一种镁基金属可溶解桥塞的制作方法

本发明涉及油气田开采技术领域，特别涉及一种镁基金属可溶解桥塞。

背景技术：

随着页岩气和低渗透油气藏开发取得良好效果，水平井分段压裂技术已经成为页岩气、低渗透油气、煤层气等非常规资源增产开发的主体技术。作为分段压裂的重要工具之一，桥塞应用日益广泛。其中可溶桥塞压裂后可在返排液中完全溶解，节省钻磨费用，实现快速求产，井筒可以实现全通径，降低作业风险；然而在大量的现场施工中也发现了诸多局限性，制约了该技术进一步推广应用。经过长期现场跟踪分析，目前国内可溶桥塞主要存在提前失效、压后不溶等问题，极大的限制了该技术的推广应用。分析出现以上问题的根本原因是可溶桥塞的材料、结构和施工工艺与不同井况的匹配性较差；而该技术由于其对井况选择性较强，解决可溶桥塞材料、结构和工艺与不同井况的匹配性问题，是技术关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种镁基金属可溶解桥塞。

为此，本发明技术方案如下：

一种镁基金属可溶解桥塞，，包括中心管、丢手剪钉、隔环、上卡瓦、上椎体、胶筒、保护环、下椎体、下卡瓦和底座；所述隔环、上卡瓦、上椎体、胶筒、保护环、下椎体、下卡瓦自上而下依次套在中心管上，底座通过中心管下端的外部螺纹连接到中心管上；中心管上端通过丢手剪钉固定在坐封筒的连接头上，坐封筒的连接头上端通过t型螺纹连接在点火坐封工具芯轴上，坐封外筒上端通过t型螺纹连接到点火坐封工具下端外筒上，坐封外筒下端端面挤压在可溶桥塞隔环上。

