[發明專利]一種輕質球座

在審

• 申請號: 201910233529.0
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109944571A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 曾琦軍
• 申請（專利權）人: 成都維泰油氣能源技術有限公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種輕質球座，包括下接頭、卡瓦、密封件和中心管，中心管呈圓錐臺狀，密封件和卡瓦沿中心管外徑縮小的方向依次套接在中心管的外徑較小一端的外側，密封件的一端與卡瓦的一端抵接，中心管外徑較小一端的端部位于卡瓦內；下接頭的一端與卡瓦的另一端抵接，下接頭內設有座封工具連接結構；密封件為兩段式結構，第一段密封件的硬度小于第二段密封件的硬度。本發明提供的球座設置有兩段密封件，工作時提高了密封的可靠性，而球座的設計緊湊短小，為輕型鎂鋰合金材料，提高了鉆磨效率；并且在工作結束后，容易返出，消除了堵塞井筒的風險。

技術領域

本發明涉及井下工具技術領域，具體涉及一種輕質球座。

背景技術

在油氣井分段壓裂改造作業中，通常會用到復合橋塞或鑄鐵橋塞作為分段的工具，這兩種橋塞各有優勢。但復合橋塞壓裂作業結束之后，必須通過連續油管鉆磨掉這些復合橋塞，形成全通徑的井眼，由于結構和材料限制，鉆磨所需時間較長，鉆磨作業難度較大，橋塞長度長，密度大，鉆磨所的得到的碎屑返出困難，有堵塞井筒的風險。

運用在分段壓裂改造作業中的鑄鐵球座通常為大通徑橋塞，這種橋塞的特點在于內通徑大，可以在壓裂完成后，直接返排投產。隨著油氣井生產年限的增加，油氣井的油氣產量也隨之下降，油氣井的二次改造成為增加油氣井產量的重要方式。然而，此種橋塞無法鉆磨，限制了油氣井的二次改造。如采用可降解橋塞或球座，雖然能省去磨銑作業，但是溶解條件通常較為嚴格，且溶解時間較長，影響井筒的通井效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提高球座的鉆磨效率，同時消除鉆磨碎屑堵塞井筒風險。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種輕質球座，用于油氣井的分段改造，包括中心管、密封件、卡瓦和下接頭，所述中心管呈圓錐臺狀，所述中心管的外徑較大一端設有封堵口，所述中心管的外側依次套接有所述密封件和所述卡瓦，所述中心管外徑較小一端的端部位于所述卡瓦內；所述密封件在軸向上為兩段式結構，第一段密封件位于所述中心管的外徑較大一端，第二段密封件位于所述中心管的外徑較小一端，所述第一段密封件與所述第二段密封件卡接，所述第一段密封件的硬度小于所述第二段密封件的硬度，所述卡瓦的一端與所述密封件的一端抵接，所述卡瓦的另一端與下接頭的一端抵接；所述下接頭內設有座封工具連接結構；所述中心管、卡瓦和下接頭采用輕型鎂鋰合金材料。

本發明的有益效果：本發明提供的球座包括接頭、卡瓦、密封件和中心管；本申請提供的球座為單卡瓦設計，但是能夠雙向卡定承壓，卡瓦齒體積非常小，易于被鉆磨打碎；由于結構的精簡緊湊設計，其球座總長較小，相較于現有的常規的橋塞縮短了60％，鉆磨時間會縮短；材料為輕型鎂鋰合金，密度小，鉆磨后碎屑輕而細小，容易返出，鉆磨后消除堵塞井筒風險，且鉆磨后可以實現井筒全通徑，提高球座的鉆磨效率，其當量密度較常規橋塞低約50％，鉆屑呈細小片狀，返出地面的效率提高至96％以上。進一步，所述中心管的外徑較大一端外側周向上設置有凸臺，所述凸臺與所述中心管外徑較小端的外表面形成過渡斜面；所述球座完成座封后，所述密封件的另一端覆蓋所述過渡斜面。

采用上述進一步方案的有益效果是：由于在中心管的外徑較大一端外側周向上設置有凸臺，所述凸臺與所述中心管外徑較小端的外表面形成過渡斜面，在球座座封的過程中，卡瓦推動密封件，使第一密封件向中心管的外徑較大一端移動，當第一密封件到達過渡斜面時，中心管的外徑快速變大，第一密封件被快速擠壓膨脹，迅速地密封件與井筒內壁接觸形成初始密封，在球座完成座封的時候，第一密封件與過渡斜面擠壓抵接，第二密封件與卡瓦擠壓抵接，被彈性擠壓密封件，兩端彈性恢復的位置和空間都被限制了，所以密封件不能夠彈性恢復，其密封效果可以持續保持，其密封的可靠性不會受到影響。

進一步，所述凸臺在所述中心管的軸向上延伸至所述所述中心管的外徑較大一端的端部。

采用上述進一步方案的有益效果是：使凸臺和中心管的外徑較大一端形成整體結構。