一种一体化桥塞装置的制作方法

1.本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种一体化桥塞装置。


背景技术：

2.随着世界经济发展对能源需求的进一步增加，页岩气、致密油气等非常规能源开采力度呈进一步加大趋势。分段压裂技术解决了水平井射孔段短、储层物性差、孔隙度和渗透率低等问题，是国内外页岩气开采的核心技术。为了高效实施分段压裂，需采用分簇射孔技术：下一次管串，可完成坐封桥塞、射孔联作，具有分段隔离、压裂针对性好、无压裂层数限制、压裂施工效率高等优点。桥塞通过卡瓦的向外膨胀锚定在套管内部，胶筒通过挤压膨胀形成与套管内壁的密封。桥塞的挤压和膨胀过程一般需要借助于输送桥塞入井的坐封工具来实现。
3.目前常用的桥塞坐封工具主要有依靠电缆输送的燃气压力推动式、依靠油管或钻杆输送的液压推动式和机械坐封式三种。机械坐封式桥塞坐封工具可靠性低，特别是对于部分大斜度井和水平井，无法使桥塞完全坐封；液压推动式桥塞坐封工具由于需要使用油管或钻杆输送，所以施工效率比较低，且液压桥塞坐封工具施工时，由于境况复杂，在桥塞下井的过程中容易出现遇阻的情况；常规的电缆输送燃气压力推动式桥塞坐封工具，采用电缆输送方式入井，施工效率高，但由于常规电缆坐封工具零部件较多，坐封工具装配好后，还要与桥塞、推力筒、拉断杆等零部件连接，装配过程繁琐，作业完后，坐封工具还需人工排出高压气体，危险性高，整个工具串的维护、保养也不简便，大大的增加了人力、物力成本。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种一体化桥塞装置，整个装置为一次性使用，用户在现场取出一体化桥塞装置后无需进行调整，直接装入火药与枪串连接后即可使用，点火完成后也无需人工排气和任何保养，拆卸后即可丢弃，节省了大量的人工费用和保养费用。
5.为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种一体化桥塞装置，包括外壳体、芯轴、丢手杆和桥塞，其中，芯轴布置在外壳体内，外壳体的内侧面与芯轴的外侧面之间具有间隙，并且外壳体的内侧面上设有与芯轴外侧面形成配合的第一配合结构，芯轴内的其中一端设有用于布置点火组件的安装孔，安装孔内靠近第一配合结构的前端的位置设有朝芯轴的外侧面延伸的通孔，外壳体能够沿轴向向前移动，芯轴的另一端通过丢手杆与桥塞连接，桥塞的外周套设有胶筒，桥塞的两端设有卡瓦结构，外壳体上靠近桥塞的一端与卡瓦结构形成接触。
7.根据本发明的一体化桥塞装置，仅仅包括外壳体、芯轴、丢手杆和可溶桥塞，在芯轴内安装点火组件和射孔枪串，然后按照正常施工流程下井，到达目的层后，地面通电，经电缆引爆点火组件内的一、二级桥塞火药，一、二极桥塞火药再点燃芯轴内的三级主火药，
主火药柱燃烧产生的高压气体从通孔内排出推动外壳体向前移动，逐步实现桥塞的坐封和丢手动作，具体地，外壳体在桥塞坐封之后继续在高压气体的推动下向前移动从而将丢手杆拉断完成桥塞的丢手动作，桥塞丢手后，主火药燃烧的高压气体将从芯轴下端的变径处完全排出，整个桥塞作业完成。因此，本发明的一体化桥塞装置可以实现一个整体进行包装和运输，且一次性使用，点火完成后也无需人工排气和任何保养，拆卸后即可丢弃，节省了大量的人工费用和保养费用。
8.对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
9.根据本发明的一体化桥塞装置，在一个优选的实施方式中，外壳体上远离桥塞的一端与芯轴之间设有压帽，压帽套设在芯轴上且与外壳体的内侧面形成配合。
10.通过在芯轴与外壳体的端部设置压帽，能够有效保持坐封过程中的压力平衡，防止压力损失，确保桥塞的作业效率。
11.进一步地，在一个优选的实施方式中，压帽的外侧面与外壳体的内侧面之间设有互相形成配合的台阶结构。
12.通过互相形成配合的台阶结构装配压帽，能够有效确保整个桥塞装置的结构稳定可靠。
13.进一步地，在一个优选的实施方式中，压帽与芯轴和外壳体之间均设有密封圈。
14.通过设置密封圈，能够极大程度上确保外壳体和芯轴之间环空的密封性，保持坐封过程中的压力平衡，防止压力损失，确保桥塞的作业效率。
15.进一步地，在一个优选的实施方式中，芯轴的外侧面上靠近通孔且与第一配合结构相对设置有第二配合结构。
16.通过设置第二配合结构，能够对芯轴与外壳体之间的配合安装起到很好地限位作用，从而进一步提高整个桥塞装置的结构稳定性。
17.具体地，在一个优选的实施方式中，第一配合结构和第二配合结构均为台阶结构。
18.台阶结构简单，易于加工和装配。
19.进一步地，在一个优选的实施方式中，第一配合结构与芯轴之间和第二配合结构与外壳体之间均设有密封圈。
20.通过设置密封圈，能够进一步确保外壳体和芯轴之间环空的密封性，从而极大程度上确保桥塞的作业过程稳定可靠。
21.进一步地，在一个优选的实施方式中，桥塞内远离丢手杆的一端设有沿轴向延伸的盲孔。
22.通过在桥塞底端设置一长盲孔，能够有效减轻整个桥塞装置的重量，方便装配和运输。
