专利名称：水平井快钻复合桥塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田油气井压裂、封堵专用井下工具，特别是用于水平井压裂改造的一种高压快速钻磨复合桥塞。
背景技术：
目前，常规的压裂桥塞具有密封性能好、耐压差高、密封时间长、承载能力大、可以钻磨解除等特点，已成为取代水泥塞进行压裂、封堵作业的井下工具之一，被广泛使用。但常规可钻桥塞易发生中途座封事故，质量较大，不适用于大斜度井、水平井；目前，由于桥塞其结构、材料的特性限制，还没有能应用于水平井多段压裂改造的可钻桥塞。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种水平井快钻复合桥塞，适用于油气水平井储层改造作业，改造完成后，可以快速钻磨解除。本实用新型采用的技术方案是水平井快钻复合桥塞，主要由上接头、单流阀、座环、卡瓦、螺钉、中心管、支撑套、胶筒座、短胶筒、长胶筒、销钉、泵送环、螺栓和下接头组成， 其特征在于上接头的下端有内螺纹，上接头的下端通过外螺纹连接中心管的上端，中心管下端通过外螺纹连接有下接头；圆筒形的长胶筒套在中心管外壁的中部；在长胶筒的上部并在中心管的外壁自下而上套有短胶筒、胶筒座、支撑套、卡瓦和座环，座环的上端面与上接头的下端外台阶面接触，在支撑套上有径向孔，螺钉穿过支撑套径向孔并固定的中心管上；在长胶筒的下部并在中心管的外壁自上而下套有第二短胶筒、第二胶筒座、第二支撑套、第二卡瓦和第二座环，在第二支撑套上有径向孔，第二螺钉穿过第二支撑套径向孔并固定的中心管上；第二座环的下端面与下接头的上端面接触；在下接头上有径向孔，销钉穿过下接头径向孔并固定在中心管上；下接头壁上有环形台阶，在下接头环形台阶下部套有泵送环，在下接头上对称固定有螺栓，螺栓在泵送环下面，螺栓的作用是将泵送环固定在下接头上。在中心管上端有单流阀，单流阀的下端插入到中心管的中心孔内，单流阀与中心管之间有密封圈，并且单流阀的上端通过外螺纹与中心管内螺纹固定。所述的单流阀由本体、销杆、弹簧和钢球组成，本体为圆柱形，本体15上端有外螺纹，本体下端外壁有环形密封槽，本体中心孔的下端有球座，在球座上有一个钢球，在钢球的上部有压缩弹簧，本体径向穿有销杆，压缩弹簧在销杆与钢球之间。长胶筒和销钉采用橡胶材料，卡瓦采用可钻金属材料，如铝合金、铜或铸铁，其余部件采用复合材料，复合材料主要包括聚丙烯腈碳布/环氧酚醛预浸布，聚丙烯腈碳布/环氧树脂，聚丙烯腈碳纤维短丝/环氧酚醛树脂，金属镶嵌件与聚丙烯腈谈纤维短丝/环氧酚醛树脂，聚丙烯腈碳布/环氧树脂。在满足强度的条件下，保证桥塞可钻性和质量较轻的要求。简述速钻复合桥塞的工作原理。参阅图1。上接头1的上端通过螺纹与专用座封工具连接下入井中，水力泵将其送到水平井油气改造需要封堵的位置。座封时，座封工具外筒下推桥塞座环3，座环3向下移推动，卡瓦4沿支撑套7锥体下移撑开，同时支撑套7下移推动胶筒座8压缩短胶筒9和长胶筒10，使短胶筒9和长胶筒10扩张达到封堵套管环形空间的目的。此时卡瓦4进一步被支撑套7锥体外撑，卡瓦4卡在套管内壁上，同时中心管6 受拉，在中心管6设计的薄壁处拉断，完成桥塞的座封及丢手。本实用新型的有益效果本实用新型水平井快钻复合桥塞，第一、本发明复合桥塞采用复合材料，在减轻重量的前提下可实现快速钻磨。第二、桥塞设计有单流阀，建立了返排通道，可以实现快速返排。第三、桥塞下接头上设计装有较大直径的泵送环，可以实现水平井的水力泵入。
图1是本实用新型水平井快钻复合桥塞结构剖面示意图。图2是单流阀结构剖面示意图。图中，1-上接头，2-单流阀，3-座环，4-卡瓦，5-螺钉，6-中心管，7-支撑套，8_胶筒座，9-短胶筒，10-长胶筒，11-销钉，12-泵送环，13-螺栓，14-下接头，15-本体，16-销杆，17-弹簧，18-钢球。
具体实施方式
实施例1 以一个水平井快钻复合桥塞为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。本实用新型水平井快钻复合桥塞，主要由上接头1、单流阀2、座环3、卡瓦4、螺钉5、中心管6、支撑套7、胶筒座8、短胶筒9、长胶筒10、销钉11、泵送环12、螺栓13 和下接头14组成。上接头1的下端有内螺纹，上接头1的下端通过外螺纹连接中心管6的上端，中心管6下端通过外螺纹连接有下接头14。圆筒形的长胶筒10套在中心管6外壁的中部。在长胶筒10的上部并在中心管6的外壁自下而上套有短胶筒9、胶筒座8、支撑套7、卡瓦4和座环3，座环3的上端面与上接头1的下端外台阶面接触。