一種易鉆防轉壓裂橋塞制造技術

本發明專利技術涉及石油行業采油采氣設備領域，具體是用于井下作業封隔的一種易鉆防轉壓裂橋塞，包括中心管、卡瓦止環、卡瓦、錐體、背圈、端膠套、具有承留環和O型密封圈的中間膠套、具有引鞋插桿的引鞋、中心管內的壓裂樹脂球，卡瓦止環套于中心管外壁上，卡瓦鑲嵌于錐體中，所述卡瓦有8片，且沿套管內周向均勻分布；所述錐體與背圈是整體的錐體背圈結構，錐體背圈的周向上均勻設有與前述8片卡瓦相適應的8個燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管內周向平行設置的2個卡環束緊裝配。本發明專利技術使復合橋塞易鉆銑，并可防止卡鉆。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油行業采油采氣設備領域，具體是用于井下作業封隔的一種易鉆防轉壓裂橋塞。
技術介紹
當前，隨著油氣田的開發和不可再生能源的不斷耗竭，非常規油氣將成為未來石油天然氣能源的重要接替者。我國頁巖氣資源儲量豐富，但是由于頁巖氣儲層具有低孔率、特低滲透的特征，需要通過多級多層段壓裂技術進行儲層改造，才能有效提高單井產量。目前國內外常用的多級壓裂技術主要有裸眼封隔器分段壓裂技術、不動管柱水力噴射分段壓裂技術、連續管噴砂射孔環空加砂壓裂技術和可鉆式復合橋塞分段壓裂技術等。在頁巖氣井測試過程中，需要進行多層測試，分層進行增產措施，生產井進行多層完井和暫時封層等都需要使用橋塞等分層工具。目前采用的可鉆金屬橋塞普遍存在易卡鉆、鉆銑困難等缺點。而復合材料制成的橋塞在不降低可鉆部件的抗拉強度和抗壓強度的基礎上，提高了可鉆性和耐腐性。并且復合橋塞更容易鉆銑，鉆磨出的碎肩輕質，較易沖出井筒，可防止卡鉆，特別適用于斜井、水平井的分層壓裂、酸化以及封堵水等作業。近年來，利用非金屬復合材料制造易鉆橋塞的技術在國外發展迅速，主要圍繞優先選擇易鉆銑材料替代金屬材料，使橋塞更容易鉆銑。因此在采用復合橋塞套管完井水平井分段壓裂技術開發的同時，并隨著非常規油氣開采的深度增加，對復合橋塞的結構要求相對提高，特別是在其卡瓦部件才用鑄鐵材料的情況下，對卡瓦結構的易鉆銑性和實際應用效果要求也提高了。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述不足，提供一種易鉆防轉壓裂橋塞，使復合橋塞易鉆銑，并可防止卡鉆。為實現上述技術目的，本專利技術提供的方案是:一種易鉆防轉壓裂橋塞，包括中心管、卡瓦止環、卡瓦、錐體、背圈、端膠套、具有承留環和O型密封圈的中間膠套、具有引鞋插桿的引鞋、中心管內的壓裂樹脂球，卡瓦止環套于中心管外壁上，卡瓦鑲嵌于錐體中，所述卡瓦有8片，且沿套管內周向均勻分布;所述錐體與背圈是整體的錐體背圈結構，錐體背圈的周向上均勻設有與前述8片卡瓦相適應的8個燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管內周向平行設置的2個卡環束緊裝配。而且，所述卡瓦包括前、后、左、右、上、下這六個端面，上端面為設有5個鋸齒的鋸齒面，5個鋸齒的齒尖方向均朝向前端面，第一齒、第三齒、第五齒為底齒，第二齒、第四齒為高齒，高低齒相間距離為0.25mm，齒尖左右兩邊曲面分別與水平面呈70°和20°，齒面寬度從前端面向后端面的方向逐漸增大，偏移角度在8°?10°之間，鋸齒面上有兩處卡環槽，分別位于第一齒與第二齒之間和第三齒與第四齒之間；下端面與上端面呈15°?25。夾角，下端面與前端面的交接處設有半徑為30?35mm的圓弧面;左端面與右端面對稱，均包括與上端面連接的第一斜面和與下端面連接的第二斜面，第一斜面與垂直方向呈5°夾角，第二斜面與下端面呈60°?70°夾角；第二斜面設有靠近前端面的直通孔，該直通孔分別與前端面和圓弧面的距離為6?6.5mm和7.5?8mm;前端面與后端面呈5°夾角；兩條相互呈6°?10°夾角的鋸縫由下端面經過圓弧面延伸至前端面，鋸縫的寬度為0.6?1.2mm，深度為10?11mm。而且，所述錐體背圈為中空的圓柱體狀;所述錐體背圈的錐體部分的錐體外圓和錐體內圓均設有與開口端面呈60°的倒角，錐體外圓上均勻布置與卡瓦相適應的燕尾槽，每個燕尾槽的底面與錐體背圈的中心軸線呈15°?25°夾角，此結構可使其與之鑲嵌配合的卡瓦防轉以及坐封過程中卡瓦有效的滑行。錐體外圓還均勻設置4處徑向貫穿至內圓的銷釘螺紋孔，該銷釘螺紋孔與開口端面的定位尺寸為25?26_，銷釘螺紋結構可有效防止橋塞提前坐封。