[實用新型]一種投球式可溶解壓裂橋塞的分瓣式鉚釘錨定機構

有效

• 申請號: 201921678138.1
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN211081775U
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 李文超;鄭學飛;盧帥辰;張妍平;趙祎;楊超;高春坦
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B23/01
• 分類號: E21B23/01;E21B33/134
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于石油工程領域，涉及一種投球式可溶解壓裂橋塞的分瓣式鉚釘錨定機構。主要由卡瓦組及坐封壓環組成。采用硬質合金顆粒來作為卡瓦的卡瓦牙，以可溶解金屬材料作為卡瓦基體，不但可實現在坐封壓裂作業完成后，在一定礦化度的溶液中自動溶解，而且橋塞在坐封之前，不用單獨去固定卡瓦組。錐體背圈上的燕尾槽結構及坐封壓環上的矩形滑槽就可以完成對卡瓦組的固定。在坐封時，各卡瓦沿著各自的錐面進行滑移坐封，相互不干擾，坐封效果較好。

技術領域

本實用新型屬于石油工程領域，具體地，涉及一種投球式可溶解壓裂橋塞的分瓣式鉚釘錨定機構。

背景技術

我國擁有良好的頁巖油氣資源開發前景及開發潛力，非常規油氣由于具有儲層致密、物性差和豐度低等特點，采用常規的直井開采技術無法達到有效開發的目的，需要采用水平井及水平井分段壓裂技術才能取得良好的經濟產能。

泵送橋塞射孔聯合作業分段壓裂技術是目前國內外進行頁巖氣藏等非常規油氣開發的重要技術手段。在分段壓裂作業后期，為了保證作業后，油氣返流通道的暢通，通常需要利用連續油管將橋塞取出或連接磨銑工具將橋塞在井下去除。復雜的橋塞鉆磨工序及它所帶來的種種問題不僅降低了分段壓裂作業的效率，還提高了作業成本，從而限制了泵送橋塞射孔聯合作業分段壓裂技術在頁巖氣藏等非常規油氣儲層改造中的應用。橋塞錨定機構必須具備可靠的錨定性能，橋塞坐封后無軸向移動。錨定機構直接決定著橋塞的坐封性能，是保證壓裂作業順利進行的前提。

實用新型內容

為克服現有技術存在的缺陷，本實用新型設計一種投球式可溶解壓裂橋塞的分瓣式鉚釘錨定機構，主要由卡瓦組及坐封壓環組成。

卡瓦組位于坐封壓環和錐體背圈之間。卡瓦組由六片鑲齒卡瓦組成，每片卡瓦鑲嵌六顆硬質合金顆粒作為卡瓦牙。每片卡瓦由錐體背圈上的燕尾槽進行固定，從而構成卡瓦組。坐封壓環的導向槽與卡瓦組緊貼，坐封壓環背面與中心管軸肩貼合定位。在橋塞坐封時，坐封工具將坐封力直接作用于坐封壓環上，坐封壓環推動卡瓦組動作，從而實現橋塞的坐封。卡瓦上弧面鑲嵌有六顆硬質合金顆粒，顆粒直徑為8mm，顆粒高度分別為5.4mm和7.5mm。顆粒分兩排分布，每排三個，兩排卡瓦與卡瓦軸心夾角呈12°夾角。鑲嵌后顆粒與上弧面呈 15°夾角，顆粒卡瓦牙高度為2mm。卡瓦下弧面與中心管外壁緊密配合。卡瓦組左右端面對稱，在靠近卡瓦組底面的部位有一定角度的凸出，這是為了與錐體背圈上的燕尾槽進行配合。前端面為斜面，與錐體背圈相貼合，后端面與坐封壓環上的T形滑槽相配合。前后端面都有一定的傾斜角度。卡瓦組包含6片卡瓦，呈圓周分布，沿錐體背圈滑行的錐面兩側采用新型的燕尾槽結構。

坐封壓環上設置有6個T型滑槽，滑槽寬度分別為15mm和25mm。滑槽總長度為25mm，寬度為15mm的滑槽長度為15mm。T型滑槽端面與坐封壓環端面呈一定角度，是為了與卡瓦組后端面進行配合，起到固定卡瓦組與導向的作用。在坐封壓環上均布四個銷釘孔，與中心管上的銷釘孔進行配合固定，可以保證橋塞在下井過程中不會因為橋塞與套管的摩擦而提前坐封。

在錨定過程中，要求卡瓦牙嵌入套管內壁完成錨定，由于可溶解金屬硬度較低，其強度無法滿足卡瓦牙嵌入套管內壁的要求。采用鑲嵌硬質合金顆粒來達到這一要求，硬質合金顆粒材料為鎢鈷類硬質合金YG8，其強度硬度均滿足使用條件。在考慮到坐封、壓裂作業時，錨定機構各部件長時間與井下液體接觸，最先發生溶解。為了同時保證錨定機構在壓裂作業時不會失效及壓裂作業完成后橋塞可以盡快溶解這兩點要求，綜合考慮選擇ZK-1可溶解金屬材料作為錨定機構各部件的材料。

相對于現有技術，本實用新型的有益效果是：采用硬質合金顆粒來作為卡瓦的卡瓦牙，以可溶解金屬材料作為卡瓦基體，不但可實現在坐封壓裂作業完成后，在一定礦化度的溶液中自動溶解，而且橋塞在坐封之前，不用單獨去固定卡瓦組。錐體背圈上的燕尾槽結構及坐封壓環上的矩形滑槽就可以完成對卡瓦組的固定。在坐封時，各卡瓦沿著各自的錐面進行滑移坐封，相互不干擾，坐封效果較好。

附圖說明