[实用新型]一种投球式可溶解压裂桥塞的分瓣式铆钉锚定机构

说明书

本实用新型属于石油工程领域，涉及一种投球式可溶解压裂桥塞的分瓣式铆钉锚定机构。主要由卡瓦组及坐封压环组成。采用硬质合金颗粒来作为卡瓦的卡瓦牙，以可溶解金属材料作为卡瓦基体，不但可实现在坐封压裂作业完成后，在一定矿化度的溶液中自动溶解，而且桥塞在坐封之前，不用单独去固定卡瓦组。锥体背圈上的燕尾槽结构及坐封压环上的矩形滑槽就可以完成对卡瓦组的固定。在坐封时，各卡瓦沿着各自的锥面进行滑移坐封，相互不干扰，坐封效果较好。

技术领域

本实用新型属于石油工程领域，具体地，涉及一种投球式可溶解压裂桥塞的分瓣式铆钉锚定机构。

背景技术

我国拥有良好的页岩油气资源开发前景及开发潜力，非常规油气由于具有储层致密、物性差和丰度低等特点，采用常规的直井开采技术无法达到有效开发的目的，需要采用水平井及水平井分段压裂技术才能取得良好的经济产能。

泵送桥塞射孔联合作业分段压裂技术是目前国内外进行页岩气藏等非常规油气开发的重要技术手段。在分段压裂作业后期，为了保证作业后，油气返流通道的畅通，通常需要利用连续油管将桥塞取出或连接磨铣工具将桥塞在井下去除。复杂的桥塞钻磨工序及它所带来的种种问题不仅降低了分段压裂作业的效率，还提高了作业成本，从而限制了泵送桥塞射孔联合作业分段压裂技术在页岩气藏等非常规油气储层改造中的应用。桥塞锚定机构必须具备可靠的锚定性能，桥塞坐封后无轴向移动。锚定机构直接决定着桥塞的坐封性能，是保证压裂作业顺利进行的前提。

实用新型内容

为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型设计一种投球式可溶解压裂桥塞的分瓣式铆钉锚定机构，主要由卡瓦组及坐封压环组成。

卡瓦组位于坐封压环和锥体背圈之间。卡瓦组由六片镶齿卡瓦组成，每片卡瓦镶嵌六颗硬质合金颗粒作为卡瓦牙。每片卡瓦由锥体背圈上的燕尾槽进行固定，从而构成卡瓦组。坐封压环的导向槽与卡瓦组紧贴，坐封压环背面与中心管轴肩贴合定位。在桥塞坐封时，坐封工具将坐封力直接作用于坐封压环上，坐封压环推动卡瓦组动作，从而实现桥塞的坐封。卡瓦上弧面镶嵌有六颗硬质合金颗粒，颗粒直径为8mm，颗粒高度分别为5.4mm和7.5mm。颗粒分两排分布，每排三个，两排卡瓦与卡瓦轴心夹角呈12°夹角。镶嵌后颗粒与上弧面呈 15°夹角，颗粒卡瓦牙高度为2mm。卡瓦下弧面与中心管外壁紧密配合。卡瓦组左右端面对称，在靠近卡瓦组底面的部位有一定角度的凸出，这是为了与锥体背圈上的燕尾槽进行配合。前端面为斜面，与锥体背圈相贴合，后端面与坐封压环上的T形滑槽相配合。前后端面都有一定的倾斜角度。卡瓦组包含6片卡瓦，呈圆周分布，沿锥体背圈滑行的锥面两侧采用新型的燕尾槽结构。

坐封压环上设置有6个T型滑槽，滑槽宽度分别为15mm和25mm。滑槽总长度为25mm，宽度为15mm的滑槽长度为15mm。T型滑槽端面与坐封压环端面呈一定角度，是为了与卡瓦组后端面进行配合，起到固定卡瓦组与导向的作用。在坐封压环上均布四个销钉孔，与中心管上的销钉孔进行配合固定，可以保证桥塞在下井过程中不会因为桥塞与套管的摩擦而提前坐封。

在锚定过程中，要求卡瓦牙嵌入套管内壁完成锚定，由于可溶解金属硬度较低，其强度无法满足卡瓦牙嵌入套管内壁的要求。采用镶嵌硬质合金颗粒来达到这一要求，硬质合金颗粒材料为钨钴类硬质合金YG8，其强度硬度均满足使用条件。在考虑到坐封、压裂作业时，锚定机构各部件长时间与井下液体接触，最先发生溶解。为了同时保证锚定机构在压裂作业时不会失效及压裂作业完成后桥塞可以尽快溶解这两点要求，综合考虑选择ZK-1可溶解金属材料作为锚定机构各部件的材料。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：采用硬质合金颗粒来作为卡瓦的卡瓦牙，以可溶解金属材料作为卡瓦基体，不但可实现在坐封压裂作业完成后，在一定矿化度的溶液中自动溶解，而且桥塞在坐封之前，不用单独去固定卡瓦组。锥体背圈上的燕尾槽结构及坐封压环上的矩形滑槽就可以完成对卡瓦组的固定。在坐封时，各卡瓦沿着各自的锥面进行滑移坐封，相互不干扰，坐封效果较好。

附图说明