[發明專利]大通徑膨脹式全可溶橋塞及其坐封連接工具以及使用方法

在審

• 申請號: 202011411122.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112576220A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 袁發勇;陳龍;徐幫才;楊潔;張俊;趙鵬
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化江漢石油工程有限公司;中石化江漢石油工程有限公司頁巖氣開采技術服務公司
• 主分類號: E21B33/134
• 分類號: E21B33/134;E21B23/01;E21B43/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 朱宏偉

本發明涉及一種大通徑膨脹式全可溶橋塞及其坐封連接工具以及使用方法，屬于井下工具技術領域，是一種全新的橋塞結構設計，不需要卡瓦、膠筒及剪銷等傳統橋塞結構，橋塞性能不再被非可溶材質限制。本發明大通徑膨脹式全可溶橋塞由摩擦筒、釋放環及坐封球構成，使用水溶性鎂鋁合金加工；其坐封連接工具由推筒、連接桿、緊定螺釘構成。相較于傳統可溶橋塞，大通徑膨脹式全可溶橋塞內徑大、零件少、組裝方便、整機短、重量輕、溶解速度快、性能穩定、成本較低，更有利于大規模水力分段壓裂工藝施工。

技術領域

本發明涉及石油天然氣行業中的井下工具技術領域，更具體地說，涉及一種大通徑膨脹式全可溶橋塞及其坐封連接工具以及使用方法。

背景技術

近年來，國內頁巖油氣等非常規油氣資源被大規模勘探開發，主要采用的施工手段是泵送橋塞射孔分段大規模水力壓裂施工工藝，橋塞是該工藝應用中關鍵的井下工具之一，橋塞年使用量已超過八千支。市面上橋塞主要分為金屬材料橋塞、復合材料橋塞以及可溶材料橋塞，由于可溶材料可以溶解于水，能夠免除鉆塞施工，降低了施工費用，減短了施工周期，因此可溶材料橋塞使用比例逐年遞升。但目前各種材料的橋塞結構非常相似，一般采用雙卡瓦多膠筒設計結構，該結構主要包括鑲有陶瓷齒或硬質合金齒的卡瓦、橡膠膠筒、錐體以及芯軸、引鞋、剪銷等。可溶材料橋塞除了材料更新，并沒有在結構方面有所技術革新，可溶材料的性能沒有得到充分的發揮，剪銷、卡瓦、膠筒等傳統橋塞零配件都一定程度上的影響了可溶材料橋塞的溶解性能，造成必須下管柱通洗井，沒有在實際意義上簡化施工工序。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種大通徑膨脹式全可溶橋塞及其坐封連接工具以及使用方法，不需要剪銷與膠筒，零件少、重量小、溶解速度快，錨定可靠。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種大通徑膨脹式全可溶橋塞，包括摩擦筒和位于摩擦筒內部的釋放環和坐封球，所述釋放環安裝在摩擦筒的下部，所述坐封球安裝在摩擦筒的上部，所述摩擦筒、釋放環和坐封球由水溶性材料制成；

所述摩擦筒上設有摩擦涂層、割縫、應力孔、外斜坡面、本體、外臺階、上斜坡面和下斜坡面；所述割縫沿圓周布置6～12處，所述應力孔布置在所述割縫兩端，所述釋放環上設有外上斜坡，所述外上斜坡與所述下斜坡面角度相同并貼合。

上述方案中，所述摩擦涂層使用鎳鎂合金粉末材料制作，所述摩擦涂層粘覆在所述摩擦筒外表面，形成完整的外圓表面。

上述方案中，所述外斜坡面的傾角為15～30°。

上述方案中，所述上斜坡面的傾角為15～30°，所述下斜坡面的傾角為5～15°。

上述方案中，所述摩擦筒外設有加工密封圈槽，所述密封圈槽內安裝有密封圈。

上述方案中，所述摩擦筒、釋放環及坐封球由水溶性鎂鋁合金制成使用水溶性鎂鋁合金。

本發明還提供了一種所述大通徑膨脹式全可溶橋塞的坐封連接工具，用于連接Baker橋塞坐封工具，包括推筒和連接桿，所述推筒上設有第一內螺紋、長槽孔及內臺階；第一內螺紋與Baker橋塞坐封工具外筒螺紋連接，內臺階與所述外臺階貼緊配合；所述連接桿設計有第三內螺紋、外螺紋及凸臺，所述第三內螺紋與Baker橋塞坐封工具芯軸螺紋連接，外螺紋與所述第二內螺紋配合連接。

上述方案中，所述推筒上安裝有第一緊定螺釘。

上述方案中，所述連接桿上安裝有第二緊定螺釘。

本發明還提供了一種所述大通徑膨脹式全可溶橋塞的使用方法，包括以下步驟：

S1、使用所述坐封連接工具連接好Baker橋塞坐封工具與大通徑膨脹式全可溶橋塞，組成工具串；

S2、使用電纜或者油管輸送上述工具串進入井內套管中，使其到達指定位置；