一种中心管改造的可溶桥塞的制作方法

本实用新型涉及压裂施工工具领域，具体涉及一种中心管改造的可溶桥塞。

背景技术：

随着油气资源的不断开发和消耗，致密性和低渗透的非常规油气将成为未来油气开采的主要对象。水平井钻井具有能够增大油藏泄油面积、改变流体在油藏中的渗流机理和方式、大幅度提高单井产量等优点，广泛应用于非常规油气藏的开发。体积压裂技术通常用于对水平井开发的非常规油气藏进行储层改造。

桥塞射孔联作分段压裂技术的施工作业中，现行采用的可溶桥塞，由于内通径较小，丢手方式不科学，未建立侧孔通道等因素，在施工过程中出现了许多问题和不足，由于通道狭小，流通性差，溶解情况很不理想，从而导致返排效果较低，溶解周期过长，最后不得不采用连续油管进行钻磨，这使得周期和功效均未大弧度提高提高，使得这一新技术难以快速推广开。

其次，现行可溶桥塞一般采用丢手拉杆进行坐封。其结构简单，便于制糟，但在实施过程中，却存在难以控制、出现砂卡等风险，严重影响到可溶桥塞的坐封成功率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种中心管改造的可溶桥塞，目的在于通过改造中心管来提过一种稳定可靠的可溶桥塞丢手方式，以解决现有可溶桥塞采用丢手拉杆进行坐封所存在的难以控制、易出现纱卡的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种中心管改造的可溶桥塞，包括中心管，从上到下依次滑动套设于中心管上的推环、第一卡瓦组、第一锥体、坐封机构、第二锥体和第二卡瓦组，以及固定于中心管尾部的防撞环；所述中心管上端侧面设置有若干个剪钉槽；还包括套设于中心管上端外壁上的适配管；所述适配管下端侧壁上开设有若干个与剪钉槽一一对应的剪钉孔；每一所述剪钉孔内均通过过盈配合固定有适配剪钉；所述适配剪钉延伸至剪钉槽中并与剪钉槽之间成过盈配合。

需要强调是，本技术方案中所述中心管、推环、第一卡瓦组、第一锥体、坐封机构、第二锥体、第二卡瓦组、防撞环均采用可溶材料制成。其中，中心管、推环、第一卡瓦组、第一锥体、第二锥体、第二卡瓦组、防撞环均由可溶金属材料制成；坐封机构则由可溶橡胶制成。

本技术方案的工作原理和过程如下：

现有采用丢手拉杆进行坐封丢手的结构，是将丢手拉杆插入到中心管中，并在中心管的底部设置于防撞环上的丢手环进行螺纹连接。在工作中，施加压力拉断丢手剪钉后，使得桥塞进行坐封。当桥塞坐封完成后，继续拉动丢手拉杆以使丢手拉杆脱离丢手环，最终完成坐封。但是由于丢手拉杆是设置于中心孔中，占据了相当大的空间，从而降低了中心管内液体可流动通道的面积。在实际使用中，中心管与丢手拉杆之间极易出现砂卡，进而造成丢手拉杆无法完成正常的坐封丢手动作。

本技术方案中，以套设于中心管头部的适配管来完成坐封丢手操作。工作过程中，通过外部牵引力牵引适配管向上运动。由于适配管与中心管的头部通过丢手剪钉固定，所以适配管的向上运动将带动中心管向上运动。又由于防撞环与中心管的底部固定连接，中心管的向上运动会带动防撞环向上运动，进而挤压推环与防撞环之间的空间，从而剪短安全剪钉，并使得推环与防撞环之间的各组件互相完成装配，最终完成坐封；随着进一步施加拉力，能够剪断适配剪钉，从而完成丢手。从上述的过程中不难看出，本技术方案在中心管为插入任何附加结构的情况下完成了桥塞的坐封丢手动作，在这种情况下，中心管的内部通道完全用于返排液的流通，因此不易出现砂卡的情况，从而既实现了桥塞的稳定坐封丢手而不会出现坐封丢手过程卡阻，又能够保证返排液的顺利流动而确保了桥塞的顺利到位。此外，由于使用适配管时，适配管固定面积以及牵引力可作用的面积均增大，因此其丢手的稳定性明显由于丢手拉杆。

进一步的，所述中心管的下端位于第二卡瓦组所在区域的管壁上开设有若干个侧孔。在返排时，由于所投的球未充分溶解，返排过程中会一定程度的堵塞中心管下端中心孔，开有侧孔后，可以建立第二通道，预防返排完全堵塞，保证和提高返排效果，使返排更加有效。

