一种高延展性小直径可溶解桥塞的制作方法

[0001]
本发明涉及一种油气田开采技术领域压裂作业用可溶桥塞工具，尤其是一种高延展性小直径可溶解桥塞。


背景技术：

[0002]
目前，在油气井压裂增产技术领域，普遍采用复合材料桥塞进行封堵压裂，复合桥塞在钻除后，可以实现井筒全通径，有利于后期的施工作业，但复合桥塞的钻除需要投入大量的时间成本，钻除比较费时费力，另外，油气井水平段过长的话，不能有效地予以钻磨，具有一定的局限性。
[0003]
可溶桥塞的研制能够合理有效地解决上述问题，压裂完成后，可溶桥塞可在返排液中完全溶解，不需要钻除操作即实现井筒全通径，节省钻磨费用，降低了作业风险。但是，随着可溶桥塞的现场推广使用，逐步发现了一些应用局限性，主要是可溶桥塞坐封不牢固，提前解封失效等。


技术实现要素：

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本发明所要解决的技术问题是，提供一种高延展性小直径可溶解桥塞，在进行压裂施工后可溶桥塞在压裂返排液中自行溶解，实现整个井筒的全通径，无须钻磨，为全通径排液采气、后期冲砂、测试、监测产液剖面等作业措施提供全通径通道。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高延展性小直径可溶解桥塞，包括坐封外筒、连接头，中心管、丢手剪钉、隔环、启动剪钉、上卡瓦、卡瓦粒、上锥体、防转销钉、保护环、胶筒总成、下锥体、下卡瓦和底座，可溶桥塞隔环、上卡瓦、上锥体、胶筒、保护环、下锥体、下卡瓦依次套在中心管上，底座与中心管下端外部螺纹连接，中心管上端通过丢手剪钉固定在连接头上，坐封外筒下端端面挤压在可溶桥塞隔环上，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型螺纹连接在点火坐封工具下端外筒上，可溶桥塞除胶筒外其余的本体材料采用高延伸率可溶金属镁基合金，可溶金属镁基合金延伸率大于30％，屈服强度不小于280mpa，硬度大于60hb，在93℃的质量百分比浓度为3％的kcl溶液的溶解速率达到70mg/h.cm
2
。
[0006]
所述上锥体和下锥体的内表面设计有锯齿状，加大锥体内表面的粗糙度，保证可溶桥塞坐封后轴向锁紧。
[0007]
本发明的有益效果是：用于压裂过程的封堵措施，该桥塞工具可以在完成压裂施工后在井筒内完全溶解，实现井筒的全通径，为后续施工提供便利。
附图说明
[0008]
图1为本发明的高延展性小直径可溶解桥塞的整体结构图
[0009]
图2为本发明的可溶桥塞锥体的结构图
[0010]
图中，1.坐封外筒，2.连接头，3.中心管，4.丢手剪钉，5.隔环，6.启动剪钉，7.上卡
瓦，8.卡瓦粒，9.上锥体，10.防转销钉，11.保护环，12.胶筒总成，13.下锥体，14.下卡瓦，15底座。
具体实施方式
[0011]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0013]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0014]
本发明的可溶解桥塞的工作原理与现有技术是相同的，可以参考现有技术，所以不再叙述，本发明与现有技术的不同点是材质和锥体的结构不同，下面进行详细的说明：
[0015]
如图1、2所示，本发明的高延展性小直径可溶解桥塞，包括坐封外筒1、连接头2，中心管3、丢手剪钉4、隔环5、启动剪钉6、上卡瓦7、卡瓦粒8、上锥体9、防转销钉10、保护环11、胶筒总成12、下锥体13、下卡瓦14和底座15，可溶桥塞隔环5、上卡瓦7、上锥体9、胶筒12、保护环11、下锥体13、下卡瓦14依次套在中心管3上，底座15与中心管3下端外部螺纹连接，中心管3上端通过丢手剪钉4固定在连接头2上，坐封外筒1下端端面挤压在可溶桥塞隔环5上，连接头2上端通过t型螺纹连接在点火坐封工具芯轴上，坐封外筒1上端通过t型螺纹连接在点火坐封工具下端外筒上，其特征在于，可溶桥塞除胶筒外其余的本体材料采用高延伸率可溶金属镁基合金，可溶金属镁基合金延伸率大于30％，屈服强度不小于280mpa，硬度大于60hb，在93℃的质量百分比浓度为3％的kcl溶液的溶解速率达到70mg/h.cm
2
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[0016]
所述上锥体9和下锥体13的内表面设计有锯齿状，加大锥体内表面的粗糙度，保证可溶桥塞坐封后轴向锁紧。
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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+坐封筒+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1，此时底座15与中心管3丝扣连接，中心管3通过连接头2连接在电缆坐封工具的芯轴上，坐封外筒1向下推动隔环5，剪断启动剪钉6向下推动上卡瓦7、上锥体9，挤压胶筒12、下锥体13、下卡瓦14，此时上下卡瓦分别涨开锚定在套管壁上，胶筒12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7-15天完全溶解，实
现井筒全通径。
[0018]
本发明的高延展性可溶解桥塞的优点在于：
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(1)可溶桥塞除胶筒外其余的本体材料选用高延伸率可溶金属材料，主要由镁基合金组成，其延伸率大于30％，屈服强度达到280mpa以上，硬度大于60hb，该材料在93℃的3％kcl溶液的溶解速率达到70mg/h.cm
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，保证卡瓦等关键部件在坐封过程中的延展性，能够实现小的卡瓦外径在相对大尺寸的套管内的锚定(利用四寸半的桥塞工具封隔五寸半套管)。另外，该材料在高温条件下仍具有较高强度，溶解产物在水中成悬浮粉末状，容易返排；
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(2)桥塞的坐封行程长，在坐封工具开始点火启动后，其坐封外筒推动隔环向下运动至卡瓦锚定套管，由于卡瓦等采用的高延展性材料，其纵向扩张锚定过程时间较长，加长坐封运动行程，能够更好地实现小直径桥塞封隔大尺寸的套管；
[0021]
(3)锥体内表面设计有锯齿状，加大内表面的粗糙度，保证可溶桥塞坐封后轴向锁紧。
[0022]
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。