一种机械坐封的半溶解桥塞装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种机械坐封的半溶解桥塞装置。

背景技术：

压裂是油气田开发过程中重要的环节，目前常规油气田开发压裂管柱主要有机械分段压裂，水力喷射压裂以及泵送桥塞压裂等方式。其中泵送桥塞主要应用于非常规油气田开发，如致密页岩层油气开采。早期泵送桥塞主要是快钻复合桥塞，其工艺过程为先将复合桥塞泵送至目的层下端，待压裂完成后钻铣复合桥塞。这种方式需要下入一次钻铣管柱，并且需要返排留在井底的碎屑，而返排碎屑时一些大的碎屑经常返排不出井口，导致这些碎屑遗留在井底。为了解决这方面问题而开发了一种可溶解桥塞，压裂完成后滴入溶解剂将桥塞溶解掉。这种桥塞免去了钻铣桥塞，返排碎屑等过程，大大的降低了人工成本，降低了碎屑给井筒造成的风险。但不论是快钻复合桥塞，还是可溶桥塞都先利用电缆将桥塞送入目的层，然后再次下入油气开采管柱，还是造成了人工成本的增加。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种机械坐封的半溶解桥塞装置，利用机械坐封的半溶解桥塞完成一趟管柱即可完成压裂采油(气)等过程。

为达到上述目的，本实用新型的采取的技术方案为：

一种机械坐封的半溶解桥塞装置，包括不可溶解的中心管，在中心管上依次套接有可溶解的坐封环、坐封外筒、卡瓦、锥体、档环、边胶筒、中胶筒、内套、支撑环、摩擦块外筒；档环在锥体与中心管之间，档环内侧卡在中心管上，档环外侧嵌入锥体内，坐封销8通过锥体紧固在中心管上，密封球放置在中心管内。中心管上设置有凸耳，凸耳与摩擦块外筒的J型槽滑动连接。

所述的坐封环为一个变径的“C型环”，其中坐封环外侧为一个“上大下小”的环体构成，坐封环内侧为一个“上大下小”的锥面构成。

所述的中胶筒、边胶筒、内套和支撑环所选的材质硬度是依次增加的。

本实用新型可以单独下井，也可以组成管柱串下井。当可本实用新型预定位置时，先上提管柱，然后下放旋转管柱，待本实用新型完全坐封后，进行加砂压裂。待压裂完成后，滴入溶解剂，溶解桥塞外层，只保留中心管部分。中心管与油管的内外径尺寸相同。当作业完成后，直接利用中心管当油管进行采油(气)。本实用新型可以免去传统可溶桥塞采气时油管的环节，节约了生产成本。本实用新型的坐封方式可以有效的避免坐封不完全导致不能正常施工等现象。

附图说明

图1为本装置整体结构示意图。

图2为摩擦外筒J型槽示意图。

图3A为坐封环侧视图，图3B为坐封环主视图。

图4为内套和支撑环组合示意图。

图5为本装置可溶部分溶解后示意图。

图6为本装置组成的压裂管柱下井初始状态示意图。

图7为本装置组成的压裂管柱第一个桥塞溶解后示意图。

图8为本装置组成的压裂管柱第二个桥塞溶解后示意图。

图9为本装置底部半溶解桥塞与负压捞砂工具组合连接示意图。

图中：1、中心管，2、密封球，3、坐封环，4、坐封外筒，5、卡瓦，6、锥体，7、档环，8、坐封销，9、边胶筒，10、中胶筒，11、内套，12、支撑环，13、摩擦块外筒，14、凸耳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细论述。

参照图1，一种机械坐封的半溶解桥塞装置，包括不可溶解的中心管1，参照图5，在中心管1上依次套接有可溶解的坐封环3、坐封外筒4、卡瓦5、锥体6、档环7、边胶筒9、中胶筒10、内套11、支撑环12、摩擦块外筒13；档环7在锥体6与中心管1之间，档环 7内侧卡在中心管1上，档环7外侧嵌入锥体6内，坐封销8通过锥体6紧固在中心管1上，密封球2放置在中心管内。参照图2，中心管1上设置有凸耳14，凸耳14与摩擦块外筒13的J型槽滑动连接。

参照图3A,图3B，所述的坐封环3为一个变径的“C型环”，其中坐封环3外侧3-1为一个“上大下小”的环体构成，坐封环3内侧 3-2为一个“上大下小”的锥面构成。当本实用新型坐封时，坐封环 3逐渐张开；当坐封完成时，刚好可以嵌入坐封外筒4内。

参照图4，所述的中胶筒10、边胶筒9、内套11和支撑环12 所选的材质硬度是依次增加的，这样可以有效的保护辅助密封边胶筒不被撕裂。

参照图6-图9，本装置的工作原理为：利用油管旋转使得中心管 1的凸耳16在摩擦块外筒13J型槽上滑动，使得摩擦块外筒13推动锥体6移动，剪断坐封销8后，推动卡瓦5张开，使得中胶筒10完全紧贴与井筒内，边胶筒9、支撑环12、内套11主要起辅助密封作用；当坐封完全后坐封环3在坐封外筒4内张开，卡在中心管1上。支撑环12与内套11共同组成交通防突组合，常规胶筒在坐封时胶筒往往在下放的作用力撕裂而导致胶筒失封，胶筒失封会影响整个压裂的效果。而支撑环12与内套11的组合作用是保护胶筒避免撕裂，胶筒、内套、支撑环所选的材质硬度是依次增加的，这样可以有效的保护胶筒不被撕裂。

基于本装置的压裂方法，参照图6-图9，包括以下步骤：

1油管连接工具下井到设计位置；

2坐封半溶解桥塞；上提管柱1米以上，将中心管1的凸耳上提至A位置，参照图2，顺时针旋转三周以上，将中心管1凸耳边旋转边下放至B位置，坐封销8剪断，之后一直旋转坐封，直到边胶筒9、中胶筒10完全坐封，卡瓦5完全张开；

(3)压裂目的层：从套管内加砂，从上至下依次压裂。

(4)溶解半溶解桥塞外层：坐封环将坐封状态固定，使得胶筒不能解封。第一层压裂完成后，滴入溶解剂，，溶解掉半溶解桥塞的外部，只保留内层与油管的内外径相同的部分。

(5)压裂第二层段：重复步骤(3)、(4)，直至压裂完所有目的层段。

(6)压裂完成进行放喷抽汲过程，并进行采气。