进一步的，所述中心管的内径为35～45mm。经过反复试验得出，中心管的内径为35～45mm时，既能够满足材料使用强度的要求，又能够增大中心管内通径而大大改善了中心管的可流通性，还能够减少中心管的材料，从而显著缩短了中心管的溶解时间。

进一步的，所述第一锥体底部的设置有若干个带有倾斜且自下向上收缩导向槽；所述第一锥体的下端设置有与第一锥体和中心管均固定连接的安全剪钉；所述第一卡瓦组包括与导向槽数量对应的卡瓦；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述装配糟中设置有卡瓦圈，以使每一卡瓦均通过卡瓦圈限位装配于第一锥体上该卡瓦所对应导向槽的上端外壁上。采用上述结构的可溶桥塞，其能够通过卡瓦与导向槽之间的配合作用，使得可溶桥塞平衡稳定地固定于管道内；同时，由于完成固定后的卡瓦与管道内壁均匀接触，所以能够使得桥塞坐封完成后，各部件与管道内部的均匀接触，进而提升了坐后的密封性和稳固性。

进一步的，所述坐封机构包括自上而下一次滑动套设于中心管上且相互之间外形匹配的的第一外护腕、第一内护腕、第一副胶筒、主胶筒、第二副胶筒、第二内护腕、第二外护腕。

进一步的，所述第二锥体设置有若干个带有倾斜且自上向下收缩导向槽；所述第二锥体的上端设置有与第二锥体和中心管均固定连接的安全剪钉；所述第二卡瓦组包括与导向槽数量对应的卡瓦；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述装配糟中设置有卡瓦圈，以使每一卡瓦均通过卡瓦圈限位装配于第二锥体上该卡瓦所对应导向槽的上端外壁上。其作用和特点，等同于第一锥体和第一卡瓦组的组合所起到的作用。

更进一步的，每一所述卡瓦上均设置有若干个均匀分布于卡瓦外表面的卡齿。设置的卡齿能够在卡瓦的运动过程中，联合导向槽结构对卡瓦的运动起到良好的辅助稳定作用，从而保证了卡瓦顺利装配到所对应锥体的导向槽中，进一步保证了桥塞的平衡稳定坐封。

综上所述，本实用新型相较于现有技术的有益效果是：

(1)通过对原有中心管结构的改造，实现了丢手方式的改变，将丢手方式由下部丢手环转变为上部剪钉丢手，排除了丢手稳定性难以把握的问题；

(2)通过丢手方式的改变，放弃了对丢手拉杆的使用，消除了丢手拉杆使用过程中可能出现的与桥塞中心管之间发生砂卡的风险；既实现了桥塞的稳定坐封丢手而不会出现坐封丢手过程卡阻，又能够保证返排液的顺利流动而确保了桥塞的顺利到位；

(3)在材料强度允许情况下，加大了中心管内通径，提高了中心管可流通性，减少了中心管材料，缩短了溶解时间；

(4)通过在中心管下部建立侧孔旁通通道，增加施工后桥塞上下端的有效沟通，消除坐封桥塞时投入的坐封球，因返排而造成的桥塞中心管内通径被堵塞的可能，从而使返排通道和流通条件得到极大改善和提高。

附图说明

图1是本实用新型中可溶桥塞的半剖示意图图

图2是本实用新型中中心管的半剖示意图

图3是本实用新型中适配管的半剖示意图

图4是本实用新型中一种中心管改造的可溶桥塞的装配示意图

图中标记为：1-中心管，2-剪钉槽，3-推环，4-第一卡瓦组，5-卡齿，6-卡瓦圈，7-第一锥体，8-安全剪钉，9-第一外护腕，10-第一内护腕，11-第一副胶筒，12-第二副胶筒，13-第二内护腕，14-第二外护腕，15-第二锥体，16-第二卡瓦组，17-侧孔，18-防撞环，19-剪钉孔，20-适配剪钉，21-主胶筒，22-适配管，23-导向槽。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合图1～4和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

一种中心管1改造的可溶桥塞，包括中心管1，从上到下依次滑动套设于中心管1上的推环3、第一卡瓦组4、第一锥体7、坐封机构、第二锥体15和第二卡瓦组16，以及固定于中心管1尾部的防撞环18；所述中心管1上端侧面设置有若干个剪钉槽2；还包括套设于中心管1上端外壁上且开有的适配管22；所述适配管22下端侧壁上开设有若干个与剪钉槽2一一对应的剪钉孔19；每一所述剪钉孔19内均通过过盈配合固定有适配剪钉20；所述适配剪钉20延伸至剪钉槽2中并与剪钉槽2之间成过盈配合。

