一种压裂用可控制溶解封堵球的制作方法

本发明涉及一种压裂用可控性溶解封堵球，具体而言，涉及一种在油气田开发时，用于临时封堵憋压的封堵球。

背景技术：

在油气井开发作业时，井下压裂施工需要压裂封堵球对水平井进行封堵，而常见的封堵球直接作用于井下，当施工完成后对其进行钻裂，或者反排出井，或者使用井液对压裂封堵球进行溶解，这些工艺的工序较为复杂，且效率低下，同时使用井液对压裂封堵球溶解过程中，溶解起始时间不可控，不能达到控制溶解开始时间的要求。申请号为201310202648.2公开了一种用于制备崩解压裂球的铝基合金材料及其制备方法，这种压裂球放入相应溶解液体环境中时便开始溶解，因而不能达到灵活控制溶解开始时间。申请号为201510405523.9公开了一种用于制作钻井用桥塞胶筒的自溶解型功能材料及其制备方法，虽然其溶解过程时间长短可以控制，但工作在相应的溶解液体中时，球体立即产生反应，整个溶解时间固定，施工时间受到约束，不能灵活控制发生反应的起始时间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种压裂用可控制溶解封堵球，以解决现有技术的上述缺陷。

一方面，本发明提供了一种具有可控制性可溶解封堵球，包括：可溶解金属腔体基体、高温可溶解高分子层、可控制进口单向阀、可控制出口单向阀、进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道、可溶解金属积液空腔、外部沟槽。

较为优选的，所述基体材料由可溶解金属组成，但不限于此。

较为优选的，所述外层由可溶解高分子层组成，但不限于此。

所述可溶解金属腔体基体包括内部可溶解金属积液空腔、进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道和外部沟槽，所述可溶解金属积液空腔与外界由进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道连通。

所述可控制进(出)口单向阀与进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道通过螺纹连接。

所述进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道与高分子层的孔洞相对应且整体对称分布。

所述可控制进口单向阀、可控制出口单向阀与可溶解金属螺纹孔洞对应分布，并且同一方向使用一进一出单向阀的排列顺序，保证上下游同时都有进(出)口单向阀。

所述可溶解金属外部沟槽之间及所有进(出)口单向阀侧面孔洞相互贯通。

所述可控制进(出)口单向阀与高温可溶解高分子层在交界处密封。

所述可控制进口单向阀包括：螺纹外壳、钢珠、弹簧、可溶解金属底座。

所述可控制出口单向阀包括：螺纹外壳、钢珠、弹簧、可溶解金属底座、高分子块镶嵌槽、高分子封堵块。

所述可控制进口单向阀、可控制出口单向阀的可溶解底座与螺纹外壳进行螺纹连接，底座中间具有内六角孔，通过拧动底座对可控制进口单向阀、可控制出口单向阀的弹簧施加预紧力达到适合工况的程度。

所述高分子镶嵌槽与可控制出口单向阀的螺纹外壳进行螺纹连接，高分子镶嵌槽中心有内六角孔，通过拧动到达合适位置，配合高分子封堵块的封堵。

通过控制井下的压力的大小达到开启单向阀的目的，从而开启溶解起始时间和加快溶解速率。

本发明的有益效果：本发明提出一种压裂用可控制溶解封堵球，它的进(出)口单向阀通断受外界压力的控制，通过临时增大压力开启压裂用可控制溶解封堵球的溶解开始时间；与现有的技术相比，在一定时间内具有按照工艺要求随时可开启溶解起始时间的特点，没有类似其它封堵球在相应溶解液中就立即溶解，而导致对工艺时间约束的缺点。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。

图1为根据本发明剖视结构示意图；

图2为进口控制单向阀剖视图；

图3为出口控制单向阀剖视图。

图中附图标记：1、可溶解金属腔体基体；2、高温可溶解高分子层；3、可控制进口单向阀；4、可控制出口单向阀；5、进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道；6、可溶解金属积液空腔；7、外部沟槽；8、螺纹外壳一；9、钢珠一；10、弹簧一；11、可溶解底座一；12、螺纹外壳二；13、钢珠二；14、弹簧二；15、可溶解底座二；16、高分子块镶嵌槽；17、高分子封堵块；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种压裂用可控制溶解封堵球，它包括可溶解金属腔体基体1、高温可溶解高分子层2、可控制进口单向阀3、可控制出口单向阀4、进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道5、可溶解金属积液空腔6、外部沟槽7。

可溶解金属腔体基体1包括：进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道5、可溶解金属积液空腔6、外部沟槽7。

高温可溶解高分子层包括：与进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道相应的孔洞。

如图2所示，可控制进口单向阀包括：螺纹外壳一8、钢珠一9、侧面预设空洞、弹簧一10、可溶解底座一11。

如图3所示，可控制出口单向阀包括：螺纹外壳二12、钢珠二13、弹簧二14、可溶解底座二15、高分子块镶嵌槽16、高分子封堵块17。

所述压裂封堵球在外界可控制压力的情况下，当井下压力小于可控制进口单向阀3预设的压力时，即满足水平井压裂工况进行施工。当外界需要溶解压裂封堵球时，控制压力超过可控制进口单向阀3的预设压力，此时进口单向阀将受压打开，外界高压的液体将会从单向阀钢珠一9进入，其中之一经过可控制进口单向阀3和可溶解金属基体螺纹通道5到达可溶解金属积液空腔6，另一部分则是通过进口单向阀侧面的预设孔到达外部沟槽7。流经可控制进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道5到达可溶解金属积液空腔6内部的液体，其一是与空腔内部的金属发生反应，其二是与可溶解金属底座一11发生反应，使可控制进口单向阀3失效不再具有封阻功能，进而导致封堵球前端高压侧与进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道5、可溶解金属积液空腔6、外部沟槽7完全贯通。控制环境压力达到可控制出口单向阀4的预设压力时，可控制出口单向阀将会被打开，由于封堵球前端高压作用使得封堵的高分子块17挤出，可溶解金属积液空腔6中的液体、气体及反应产生的气体将从可控制出口单向阀4流出，通过可控制出口单向阀的液体将会与可溶解底座二15发生反应，底座破坏掉后，可控制出口单向阀4将失效，高压侧与低压侧完全贯通，液体的流速将会加快，可溶解金属积液空腔6中的液体增加，溶解掉的金属浓度降低，进一步加快可溶解金属的溶解，达到加快封堵球溶解速度的目的。

其中流经外部沟槽7的液体与基体外部可溶解金属发生反应溶解或产生气体导致外层高分子层密封失效，使得基体表面完全暴露与液体中，这时内外同时发生反应，大大增加反应速率，加速溶解。

继续参考图1、图2和图3，可控制进口单向阀3、可控制出口单向阀4带有螺纹与进(出)口单向阀可溶解金属螺纹通道5通过螺纹连接；高温可溶解高分子层2在控制溶解之前对可溶解金属腔体基体1进行密封保护；高分子封堵块17粘接于高分子块镶嵌槽16中，避免下游反向流进压裂封堵球中。

所述一种压裂用可控制溶解封堵球在正常工作下，由可控制进(出)口单向阀控制封堵球内部可溶解金属的溶解起始时间。与此同时，高温可溶解高分子层2也在非常缓慢溶解，在正常工作下，它的主要作用是用于对内部可溶解金属进行密封。当封堵球不能正常工作时，高温可溶解高分子层2经过长时间在溶解液体中浸泡后将溶解，它自身失效，进而将可溶解金属暴露在液体中，使封堵球开始溶解以恢复工作要求。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。