进一步的，所述的上卡瓦和下卡瓦的卡瓦牙材料为陶瓷颗粒与合金颗粒的组合物。

进一步的，所述的上椎体与上卡瓦的接触面、下椎体与下卡瓦的接触面均采用斜面设计。

进一步的，所述的胶筒采用三组胶筒组合形式，胶筒中间设计有支撑环，中、下胶筒之间设计有保护环，确保胶筒密封可靠。

进一步的，所述的上、下椎体内表面形成有一定粗糙度表面，且在上、下椎体上形成有循环孔。

进一步的，所述的底座上形成有档销并在底座下端垂直方向开槽。

与现有技术相比，该镁基金属可溶解桥塞具有如下优势：

(1)选用镁基可溶金属材料，溶解性能可靠；

(2)采用上下双向整体式卡瓦结构，达到2-3t的推力时整体式卡瓦连接处破裂卡瓦张开，卡瓦牙采用陶瓷颗粒与合金颗粒组合，保证锚定效果和锚定力；

(3)底座有防转结构设计，遇砂堵或井底情况复杂短期内需要钻塞时，方便钻塞；

(4)底座上设计有档销并在底座下端垂直方向开槽，防止上一级球上返堵塞可溶桥塞的同时，还能增大过流面积，有效防止砂堵堆积；

(5)底座上设计有循环孔，压后能够有效增大底座与返排液接触面积，确保工具能够快速溶解；

(6)中心管底端可根据选择连接防堵花管，花管结构设计能够有效防止砂堵；

(7)椎体内表面设计加工成一定粗糙度表面，方便可溶桥塞坐封后轴向锁紧；

(8)上下椎体设计有循环孔，压后能够有效增大椎体、中心管与返排液接触面积，确保工具能够快速溶解；

(9)椎体与卡瓦接触面采用斜面设计，通过斜面角度和卡瓦地面角度设计使卡瓦张开容易，锚定可靠；

(10)可溶胶筒采用三组胶筒组合形式，胶筒中间设计有支撑环，中、下胶筒之间设计有保护环，确保胶筒密封可靠，且全部可溶；

(11)可溶桥塞本体采用四种可溶材料，根据各零部件结构和强度不同选用不同可溶材料，同时可根据现场井温和返排液性能情况选择表面是否涂层。

附图说明

图1为本发明提供的镁基金属可溶解桥塞的剖视图。

图2为可溶桥塞底座的结构示意图。

图3为镁基金属可溶解桥塞的结构示意图。

图4为可溶桥塞卡瓦的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

一种镁基金属可溶解桥塞，如图1～4示，包括中心管3、丢手剪钉4、隔环5、上卡瓦7、上椎体10、胶筒11、保护环12、下椎体13、下卡瓦(14)和底座(15)；所述隔环5、上卡瓦7、上椎体10、胶筒11、保护环12、下椎体13、下卡瓦14自上而下依次套在中心管3上，底座15通过中心管3下端的外部螺纹连接到中心管3上；中心管3上端通过丢手剪钉4固定在坐封筒的连接头上，坐封筒的连接头上端通过t型螺纹连接在点火坐封工具芯轴上，坐封外筒上端通过t型螺纹连接到点火坐封工具下端外筒上，坐封外筒下端端面挤压在可溶桥塞隔环5上。

优选的，所述的上卡瓦7和下卡瓦14的卡瓦牙材料为陶瓷颗粒与合金颗粒的组合物。

优选的，所述的上椎体10与上卡瓦7的接触面、下椎体13与下卡瓦14的接触面均采用斜面设计。

优选的，所述的胶筒11采用三组胶筒组合形式，胶筒11中间设计有支撑环，中、下胶筒之间设计有保护环，确保胶筒密封可靠。

优选的，所述的上椎体10、下椎体13内表面形成有一定粗糙度表面，且在上椎体10、下椎体13上形成有循环孔。

优选的，所述的底座15上形成有档销并在底座下端垂直方向开槽。

本发明提供的镁基金属可溶解桥塞的使用方法如下：

采用电缆泵送可溶桥塞入井，管柱从下至上依次是可溶桥塞+座封筒+电缆坐封工具+射孔枪+电缆至井口，可溶桥塞泵送至设计位置后，点火启动电缆坐封工具，产生向下的推力推动坐封外筒，此时底座15与中心管3丝扣连接，中心管3通过连接头连接在电缆坐封工具的芯轴上，坐封外筒向下推动隔环5，剪断启动剪钉6向下推动上卡瓦7、上椎体10，挤压胶筒11、下椎体13、下卡瓦14，此时上下卡瓦分别涨开锚定在套管壁上，胶筒11被挤压完成坐封，当坐封力继续上升剪断丢手剪钉4时，完成可溶桥塞的丢手，上提电缆至射孔点进行射孔作业，射孔完成后起出电缆，从井口投球至可溶桥塞处，可溶球与桥塞中心管3形成密封，开始进行压裂施工；压裂施工结束后，可溶桥塞在压裂返排液中6-18天完全溶解，实现井筒全通径。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种镁基金属可溶解桥塞，包括中心管、丢手剪钉、隔环、上卡瓦、上椎体、胶筒、保护环、下椎体、下卡瓦，底座和防堵花管；所述隔环、上卡瓦、上椎体、胶筒、保护环、下椎体、下卡瓦自上而下依次套在中心管上，底座通过中心管下端的外部螺纹连接到中心管上；坐封外筒上端通过T型螺纹连接到点火坐封工具上。与现有技术相比，该镁基金属可溶解桥塞选用镁基可溶金属材料，溶解性能可靠；采用上下双向整体式卡瓦结构，达到2‑3t的推力时整体式卡瓦连接处破裂卡瓦张开，卡瓦牙采用陶瓷颗粒与合金颗粒组合，保证锚定效果和锚定力；底座有防转结构设计，遇砂堵或井底情况复杂短期内需要钻塞时，方便钻塞。

技术研发人员：詹鸿运;冯强;刘志斌;郭鸣;韩永亮;张镇;丁柯宇;赵鹏;李梅;李娜;崔振锚;王学正;张鹏;骆劲羽;任正军
受保护的技术使用者：中国石油集团渤海钻探工程有限公司
技术研发日：2018.11.28
技术公布日：2019.01.18