[發明專利]一種單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞及其坐封方法

在審

• 申請號: 201810103862.5
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108343395A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 祝效華;陳明旸;喻成剛;付玉坤;陶浩然
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B33/134
• 分類號: E21B33/134;E21B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞，其結構特征在于，包括：坐封拉桿（1）、上錐體（2）、中心管（5）、下錐體（9）、膠筒組件、單向整體卡瓦（12）、引鞋頭（13）、丟手銷釘（14）和可溶性壓裂球（17），所述坐封拉桿（1）的一端設置有連接螺紋，坐封拉桿（1）的另一端通過所述丟手銷釘（14）與所述引鞋頭（13）連接；所述上錐體（2）、中心管（5）、下錐體（9）依次套裝在坐封拉桿（1）上，上錐體（2）與中心管（5）的一端連接，上錐體（2）靠近坐封拉桿（1）螺紋端的一端設置有與所述可溶性壓裂球（17）相配合的內凹錐面，上錐體（2）與中心管（5）連接的一端呈錐形，下錐體（9）與中心管（5）的一端通過螺紋連接，下錐體（9）的另一端與引鞋頭（13）一端連接，上錐體（2）與下錐體（9）之間套在中心管（5）外有所述膠筒組件，引鞋頭（13）上設有抵觸部，下錐體（9）與引鞋頭（13）的抵觸部之間設置有單向整體卡瓦（12）。

2.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述可溶性壓裂球（17）主要由鋁鎂合金材質或可降解高分子材料制成，前者可在含有電解質的水溶液中溶解，不溶于油類介質，而后者可在一定溫度條件下自行溶解，溫度越高溶解越快。

3.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述上錐體（2）通過上錐體剪切銷釘（3）與所述中心管（5）連接，所述下錐體（9）通過下錐體剪切銷釘（10）與所述引鞋頭（13）連接。

4.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述上錐體（2）與所述中心管（5）之間設置有上棘齒環（4），所述上棘齒環（4）匹配固定于上錐體（2）呈錐形一端的內側，上棘齒環（4）內側設置有棘齒，中心管（5）與上錐體（2）連接端的外部設置有與上棘齒環（4）內側匹配的棘齒。

5.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述下錐體（9）與所述引鞋頭（13）之間設置有下棘齒環（11），所述下棘齒環（11）匹配固定于所述下錐體（9）與所述單向整體卡瓦（12）相鄰一端的內側，下棘齒環（11）內側設置有棘齒，引鞋頭（13）與下錐體（9）連接端的外部設置有與下棘齒環（11）內側匹配的棘齒。

6.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述坐封拉桿（1）的一端沿徑向設置有多個用于安裝所述丟手銷釘（14）的銷釘孔，所述引鞋頭（13）與坐封拉桿（1）連接的一端沿徑向設置有多個用于安裝丟手銷釘（14）的銷釘孔。

7.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述單向整體卡瓦（12）外表面均勻分布軸向應力集中槽，單向整體卡瓦（12）一端設置有內凹錐面并與所述下錐體（9）外錐面配合。

8.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述膠筒組件包括上護肩（6）、主膠筒（7）、下護肩（8）組成，所述上護肩（6）一端內部設置有內凹錐面與所述上錐體（2）外錐面配合接觸，所述下護肩（8）一端內部設置有內凹錐面與所述下錐體（9）外錐面配合接觸，上護肩（6）另一端內部設置有內凹曲面與主膠筒（7）一端設置的外凸曲面匹配抵觸，下護肩（8）另一端內部設置有內凹曲面與所述主膠筒（7）另一端設置的外凸曲面匹配抵觸。

9.根據權利要求1所述的橋塞，其特征在于，所述上錐體（2）、中心管（5）、下錐體（9）和引鞋頭（13）的內部形成的用于套裝所述坐封拉桿（1）的通道的直徑大于或等于60mm。

10.一種使用如權利要求1～9中任一單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞封堵油氣井的坐封方法，包括如下步驟：

步驟一，將所述坐封拉桿（1）通過所述丟手銷釘（14）與所述引鞋頭（13）固定，將坐封工具與坐封拉桿（1）一端的螺紋連接，將坐封工具上的坐封推筒（16）端面對準所述上錐體（2）并使其接觸，實現所述單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞與坐封工具的連接；

步驟二，通過電纜或連續油管將所述單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞下放至套管中的預定位置；

步驟三，啟動坐封工具，所述坐封推筒（16）擠壓所述上錐體（2）端面，當擠壓力達到所述上錐體剪切銷釘（3）剪切值時，銷釘被剪斷，上錐體（2）移動并擠壓所述膠筒組件，封隔所述單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞與套管的環空，所述坐封拉桿（1）帶動所述引鞋頭（13）一起運動并剪切所述下錐體（9）剪切銷釘，所述單向整體卡瓦（12）受到下錐體（9）與引鞋頭（13）的擠壓而破裂，從而實現所述單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞的錨定；

步驟四，剪斷所述丟手銷釘（14），斷開所述坐封拉桿（1）與所述引鞋頭（13）的固定連接，使所述坐封工具與單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞分離；

步驟五，將與所述單卡瓦大通徑免鉆磨復合橋塞分離的坐封工具提出地面，向井筒中投入所述可溶性壓裂球（17）至所述上錐體（2）一端的內凹錐面上，坐封完成，進行壓裂施工；

步驟六，壓裂施工結束后，所述可溶性壓裂球（17）可在電解質溶液或含有氯根離子的地層流體的作用下自行溶解，除此之外，如使用高分子可降解材質的可溶性壓裂球（17），其在一定的溫度條件下可自行降解。