[发明专利]无胶筒全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法

说明书

本发明涉及本发明公开了一种无胶筒全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法，属于井下工具技术领域，是一种全新的桥塞结构设计，不需要胶筒，工具性能不再被胶筒材质限制。无胶筒全可溶桥塞包括坐封球、上锥体、密封环、筒状卡瓦、引鞋以及释放环，上述部件金属部分采用的材料是水溶性镁铝合金，非金属部分采用的材料是水溶性橡胶。密封环与筒状卡瓦套在上锥体外，引鞋紧靠在筒状卡瓦下端，释放环通过螺纹安装在引鞋内。相较于常规可溶桥塞，无胶筒全可溶桥塞零件少、组装方便、整机短、重量轻、溶解速度快、性能稳定、成本较低，更有利于大规模水力分段压裂工艺施工。

技术领域

本发明涉及石油天然气行业中的井下工具技术领域，更具体地说，涉及一种无胶筒全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法。

背景技术

近年来，国内页岩油气等非常规油气勘探开发过程中，大规模应用易钻复合材料制造的桥塞进行分段压裂，压裂完成后动用钻修机或连续油管钻除所有桥塞恢复套管生产通道。该工艺虽已成为页岩油气开发获得产能的主要工艺手段，但仍存在改进的空间，现阶段采用的方式是用在井下环境中可以溶解的材料生产制造的桥塞，来代替易钻复合材料桥塞，不再需要钻磨桥塞施工程序，较大程度地节省了施工周期与费用。

但目前可溶材料桥塞外形结构与复合材料桥塞相似，大多是双卡瓦多胶筒设计模式，这种设计存在一些不足：一是体积较大，在井下环境中溶解周期长，影响下步施工时间；二是丢手用剪销是黄铜制造，桥塞丢手后会遗留在井内，产生卡管柱风险；三是胶筒材料溶解速度慢，甚至不溶解，达不到全可溶桥塞的设计目的；四是零件件数较多，结构较复杂，增加了发生机械故障的几率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种无胶筒全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法，其不需要剪销与胶筒，承载能力强、体积小、溶解速度快，锚定牢固。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无胶筒全可溶桥塞，包括采用水溶性材料制作的坐封球、上锥体、密封环、筒状卡瓦、引鞋和释放环，所述坐封球位于上锥体内部，所述密封环与筒状卡瓦套在所述上锥体外，所述引鞋紧靠在所述筒状卡瓦下端，所述释放环通过螺纹安装在所述引鞋内。

上述方案中，所述上锥体上设有定位槽、球座以及外圆锥面，所述球座的锥度为20～45°，所述外圆锥面的锥度为5～10°。

上述方案中，所述的密封环上设有内圆锥面和密封圈槽，所述密封圈槽内安装有O形圈。

上述方案中，所述密封环的由水溶性镁铝合金制成。

上述方案中，所述筒状卡瓦包括卡瓦本体和镍基合金薄层，所述镍基合金薄层的由镍基合金粉末通过高温喷涂工艺覆盖在所述卡瓦本体外圆面。

上述方案中，所述卡瓦本体上设有上圆锥面、外圆凹凸面、割缝和下圆锥面，所述外圆凹凸面为圆弧形表面。

上述方案中，所述割缝宽度为1～2mm，割缝长度为所述卡瓦本体半径减去1～3mm，所述割缝沿圆周均匀分布6～12个。

本发明还提供了一种所述无胶筒全可溶桥塞的坐封连接工具，用于连接桥塞液压坐封工具，包括推筒、连接接头、锁紧套、连接杆和坐封杆；所述推筒通过螺纹安装在桥塞液压坐封工具的末端，所述连接接头通过螺纹安装在桥塞液压坐封工具的末端，所述推筒的底端紧靠在所述上锥体的顶端，所述连接接头通过螺纹与所述连接杆连接，所述锁紧套通过螺纹与所述连接杆连接，所述坐封杆的上端与所述连接杆螺纹连接，所述坐封杆的下端与所述释放环螺纹连接。

本发明还提供了一种所述无胶筒全可溶桥塞的使用方法，包括以下步骤：

将桥塞液压坐封工具连接所述的坐封连接工具与无胶筒全可溶桥塞下入井内套管中，通过使用桥塞液压坐封工具，向下推动上述推筒，所述推筒推动所述上锥体向下移动；