23.进一步地，在一个优选的实施方式中，桥塞上远离丢手杆的一端套设有用于固定卡瓦结构的固定座。
24.通过设置固定座，能够很好地确保桥塞装置的结构稳定性和工作过程的可靠性。
25.具体地，在一个优选的实施方式中，桥塞为可溶桥塞。
26.可溶桥塞能够在后续压裂过程中溶解在井中，避免对井内工作环境产生影响。
27.相比现有技术，本发明的优点在于：整个装置为一次性使用，用户在现场取出一体化桥塞装置后无需进行调整，直接装入火药与枪串连接后即可使用，点火完成后也无需人
工排气和任何保养，拆卸后即可丢弃，节省了大量的人工费用和保养费用。
附图说明
28.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
29.图1示意性显示了本发明实施例的一体化桥塞的整体结构。
具体实施方式
30.下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
31.图1示意性显示了本发明实施例的一体化桥塞10的整体结构。
32.如图1所示，本发明实施例的一体化桥塞装置10，包括外壳体1、芯轴2、丢手杆3和桥塞4，其中，芯轴2布置在外壳体1内，外壳体1的内侧面与芯轴2的外侧面之间具有间隙，并且外壳体1的内侧面上设有与芯轴2外侧面形成配合的第一配合结构11，芯轴2内的其中一端设有用于布置点火组件的安装孔21，安装孔21内靠近第一配合结构11的前端的位置设有朝芯轴2的外侧面延伸的通孔22，外壳体1能够沿轴向向前移动，芯轴2的另一端通过丢手杆3与桥塞4连接，桥塞4的外周套设有胶筒41，桥塞4的两端设有卡瓦结构42，外壳体1上靠近桥塞4的一端与卡瓦结构42形成接触。
33.根据本发明实施例的一体化桥塞装置，仅仅包括外壳体、芯轴、丢手杆和可溶桥塞，在芯轴内安装点火组件和射孔枪串，然后按照正常施工流程下井，到达目的层后，地面通电，经电缆引爆点火组件内的一、二级桥塞火药，一、二极桥塞火药再点燃芯轴内的三级主火药，主火药柱燃烧产生的高压气体从通孔内排出推动外壳体向前移动，逐步实现桥塞的坐封和丢手动作，具体地，外壳体在桥塞坐封之后继续在高压气体的推动下向前移动从而将丢手杆拉断完成桥塞的丢手动作，桥塞丢手后，主火药燃烧的高压气体将从芯轴下端的变径处完全排出，整个桥塞作业完成。因此，本发明的一体化桥塞装置可以实现一个整体进行包装和运输，且一次性使用，点火完成后也无需人工排气和任何保养，拆卸后即可丢弃，节省了大量的人工费用和保养费用。
34.如图1所示，进一步地，在本实施例中，芯轴2的外侧面上靠近通孔22且与第一配合结构11相对设置有第二配合结构12。通过设置第二配合结构，能够对芯轴与外壳体之间的配合安装起到很好地限位作用，从而进一步提高整个桥塞装置的结构稳定性。具体地，在本实施例中，第一配合结构11和第二配合结构12均为台阶结构。台阶结构简单，易于加工和装配，且能够起到很好的配合安装和限位作用。进一步地，在本实施例中，第一配合结构11与芯轴2之间和第二配合结构12与外壳体1之间均设有密封圈6。通过设置密封圈，能够进一步确保外壳体和芯轴之间环空的密封性，从而极大程度上确保桥塞的作业过程稳定可靠。
35.具体地，在本实施例中，如图1所示，通孔22呈倾斜方向延伸，且沿芯轴的外周均匀间隔布置，从而能够进一步确保火药燃烧后产生的高压气体更加稳定地推动外壳体向前移动。
36.具体地，在本实施例中，桥塞4为可溶桥塞。可溶桥塞能够在后续压裂过程中溶解在井中，不需要打捞，从而能够有效简化作业过程，且避免对井内工作环境产生影响。
37.如图1所述，进一步地，在本实施例中，外壳体1上远离桥塞4的一端与芯轴2之间设
有压帽5，压帽5套设在芯轴2上且与外壳体1的内侧面形成配合。通过在芯轴与外壳体的端部设置压帽，能够有效保持坐封过程中的压力平衡，防止压力损失，确保桥塞的作业效率。具体地，在本实施例中，压帽5的外侧面与外壳体1的内侧面之间设有互相形成配合的台阶结构。通过互相形成配合的台阶结构装配压帽，能够有效确保整个桥塞装置的结构稳定可靠。进一步地，在本实施例中，压帽5与芯轴2和外壳体1之间均设有密封圈6。通过设置密封圈，能够极大程度上确保外壳体和芯轴之间环空的密封性，保持坐封过程中的压力平衡，防止压力损失，确保桥塞的作业效率。
38.如图1所示，进一步地，在本实施例中，桥塞4内远离丢手杆3的一端设有沿轴向延伸的盲孔43。通过在桥塞底端设置一长盲孔，能够有效减轻整个桥塞装置的重量，方便装配和运输。进一步地，在本实施例中，桥塞4上远离丢手杆3的一端套设有用于固定卡瓦结构42的固定座7。通过设置固定座，能够很好地确保桥塞装置的结构稳定性和工作过程的可靠性。
39.根据上述实施例，可见，本发明涉及的一体化桥塞装置，整个装置为一次性使用，用户在现场取出一体化桥塞装置后无需进行调整，直接装入火药与枪串连接后即可使用，点火完成后也无需人工排气和任何保养，拆卸后即可丢弃，节省了大量的人工费用和保养费用。
40.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。