所述錐體背圈的背圈部分的內腔為一個錐面結構，該錐面與錐體內圓之間是寬為3?3.5mm的臺階面，臺階面與錐體部分的開口端面相距36?36.5mm，錐面與臺階面的夾角為120°，此結構可在橋塞坐封時便于背圈撐開。背圈部分均布有由背圈外圓經錐面、臺階面延伸到錐體內圓的8?12處切縫，切縫垂直于錐體的開口端面，切縫深度為19.5?20mm，寬度為0.5?0.8mm，此結構可方便鉆銑及輔助密封。所述錐體背圈的錐體部分與背圈部分之間設有底面寬度為2?2.5mm、深度為8?1mm的環狀槽，環狀槽的錐體端側面與錐體背圈的中心軸線垂直且距錐體部分的開口端面為33?34mm，環狀槽的背圈端側面與錐體端側面呈10°夾角。而且，所述端膠套、中間膠套以及O型密封圈采用橡膠材料。而且，所述中心管、卡瓦止環、錐體背圈、承留環、引鞋、引鞋插桿和壓裂樹脂球均采用玻璃纖維復合材料或碳纖維復合材料。而且，所述卡環為環狀結構，所述卡環為混合玻璃纖維制造。而且，所述卡瓦為灰鑄鐵制造。而且，所述的中間膠套與中心管之間設有O型密封圈，有承留環套于該O型密封圈之上。而且，所述中心管為具有軸向方向通孔的管狀結構，外徑具有變徑段，變徑臺階處與卡瓦止環限位接觸，變徑偏大的上端面呈45°斜截面，且與變徑臺階之間均布有剪切銷釘孔，中心管的下端處的梯形螺紋與引鞋內壁上的梯形螺紋向上端收緊連接。本專利技術的有益效果在于:針對復合橋塞卡瓦結構和錐體背圈結構的優化，提高對橋塞坐封射孔壓裂完成后的易鉆銑性以及實際應用效果要求的提高。除卡瓦采用灰鑄鐵夕卜，其它部件采用易鉆的復合材料作為橋塞主體，可方便鉆銑。所述上下卡瓦齒向相對，咬合在套管內壁上錨定后，防止上下攢動，所述卡瓦與錐體背圈鑲嵌可防止在鉆銑過程中卡瓦旋轉。【附圖說明】圖1是易鉆防轉壓裂橋塞的結構示意圖。圖2是為卡瓦的結構示意圖。圖3是圖2的仰視圖。圖4是錐體背圈的結構示意圖。圖5是圖4的左側立體圖。圖6是圖4的右側立體圖。其中，1、壓裂樹脂球，2、中心管，3、剪切銷釘，4、卡瓦止環，5、銅剪切銷釘，6、卡環，7、卡瓦，8、錐體背圈，9、端膠套，10、承留環，11、0型密封圈，12、中間膠套，13、引鞋，14、引鞋插桿，15、上端面，15.1、第一齒，15.2、第二齒，15.3、第三齒，15.4、第四齒，15.5、第五齒，15.6、卡環槽，16、前端面，17、左端面，17.1、第一斜面，17.2、第二斜面，17.3、直通孔，18、下端面，18.1、圓弧面，18.2、鋸縫，19、后端面，20、錐體部分，20.1、開口端面，20.2、倒角，20.3、燕尾槽，20.4、銷釘螺紋孔，21、背圈部分，21.1、錐面，21.2、臺階面，21.3、切縫，22、環狀槽。【具體實施方式】下面結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明。本實施例提供一種易鉆防轉壓裂橋塞，如圖1所示，包括中心管2以及套于中心管2外壁上的卡瓦止環4、鑲嵌于錐體中的卡瓦7、錐體背圈8、端膠套9、中間膠套12(包括承留環10和O型密封圈11)、引鞋13(包括引鞋插桿14)和中心管2內的壓裂樹脂球I，所述卡瓦7有8片，且沿套管內周向均勻分布，所述錐體背圈8的周向上均勻設有與前述8片卡瓦7相適應的8個燕尾槽，前述8片卡瓦7由沿套管內周向平行設置的2個卡環6束緊裝配。進一步的，如圖2和圖3所示，所述卡瓦7包括前、后、左、右、上、下這六個端面，上端面15為設有5個鋸齒的鋸齒面，5個鋸齒的齒尖方向均朝向前端面16，第一齒15.1、第三齒15.3、第五齒15.5為底齒，第二齒15.2、第四齒15.4為高齒，高低齒相間距離為0.25mm，齒尖左右兩邊曲面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種易鉆防轉壓裂橋塞，包括中心管、卡瓦止環、卡瓦、錐體、背圈、端膠套、具有承留環和O型密封圈的中間膠套、具有引鞋插桿的引鞋、中心管內的壓裂樹脂球，卡瓦止環套于中心管外壁上，卡瓦鑲嵌于錐體中，其特征在于：所述卡瓦有8片，且沿套管內周向均勻分布；所述錐體與背圈是整體的錐體背圈結構，錐體背圈的周向上均勻設有與前述8片卡瓦相適應的8個燕尾槽，前述8片卡瓦由沿套管內周向平行設置的2個卡環束緊裝配。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周歆，鄒剛，趙俊峰，汪建，楊小城，
申請(專利權)人：四機賽瓦石油鉆采設備有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42