一种提高溶解速度的可溶球座的制作方法

1.本发明涉及可溶桥塞技术领域，更具体的是涉及一种提高溶解速度的可溶球座。


背景技术：

2.在油气工业领域中，常常使用桥塞或者封隔器来封隔压裂层位，以实施大规模压裂增产作业，尤其用于致密油气、页岩气水平井的分段加砂压裂施工；桥塞也可称为封隔器，塞与封隔器在用作分段工具时的功能基本一致，但比封隔器的结构更为简单紧凑，近几年，利用可溶桥塞进行压裂增产作业逐渐被广泛采用，可溶桥塞具有自溶解后，完全通井，无需二次人工干预等特点，有利于后期生产及修井作业。
3.现有技术中的可溶桥塞，通常采用压缩橡胶式的密封方式，这就使得需要的橡胶长度和体积较大，同时目前市场常规的可溶桥塞长度依然较长，大部分的可溶桥塞结构的长度在400mm以上，而可溶桥塞的溶解速度不仅受到材料本身的溶解速度的影响，还受金属和橡胶体积量的大小的影响；基于此，我们提供一种提高溶解速度的可溶球座，该可溶球座在原有可溶桥塞的基础上进行多方面的结构升级优化形成，以解决上述的溶解速度慢的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供一种提高溶解速度的可溶球座，其结构采用单卡瓦结构，并采用密封胶皮扩张密封方式，在保证密封性能的基础上，不仅大大缩短了原有的桥塞长度，还减少了可溶金属和橡胶的体积量，可有效地提高可溶球座的溶解速度。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.为实现上述目的，本发明提供一种提高溶解速度的可溶球座，包括从上到下依次连接的中心管、锥体、卡瓦本体和防撞环，所述中心管具有一外锥面，且中心管上依次套设有上护腕、密封胶皮、下护腕和支撑座，所述卡瓦本体周向安装有卡瓦齿。
7.作为优选，所述中心管和锥体通过锁环连接，具体为：所述中心管外部螺纹与锁环内部螺纹连接，所述锥体内部螺纹与锁环外部螺纹连接。
8.作为优选，所述卡瓦本体的内锥面与锥体的外锥面配合，所述锥体上均匀安装有分瓣销钉，所述分瓣销钉与卡瓦本体上端开设的缺口配合。
9.作为优选，所述卡瓦本体的下端周向均匀开设分瓣凹槽，且与防撞环上端设置的分瓣凸起配合。
10.作为优选，所述卡瓦本体的上部周向设有一环形槽，所述环形槽内设有矩形圈。
11.作为优选，所述卡瓦齿为斜齿，且卡瓦齿尖点朝向球座下方。
12.作为优选，所述防撞环的周向均匀安装有防磨齿。
13.作为优选，所述下护腕和支撑座为斜面配合。
14.作为优选，所述密封胶皮的长度为30mm，所述的可溶球座在装配完成后，长度小于300mm，外径为98mm，内通径为35mm。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
16.1.本发明的可溶球座结构，在原有可溶桥塞的基础上进行了多方面的结构升级优化，其整体结构采用单卡瓦结构，大大缩短了原有的桥塞长度，从而实现金属体积量的缩小，同时采用密封胶皮扩张密封方式，在保证目前承压等级要求的基础上，极大地减少了可溶金属和橡胶的体积量，相比于原有的可溶桥塞，极大地提高了溶解速度。
17.2.本发明的上护腕对密封胶皮的上部进行保护并提供上部回压力的作用，下护腕和支撑座配合对密封胶皮的下部起到保护作用，防止橡胶在高温高压条件下流失，通过上护腕、下护腕和支撑座形成组合保护结构，能够为密封胶皮提供良好的保护作用，极大地提高了可溶球座整体的密封承压性能。
18.3.本发明可溶球座结构上设置单独的锥体结构，将锚定结构与密封结构分隔开，与目前市场现有的单卡瓦缩短球座相比，有效的规避了坐封过程锚定和密封相互干扰的问题。
19.4.本发明通过增设分瓣销钉和分瓣凸起，球座坐封过程中，能够保证卡瓦的有效分瓣，可保证卡瓦本体沿着开缝处均匀的张开，避免了卡瓦本体防止“c型”张开，可大大提高卡瓦的锚定能力。
20.5.本发明通过卡瓦本体的上部周向设置一矩形圈，球座坐封后，卡瓦分瓣沿锥体斜面爬行至锚定套管内壁，矩形圈本身的回弹性给卡瓦提供一个回拉力，与锥体配合形成三角力的关系，促使卡瓦本体贴合套管内壁，可解决单卡瓦结构的卡瓦回落问题。
21.6.本发明的可溶球座采用斜面配合的下护腕、支撑座结构，提供了对密封胶皮的良好保护作用，大大减小了张开后需要橡胶填充的体积量，很大程度上提高了密封橡胶件的密封性能。
附图说明
22.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
23.图1是本发明的结构示意图；
24.图2是本发明中下护腕和支撑座斜面配合结构示意图；
25.图3是本发明中卡瓦本体的分瓣凹槽与防撞环的分瓣凸起配合示意图；
26.图4是本发明中分瓣销钉和防撞环的分瓣凸起对卡瓦本体分瓣的示意图；
27.图5为本发明专利的密封胶皮的结构示意图；
28.图6为本发明专利的可溶球座与丢手工装连接示意图。
29.图中标记为：1
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中心管，2
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上护腕，3
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密封胶皮，4
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下护腕，5
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支撑座，6
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锥体，7
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锁环，8