本技术方案的工作原理和过程如下：

本技术方案中，以套设于中心管1头部的适配管22来完成坐封丢手操作。工作过程中，通过外部牵引力牵引适配管22向上运动。由于适配管22与中心管1的头部通过丢手剪钉固定，所以适配管22的向上运动将带动中心管1向上运动。又由于防撞环18与中心管1的底部固定连接，中心管1的向上运动会带动防撞环18向上运动，进而挤压推环3与防撞环18之间的空间，从而剪短安全剪钉8，并使得推环3与防撞环18之间的各组件互相完成装配，最终完成坐封；随着进一步施加拉力，能够剪断适配剪钉20，从而完成丢手。从上述的过程中不难看出，本技术方案在中心管1为插入任何附加结构的情况下完成了桥塞的坐封丢手动作，在这种情况下，中心管1的内部通道完全用于返排液的流通，因此不易出现砂卡的情况，从而既实现了桥塞的稳定坐封丢手而不会出现坐封丢手过程卡阻，又能够保证返排液的顺利流动而确保了桥塞的顺利到位。此外，由于使用适配管22时，适配管22固定面积以及牵引力可作用的面积均增大，因此其丢手的稳定性明显由于丢手拉杆。

实施例2

基于实施例1，为了提高中心管的返排能力，进行了如下改进：所述中心管1的下端位于第二卡瓦组16所在区域的管壁上开设有若干个侧孔17。在返排时，由于所投的球未充分溶解，返排过程中会一定程度的堵塞中心管1下端中心孔，开有侧孔17后，可以建立第二通道，预防返排完全堵塞，保证和提高返排效果，使返排更加有效。

实施例3

基于实施例1，为了提高中心管的可流通性，进行了如下改进：所述中心管1的内径为35～45mm。经过反复试验得出，中心管1的内径为35～45mm时，既能够满足材料使用强度的要求，又能够增大中心管1内通径而大大改善了中心管1的可流通性，还能够减少中心管1的材料，从而显著缩短了中心管1的溶解时间。

其中，从多次试验结果中对比得出，优选的中心管1内径为40mm，其能够取得材料使用强度、中心管1可流通性以及溶解时间三者之间的最佳平衡。

实施例4

基于实施例1，为了实现可溶桥塞的平衡坐封，进行了如下改进：所述第一锥体7第一锥体底部的设置有若干个带有倾斜且自下向上收缩导向槽23；所述第一锥体7的下端设置有与第一锥体7和中心管1均固定连接的安全剪钉8；所述第一卡瓦组4包括与导向槽23数量对应的卡瓦；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述装配糟中设置有卡瓦圈6，以使每一卡瓦均通过卡瓦圈6限位装配于第一锥体7上该卡瓦所对应导向槽23的上端外壁上。采用上述结构的可溶桥塞，其能够通过卡瓦与导向槽23之间的配合作用，使得可溶桥塞平衡稳定地固定于管道内；同时，由于完成固定后的卡瓦与管道内壁均匀接触，所以能够使得桥塞坐封完成后，各部件与管道内部的均匀接触，进而提升了坐后的密封性和稳固性。

实施例5

基于实施例1，为了保障可溶桥塞的坐封能力，进行了如下改进：所述坐封机构包括自上而下一次滑动套设于中心管1上且相互之间外形匹配的的第一外护腕9、第一内护腕10、第一副胶筒11、主胶筒21、第二副胶筒12、第二内护腕13、第二外护腕14。通过多层护腕的保护结构，避免了主胶筒21被损伤的可能，从而保障了可溶桥塞的坐封能力。

实施例6

基于实施例1，为了实现可溶桥塞的平衡坐封，进行了如下改进：所述第二锥体设置有若干个带有倾斜且自上向下收缩导向槽23；所述第二锥体15的上端设置有与第二锥体15和中心管1均固定连接的安全剪钉8；所述第二卡瓦组16包括与导向槽23数量对应的卡瓦；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述卡瓦上设置有两个装配槽；所述装配糟中设置有卡瓦圈6，以使每一卡瓦均通过卡瓦圈6限位装配于第二锥体15上该卡瓦所对应导向槽23的上端外壁上。其作用和特点等同于第一锥体和第一卡瓦组4的组合所起到的作用。

实施例7

基于实施例4和6，为了进一步保证可溶桥塞的平衡稳定坐封，进行了如下改进：每一所述卡瓦上均设置有若干个均匀分布于卡瓦外表面的卡齿5。设置的卡齿5能够在卡瓦的运动过程中，联合导向槽23结构对卡瓦的运动起到良好的辅助稳定作用，从而保证了卡瓦顺利装配到所对应锥体的导向槽23中，进一步保证了桥塞的平衡稳定坐封。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。