助封堵，由於球座、支撐體及下接頭的內部形成的用於套裝中心杆的通道，在壓裂、酸化施工作業後，溶解可溶性壓裂球而不用鑽除橋塞就可以實現現場的排液和生產；同時，本實用新型提供的橋塞結構簡單巧妙、降低了成本。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種複合橋塞，適用於配合中心杆對油氣井進行封堵，其特徵在於，所述橋塞包括球座、膠筒、支撐體、卡瓦、丟手銷釘、下接頭及可溶性壓裂球， 所述中心杆的一端設置有螺紋，所述中心杆的另一端通過所述丟手銷釘與所述下接頭連接；所述球座、支撐體、下接頭依次套裝在所述中心杆上，所述球座與所述支撐體的一端連接，所述球座靠近所述中心杆螺紋端的一端設置有與所述可溶性壓裂球匹配的內凹曲面，所述球座與所述支撐體連接的一端呈錐形，所述球座與所述支撐體的連接處外套有所述膠筒，所述支撐體上設有牴觸部，所述膠筒夾設於所述牴觸部和所述球座之間，所述支撐體未與所述球座連接的一端呈錐形且與所述下接頭連接，所述支撐體的呈錐形的一端與所述卡瓦相互配合，使得當所述球座移動進而帶動所述支撐體移動時，所述卡瓦被撐開。
2.根據權利要求1所述的橋塞，其特徵在於，所述支撐體包括筒體和與所述筒體同軸連接的支撐部，所述支撐部與所述筒體的連接處形成所述牴觸部，所述支撐部的另一端的外壁呈錐形。
3.根據權利要求1所述的橋塞，其特徵在於，所述橋塞還包括護腕，所述護腕與所述膠筒匹配連接並緊抵在所述支撐體的牴觸部處。
4.根據權利要求1所述的橋塞，其特徵在於，所述球座與所述支撐體之間使用第一荊棘環連接，所述第一荊棘環匹配固定於所述球座呈錐形的一端的內側，所述第一荊棘環的環內帶有多個限制所述球座單向移動的荊棘齒。
5.根據權利要求2所述的橋塞，其特徵在於，所述支撐體與所述下接頭之間使用第二荊棘環連接，所述第二荊棘環匹配固定於所述支撐體呈錐形的一端的內側，所述第二荊棘環的環內帶有多個限制所述支撐體單向移動的荊棘齒。
6.根據權利要求1所述的橋塞，其特徵在於，所述中心杆的一端沿徑向設置有多個用於插裝所述丟手銷釘的銷釘孔。
7.根據權利要求1所述的橋塞，其特徵在於，所述球座、支撐體及下接頭的內部形成的用於套裝所述中心杆的通道的直徑大於或等於50_。
8.根據權利要求1-7任一項所述的橋塞，其特徵在於，所述橋塞適用匹配114.3mm、127mm 及 139.7mm 套管。
【文檔編號】E21B33/134GK204113212SQ201420587535
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】佘朝毅, 尹強, 喻成剛, 李明, 鄧友超, 楊雲山, 魏微, 帥春崗 申請人:中國石油天然氣股份有限公司