[發(fā)明專利]橋塞組件和用于橋塞組件的設(shè)置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680052042.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN108026762B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·杜津斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 派克漢尼芬公司
• 主分類號(hào): E21B33/12
• 分類號(hào): E21B33/12;E21B33/128;E21B33/129
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;李欣

本發(fā)明涉及橋塞組件和用于橋塞組件的設(shè)置方法。橋塞組件包括：T形套管，該T形套管包括底座和桿；錐形套管，該錐形套管具有錐形部并且限定配置成接收桿的孔；模制組件，該模制組件在錐形部上從初始位置可移動(dòng)到設(shè)定位置；以及密封件。錐形部配置成楔形件，從而當(dāng)在設(shè)置過程期間迫使桿進(jìn)入錐形部中時(shí)，模制組件和密封件在錐形部上從初始位置移動(dòng)到設(shè)定位置以及通過錐形部的楔塞作用而徑向向外地朝向井管擴(kuò)展。模制組件包括與彈性體包覆成型的、具有多個(gè)滑動(dòng)段的滑動(dòng)組件。所有的部件由可溶解材料制成，從而隨著時(shí)間將井管重新打開到其原始內(nèi)徑。

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求在2015年9月8日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/215,209的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)通過引用并入在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在鉆井作業(yè)和其它油井服務(wù)期間使區(qū)域隔離的下向鉆孔柱塞密封件、且尤其涉及可溶解的橋塞組件類型的下向鉆孔柱塞密封件。

背景技術(shù)

在石油和天然氣鉆井作業(yè)中，各種各樣的下向鉆孔工具用于這類鉆井系統(tǒng)的制造、操作和維護(hù)。下向鉆孔工具的一個(gè)示例為柱塞密封件，該柱塞密封件可以用于密封鉆井的特定部分且使這些特定部分與該井的其它部分隔離。使一個(gè)井部分(例如，下向鉆孔部分)與另一個(gè)井部分(例如，上向鉆孔部分)完全隔離的密封塞(完全地阻斷這兩個(gè)部分之間的流動(dòng))通常被稱為橋塞。其它類型的柱塞密封件可以允許沿著特定方向(例如下游)的流動(dòng)，但是阻斷沿著其它方向(例如上游)的流動(dòng)。柱塞密封件可以為永久性的、或可以為非永久性溶解的或以其它方式可去除的柱塞密封件。

水力壓裂法(通常被稱為“壓裂”或“水力壓裂”)變?yōu)槭秃吞烊粴饩霎a(chǎn)措施的常規(guī)方法，該方法可以采用橋塞對(duì)井的不同部分進(jìn)行操作。例如，橋塞可以位于外井管內(nèi)，從而將井的下向鉆孔部分與該井的上向鉆孔部分隔離。在上向鉆孔部分中，井管可以包括開入周圍巖層中的多個(gè)橫向孔。在水力壓裂過程中，將加壓流體向下泵送到井中。在橋塞處，阻斷流體從上向鉆孔部分行進(jìn)到下向鉆孔部分中，使井加壓。在這類壓力下，迫使流體穿過上向鉆孔井管中的多個(gè)孔而進(jìn)入相鄰巖層中。進(jìn)入巖層中的加壓流轉(zhuǎn)而造成裂紋，可以從這些裂紋提取石油和天然氣。

然而，傳統(tǒng)的可溶解橋塞已證明在特定方面中是有缺陷的。明顯對(duì)降低與鉆井處理相關(guān)聯(lián)的成本感興趣，以及已采用可溶解橋塞，從而井管可以打開而無需磨銑掉以允許流動(dòng)，這可以為昂貴的。然而，傳統(tǒng)的可溶解橋塞通常導(dǎo)致顯著小于原始井管內(nèi)徑的直徑。另外，可溶解材料趨向于比不可溶解材料薄弱，這使得更難以提供有效的可溶解橋塞，導(dǎo)致相對(duì)較大且材料密集的組件，這提高了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了克服傳統(tǒng)配置的缺陷的增強(qiáng)型可溶解的橋塞組件。本發(fā)明的可溶解的橋塞組件臨時(shí)地以高效率使井管的截面隔離，然后完全溶解以基本上恢復(fù)完整的井管內(nèi)徑，而無任何進(jìn)一步磨銑或可比擬的干預(yù)。另外，本發(fā)明的可溶解的橋塞組件在井管內(nèi)提供有效密封，其中，如相比于傳統(tǒng)配置，部件尺寸減小和/或材料量減少且因此成本更少。

橋塞組件包括接收在錐形套管內(nèi)的T形套管。橋塞組件還包括模制組件和附加密封件，該模制組件包括與彈性體包覆成型的滑動(dòng)組件。模制組件初始放置成部分地包圍T形套管的桿部且在錐形套管的錐形部上延伸。在設(shè)置過程期間，設(shè)置工具將T形套管和錐形套管接合。這促進(jìn)模制組件和密封件在錐形套管的錐形部上移動(dòng)，以及錐形部的楔塞作用引起模制組件和密封件的擴(kuò)展。最后，該擴(kuò)展引起滑動(dòng)組件咬入或以其它方式緊抓井管的內(nèi)徑，其中，彈性體填充在由此擴(kuò)展的滑動(dòng)組件的滑動(dòng)段之間的間隙中。類似地，密封件擴(kuò)展且被壓縮以提供對(duì)井管的密封。橋塞組件的部件由可溶解材料制成，且隨著時(shí)間推移，橋塞組件溶解，從而將井管基本上打開到其原始直徑。