[发明专利]大通径膨胀式全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法

说明书

本发明涉及一种大通径膨胀式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，不需要卡瓦、胶筒及剪销等传统桥塞结构，桥塞性能不再被非可溶材质限制。本发明大通径膨胀式全可溶桥塞由摩擦筒、释放环及坐封球构成，使用水溶性镁铝合金加工；其坐封连接工具由推筒、连接杆、紧定螺钉构成。相较于传统可溶桥塞，大通径膨胀式全可溶桥塞内径大、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，涉及一种大通径膨胀式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资源被大规模勘探开发，主要采用的施工手段是泵送桥塞射孔分段大规模水力压裂施工工艺，桥塞是该工艺应用中关键的井下工具之一，桥塞年使用量已超过八千支。市面上桥塞主要分为金属材料桥塞、复合材料桥塞以及可溶材料桥塞，由于可溶材料可以溶解于水，能够免除钻塞施工，降低了施工费用，减短了施工周期，因此可溶材料桥塞使用比例逐年递升。但目前各种材料的桥塞结构非常相似，一般采用双卡瓦多胶筒设计结构，该结构主要包括镶有陶瓷齿或硬质合金齿的卡瓦、橡胶胶筒、锥体以及芯轴、引鞋、剪销等。可溶材料桥塞除了材料更新，并没有在结构方面有所技术革新，可溶材料的性能没有得到充分的发挥，剪销、卡瓦、胶筒等传统桥塞零配件都一定程度上的影响了可溶材料桥塞的溶解性能，造成必须下管柱通洗井，没有在实际意义上简化施工工序。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种大通径膨胀式全可溶桥塞及其坐封连接工具以及使用方法，不需要剪销与胶筒，零件少、重量小、溶解速度快，锚定可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种大通径膨胀式全可溶桥塞，包括摩擦筒和位于摩擦筒内部的释放环和坐封球，所述释放环安装在摩擦筒的下部，所述坐封球安装在摩擦筒的上部，所述摩擦筒、释放环和坐封球由水溶性材料制成；

所述摩擦筒上设有摩擦涂层、割缝、应力孔、外斜坡面、本体、外台阶、上斜坡面和下斜坡面；所述割缝沿圆周布置6～12处，所述应力孔布置在所述割缝两端，所述释放环上设有外上斜坡，所述外上斜坡与所述下斜坡面角度相同并贴合。

上述方案中，所述摩擦涂层使用镍镁合金粉末材料制作，所述摩擦涂层粘覆在所述摩擦筒外表面，形成完整的外圆表面。

上述方案中，所述外斜坡面的倾角为15～30°。

上述方案中，所述上斜坡面的倾角为15～30°，所述下斜坡面的倾角为5～15°。

上述方案中，所述摩擦筒外设有加工密封圈槽，所述密封圈槽内安装有密封圈。

上述方案中，所述摩擦筒、释放环及坐封球由水溶性镁铝合金制成使用水溶性镁铝合金。

本发明还提供了一种所述大通径膨胀式全可溶桥塞的坐封连接工具，用于连接Baker桥塞坐封工具，包括推筒和连接杆，所述推筒上设有第一内螺纹、长槽孔及内台阶；第一内螺纹与Baker桥塞坐封工具外筒螺纹连接，内台阶与所述外台阶贴紧配合；所述连接杆设计有第三内螺纹、外螺纹及凸台，所述第三内螺纹与Baker桥塞坐封工具芯轴螺纹连接，外螺纹与所述第二内螺纹配合连接。

上述方案中，所述推筒上安装有第一紧定螺钉。

上述方案中，所述连接杆上安装有第二紧定螺钉。

本发明还提供了一种所述大通径膨胀式全可溶桥塞的使用方法，包括以下步骤：

S1、使用所述坐封连接工具连接好Baker桥塞坐封工具与大通径膨胀式全可溶桥塞，组成工具串；

S2、使用电缆或者油管输送上述工具串进入井内套管中，使其到达指定位置；