在支撑套7上均勻分布有四个径向孔，四个螺钉5穿过支撑套7径向孔并固定的中心管6上。在长胶筒10的下部并在中心管6的外壁自上而下套有第二短胶筒9、第二胶筒座8、第二支撑套7、第二卡瓦4和第二座环3。在第二支撑套7上有四个径向孔，第二螺钉5穿过第二支撑套7径向孔并固定的中心管6上。第二座环3的下端面与下接头14的上端面接触。在下接头14上有四个径向孔， 四个销钉11分别穿过下接头14径向孔并固定在中心管6上。下接头14壁上有环形台阶， 在下接头14环形台阶下部套有一个泵送环12。在下接头14上对称固定有两个螺栓13，螺栓13在泵送环12下面，螺栓13的作用是将泵送环12固定在下接头14上。在中心管6上端有一个单流阀2，单流阀2的下端插入到中心管6的中心孔内，单流阀2与中心管6之间有密封圈，并且单流阀2的上端通过外螺纹与中心管6内螺纹固定。参阅图2。所述的单流阀2由本体15、销杆16、弹簧17和钢球18组成，本体15 为圆柱形，本体15上端有外螺纹，本体15下端外壁有两道环形密封槽，本体15中心孔的下端有球座，在球座上有一个钢球18，在钢球18的上部有压缩弹簧17，本体15径向穿有销杆 16，压缩弹簧17在销杆16与钢球18之间。长胶筒10和销钉11采用橡胶材料，卡瓦4采用的是可钻金属材料铝合金。其余部件均采用的是聚丙烯腈碳布与环氧树脂复合材料。
权利要求1.一种水平井快钻复合桥塞，主要由上接头(1)、单流阀O)、座环(3)、卡瓦、螺钉(5)、中心管(6)、支撑套(7)、胶筒座(8)、短胶筒(9)、长胶筒(10)、销钉(11)、泵送环(12)、 螺栓(1 和下接头(14)组成，其特征在于上接头(1)的下端有内螺纹，上接头(1)的下端通过外螺纹连接中心管(6)的上端，中心管(6)下端通过外螺纹连接有下接头(14)；圆筒形的长胶筒(10)套在中心管(6)外壁的中部；在长胶筒(10)的上部并在中心管(6)的外壁自下而上套有短胶筒(9)、胶筒座(8)、支撑套(7)、卡瓦(4)和座环(3)，座环(3)的上端面与上接头(1)的下端外台阶面接触，在支撑套(7)上有径向孔，螺钉(5)穿过支撑套(7) 径向孔并固定的中心管(6)上；在长胶筒(10)的下部并在中心管(6)的外壁自上而下套有第二短胶筒(9)、第二胶筒座(8)、第二支撑套(7)、第二卡瓦(4)和第二座环(3)，在第二支撑套(7)上有径向孔，第二螺钉( 穿过第二支撑套(7)径向孔并固定的中心管(6)上；第二座环(3)的下端面与下接头(14)的上端面接触；在下接头(14)上有径向孔，销钉(11) 穿过下接头(14)径向孔并固定在中心管(6)上；下接头(14)壁上有环形台阶，在下接头(14)环形台阶下部套有泵送环(12)，在下接头(14)上对称固定有螺栓(13)，螺栓(13)在泵送环(1 下面，螺栓(1 的作用是将泵送环(1 固定在下接头(14)上；在中心管(6) 上端有单流阀0)，单流阀O)的下端插入到中心管(6)的中心孔内，单流阀(2)与中心管(6)之间有密封圈，并且单流阀O)的上端通过外螺纹与中心管(6)内螺纹固定。
2.根据权利要求1所述的水平井快钻复合桥塞，其特征是所述的单流阀O)由本体(15)、销杆(16)、弹簧(17)和钢球(18)组成，本体(15)为圆柱形，本体(15)上端有外螺纹，本体(1 下端外壁有环形密封槽，本体(1 中心孔的下端有球座，在球座上有一个钢球(18)，在钢球(18)的上部有压缩弹簧(17)，本体(15)径向穿有销杆(16)，压缩弹簧(17) 在销杆(16)与钢球(18)之间。
3.根据权利要求1所述的水平井快钻复合桥塞，其特征是长胶筒(10)和销钉(11)采用橡胶材料，卡瓦(4)采用可钻金属材料。
专利摘要水平井快钻复合桥塞，应用于油田油气井压裂、封堵施工中。上接头的下端连接中心管，中心管下端连接下接头；长胶筒套在中心管外壁的中部；在长胶筒的上、下两端分别套有短胶筒、胶筒座、支撑套、卡瓦和座环，销钉穿过下接头径向孔并固定在中心管上；在下接头环形台阶下部套有泵送环。在中心管上端有单流阀。效果是该桥塞有专门的水力泵送结构及快速返排结构，主要部件采用复合材料，使桥塞具有承压能力高、适应性强、可快速钻磨及质量轻的特点。
文档编号E21B33/134GK202215197SQ201120264158
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者任勇, 任国富, 冯长青, 冯飞, 刘江波, 姜勇, 张安康, 王效明, 白小佩, 胡相君 申请人:中国石油天然气股份有限公司