[发明专利]一种适用于体积压裂用的分瓣式可溶球座结构

说明书

本发明公开了一种适用于体积压裂用的分瓣式可溶球座结构，涉及可溶桥塞技术领域，用于解决现有可溶桥塞锚定不实、密封不严的问题；该可溶球座包括依次连接的丢手拉杆、尾椎、金属密封环、橡胶密封圈、隔环、锁紧套、橡胶箍、卡瓦基体、卡瓦块和防撞环，锥体上依次套设有金属密封环、隔环和橡胶密封圈，卡瓦本体周向安装有嵌入式卡瓦块；本发明可溶球座结构采用单卡瓦结构，并采用卡瓦块代替卡瓦钉和金属密封环结合橡胶密封圈密封方式，极大地提高了可溶球座整体的锚定承压性能；在保证目前承压等级要求的基础上，极大地增加了可溶球座的密封性能。

技术领域

本发明涉及可溶桥塞技术领域，更具体的是涉及一种可以增加锚定性能与密封性能的可溶球座结构。

背景技术

随着我国油气资源对外依存度的增加，迫切需要加大油气资源勘探开发力度，提高油气产量，然而常规油气资源已无法满足需求，以页岩气、致密油气为代表的非常规资源逐渐成为油气生产的主力。

水平井体积压裂是非常规致密油气开采的关键技术。可溶球座因具有快速可溶、全通径投产和施工工艺简单等特点，迅速在体积压裂施工作业中普及，引领了水平井分段多簇压裂技术的革命性进步。现有技术中可溶球座通常采用嵌入卡瓦钉进行坐封锚定，使得嵌入式卡瓦钉应力和应变集中在与套管壁接触处附近，通过实验可知卡瓦钉上最大应力已远超过材料屈服强度，卡瓦钉发生较大的塑性变形，致使卡瓦锚定失败；此外，体积压裂井下作业常处于高温、高压、重载荷和强腐蚀等恶劣环境和工况条件，金属密封环在坐封工况下本体结构撕开断裂，及压裂过程中密封失效等现象时有发生，导致球座坐封失效，段间密封不严压裂液漏失，簇间压裂液压能损失过大，压裂作业失败，甚至引发井下事故。

因此，基于以上情况，我们提供一种可以增加锚定与密封性能的适用于体积压裂用的分瓣式可溶球座结构，该可溶球座在可溶球塞的基础上进行结构优化升级，以解决上述锚定不实、密封不严等问题。

发明内容

本发明的目的在于：提出了一种能提高锚定性能与密封性能的适用于体积压裂用的分瓣式可溶球座结构，其结构采用单卡瓦结构，并采用嵌入式卡瓦块代替卡瓦钉、金属密封环结合橡胶密封圈的方式，不仅大大减少了原有桥塞长度，还克服现有球座锚定不实、密封不严等不足，可有效保证地层压裂技术的实施。

本发明采用的技术方案如下：

为实现上述目的，本发明提出了一种能提高锚定性能与密封性能的适用于体积压裂用的分瓣式可溶球座结构，包括从上到下依次连接的锥体、卡瓦基体和防撞环，锥体上依次套有金属密封环和橡胶密封圈，所述卡瓦基体轴向安装卡瓦块。

进一步，卡瓦块结构为斜齿，且卡瓦齿尖点朝向球座下方，使得斜齿的接触应力分布较为均匀。

进一步，卡瓦基体结构上均有两块嵌入式卡瓦块，使得卡瓦整体接触应力分布较为均匀。

进一步，卡瓦块的斜齿的卡瓦牙顶角α为85°，卡瓦牙倾角β为70°，能保证卡瓦与套管接触应力较大，卡瓦锚定效果好，能保证卡瓦在工作过程中的安全性。

进一步，卡瓦本体采用分瓣式，使用可溶橡胶箍进行加紧，避免采用整体式卡瓦对隔环产生撕裂作用。

进一步，卡瓦本体与金属密封环通过面接触，在坐封过程中，金属密封环与卡瓦同步展开，实现锚定与密封的同步开展。

进一步，所述橡胶密封环的外锥环面与金属密封环的内锥环面配合，用于弥补金属密封不严之处。