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卡瓦本体，9
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防撞环，10
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矩形圈，11
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分瓣销钉，12
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卡瓦齿，13
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防磨齿，14
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丢手剪钉，15
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丢手拉杆，16
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适配器，17
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推筒，18
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分瓣凹槽，19
‑
分瓣凸起。
具体实施方式
30.下面将结合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。
31.实施例1
32.参阅图1、5和6，本实施例提供一种提高溶解速度的可溶球座，包括从上到下依次连接的中心管1、锥体6、卡瓦本体8和防撞环9，所述中心管1外部螺纹与锁环7内部螺纹连接，所述锥体6内部螺纹与锁环7外部螺纹连接；所述中心管1具有一外锥面，且中心管1上依次套设有上护腕2、密封胶皮3、下护腕4和支撑座5，所述卡瓦本体8周向安装有卡瓦齿12，所述卡瓦齿12为斜齿，装配时卡瓦齿12尖点朝向球座下方。
33.所述下护腕4和支撑座5为斜面配合，同时，下护腕4和支撑座5分别在厚度最薄的地方进行开缝；可溶球座坐封完成后，下护腕4和支撑座5分别呈“c型”张开，而且各自的开口处相互错开，提供了对密封胶皮3的良好保护作用，同时，上下护腕4的开口处厚度较小，大大减小了张开后需要橡胶填充的体积量，很大程度上的提高了密封橡胶件的密封性能。
34.所述密封胶皮3的长度较短，仅为30mm，所述的可溶球座在装配完成后，长度小于300mm，外径为98mm，内通径为35mm，球座整体长度短，橡胶使用量少。
35.本发明的可溶球座在现场使用时，通过适配器16、丢手拉杆15将整个球座连接为一个整体，丢手拉杆15上设有与防撞环9的剪钉孔匹配的剪切孔，通过紫铜材质的丢手剪钉14与防撞环9连接；现场与baker20#火药坐封工具连接时，推筒17与坐封工具的下接头通过螺纹连接，适配器16与坐封工具的下连接杆通过螺纹连接，适配器16与丢手拉杆15通过螺纹连接；本发明的可溶球座通过丢手剪钉14与丢手拉杆15进行连接，最终实现可溶球座与baker20#坐封工具的连接。
36.本发明的可溶球座通过baker20#坐封工具实现锚定密封，baker20#坐封工具发动，坐封工具的下接头保持不动，同时连接的适配器16、丢手拉杆15、防撞环9保持不动，坐封工具下接头推动推筒17下行，推筒17推动中心管1下行，可溶球座的防撞环9位置不动，促使上护腕2、密封胶皮3、下护腕4和支撑座5沿着中心管1的外部锥面向上爬行，此过程中，密封胶皮3内径和外径同步扩大，厚度压缩，最终贴合套管内壁实现球座的中心管1和套管内壁的密封；同时，支撑座5将来自中心管1的下推力传递至锥体6，促使卡瓦本体8相对的沿锥体6的外锥面爬行张开贴合套管，卡瓦本体8上的卡瓦齿12咬合套管，实现球座与套管的锚定；最后，当推筒17推筒17球座压缩的压缩力达到了丢手剪钉14的剪断力时，丢手剪钉14剪断，此时可溶球座与丢手拉杆15脱离，实现球座的坐封丢手。
37.实施例2
38.本实施例在实施例1的基础上进一步优选，参阅图1、3和4，所述卡瓦本体8的内锥面与锥体6的外锥面配合，所述锥体6上均匀安装有分瓣销钉11，所述分瓣销钉11与卡瓦本体8上端开设的缺口配合；所述卡瓦本体8的下端周向均匀开设分瓣凹槽18，且与防撞环9上端设置的分瓣凸起19配合。
39.本发明通过增设分瓣销钉11和分瓣凸起19，球座坐封过程中，能够保证卡瓦的有效分瓣，可保证卡瓦本体8沿着开缝处均匀的张开，避免了卡瓦本体8防止“c型”张开，可大大提高卡瓦的锚定能力。
40.实施例3
41.本实施例在实施例1的基础上进一步优选，参阅图1，所述卡瓦本体8的上部周向设有一环形槽，所述环形槽内设有矩形圈10，矩形圈10采用可溶橡胶材料。
42.球座坐封后，卡瓦分瓣沿锥体6斜面爬行至锚定套管内壁，矩形圈10本身的回弹性
给卡瓦提供一个回拉力，与锥体6配合形成三角力的关系，促使卡瓦本体8贴合套管内壁，可解决单卡瓦结构的卡瓦回落问题。
43.实施例4
44.本实施例在实施例1的基础上进一步优选，参阅图1，所述防撞环9的周向均匀安装有防磨齿13；防磨齿13安装在防撞环9的周向防磨齿13孔内，起到球座入井过程防止球座磨损，保证球座外径尺寸的作用。
45.需要注意的是，本发明是在原有可溶桥塞的基础上进行结构升级优化，通过缩短桥塞，减少橡胶、金属的量等多方面的结构优化，来提高其溶解速度，为了体现这种结构的优势和特点，我们将升级优化完成后的桥塞结构称为可溶球座。
46.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。