桥塞以及射孔管串的制作方法

1.本实用新型涉及油气井下作业技术领域，具体地涉及一种桥塞。本实用新型还涉及一种射孔管串。


背景技术：

2.桥塞射孔联作工艺是致密油气藏增产和提高采收率的重要手段，该工艺具有技术不受限制、能够实现大排量、大规模体积压裂等优点，从而实现井筒全通径。
3.目前，常规的桥塞压裂后期需要采用连续油管等设备进行桥塞钻除作业，而钻除过程中存在钻压施加困难、带压作业等问题。因此，可溶桥塞可以代替现有桥塞进行目的层的封隔，压后在完井液体中自行溶解，无需钻除即可实现井筒全通径。但是，现有的可溶桥塞通常体积大，并且在压入后无法实现全部溶解，从而严重影响后期的产液效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种桥塞，其能够对套管内的目的层段进行有效地锚定密封，并且在拆除时还能够在完井溶液中自行溶解，从而有效地提高了工作效率。此外，本实用新型还提出了一种射孔管串。
5.根据本实用新型的第一方面，提供了一种桥塞，包括支架，在所述支架上布置有一对第一固定座；套设在所述支架的上游端的适配器，在所述适配器上布置有一对第二固定座；以及固定组件，所述固定组件包括分布设置在所述第一固定座与所述第二固定座上的滑槽，以及通过第一销钉固定在所述滑槽内的锚定卡瓦，其中，所述适配器构造成能够在外力作用下推动所述第一固定座与第二固定座向下游运动，从而剪断所述第一销钉以促使所述锚定卡瓦在所述滑槽内运动。
6.在一个实施例中，所述滑槽构造成向靠近所述适配器的方向逐渐沿径向向外倾斜。
7.在一个实施例中，所述锚定卡瓦包括若干个等距分布的凸齿，各所述凸齿之间的间距均处于2mm到4mm的范围内。
8.在一个实施例中，所述桥塞还包括通过第二销钉固定在所述支架的下游端的引导头。
9.在一个实施例中，所述凸齿在径向上的长度向远离所述引导头的方向逐渐减小。
10.在一个实施例中，所述第一固定座与所述第二固定座均具有用于与所述锚定卡瓦接合的沿径向向外延伸的阻挡部。
11.在一个实施例中，所述桥塞还包括的密封组件，所述密封组件包括分别与所述第一固定座和所述第二固定座的上游端固定连接的承压环。
12.在一个实施例中，所述密封组件还包括部分地硫化在所述承压环上的密封环。
13.根据本实用新型的第二方面，提供了一种射孔管串，其特征在于，包括如上所述的桥塞，以及设置在所述桥塞的上游的若干个射孔枪。
14.在一个实施例中，相邻的所述射孔枪之间相互隔开，各所述射孔枪的上游均设置有驱动机构。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型能够对套管内的目的层段进行有效地锚定密封，并且在拆除时还能够在完井溶液中自行溶解，从而有效地提高了工作效率。本实用新型通过滑槽来限制锚定卡瓦的移动路径，从而保证桥塞能够在任一目的层段对套管进行锚定密封。此外，由于锚定卡瓦在其表面上分布有长度不一的凸齿，因此，在坐封时桥塞能够通过凸齿对套管起到良好的锚定效果，进而提高桥塞的坐封能力。
附图说明
16.下面将结合附图来对本实用新型进行详细地描述，在图中：
17.图1显示了根据本实用新型的桥塞的第一实施例的爆炸图；
18.图2显示了根据本实用新型的桥塞的第一实施例的剖视图；
19.图3显示了根据本实用新型的射孔管串的结构示意图；
20.图4显示了根据本实用新型的桥塞的第二实施例的剖视图。
21.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。
23.下面根据图1到图3来介绍本实用新型的第一个实施例。
24.图1和图2示意性地显示了根据本实用新型的桥塞100的结构。
25.桥塞100包括沿第一方向延伸的引导杆110、套设在该引导杆110上并能沿着该引导杆110移动的第一操作件、固定设置在引导杆110上的第二操作件，第一坐封体和第二坐封体。
26.第一操作件包括沿垂直于第一方向的第二方向延伸的第一阻挡部120。第二操作件包括沿该第二方向延伸且与第一阻挡部120相对间隔开设置的第二阻挡部140。第一操作件还包括与第一阻挡部120相连，并沿着第一方向朝向第二阻挡部140延伸的第一引导轨130。第二操作件还包括与第二阻挡部140相连，并沿着第一方向朝向第一组阻挡部120延伸的第二引导轨150。该第一引导轨130和第二引导轨150的至少一部分在第一方向上重叠，且在周向上错开。例如，在图1所示的实施例中，设置有两个第一引导轨130和两个第二引导轨150，它们在周向上相互错开且交替设置。
27.第一引导轨130和第二引导轨150均沿其延伸方向逐渐靠近引导杆110。如图1所示的第一坐封体160a、160b与第一引导轨130相配合并能沿第一引导轨130移动。该移动可由与第一坐封体160a、160b相接触的第二阻挡部140所驱使。随着第一坐封体160a、160b的移动，它们与引导杆110之间的距离会发生变化。如图1所示的第二坐封体170a、170b与第二引导轨150相配合并能沿第二引导轨150移动。该移动可由与第二坐封体170a、170b相接触的第一阻挡部120所驱使。随着第二坐封体170a、170b的移动，它们与引导杆110之间的距离会发生变化。
28.在第一状态下，第一操作件和第二操作件之间的相对位置保持不变，第一坐封体160a、160b保持在第一引导轨130靠近引导杆110的部分上，第二坐封体170a、170b保持在第
二引导轨150靠近引导杆110的部分上。由此，第一坐封体160a、160b与第二坐封体170a、170b在第一方向上彼此错开，且它们在第二方向上均相对靠近内侧。在这种情况下，第一坐封体160a、160b和第二坐封体170a、170b都不会与外层管串相接触，桥塞100不会提前坐封。
29.在桥塞100被下入到井内所预期的位置处时，可驱使第一操作件和第二操作件进行朝向彼此的相对移动。以第一操作件移动而第二操作件保持不动的情况为例，此时，第一阻挡部120和第一引导轨130朝向第二阻挡部140移动。然而，第一坐封体160a、160b已经与第二阻挡部140相接触，并被其所阻挡了，因此第一坐封体160a、160b不会随着第一引导轨130移动，由此第一引导轨130会移动至第一坐封体160a、160b与第一引导轨130的距离引导杆110较远的部分配合。类似地，随着第一阻挡部120的移动，其会推动着第二坐封体170a、170b沿着第二引导轨150移动至第二引导轨150的距离引导杆110较远的部分处。
30.上述过程进行至桥塞100处于第二状态下为止。在该第二状态下，第一坐封体160a、160b和第二坐封体170a、170b分别在第一引导轨130和第二引导轨150的作用下沿第二方向向外侧移动至能与外层管串相接触的程度。此时，第一坐封体160a、160b和第二坐封体170a、170b在第一方向上对齐，且在周向上能形成完整的环形。在这种情况下，能实现桥塞100的坐封。同时，在第二状态下，第一坐封体160a、160b和第二坐封体170a、170b还形成了球座，可在井下作业中用于投球封堵。
31.应当理解的是，第一操作件和第二操作件的朝向彼此的相对移动可通过以下三种形式来实现：第一操作件移动而第二操作件不动；第一操作件不动而第二操作件移动；第一操作件和第二操作件均发生移动。
32.在如图1所示的实施例中，第一引导轨130包括朝向外侧(即，背向引导杆110的方向)的引导表面131，以及在该引导表面131上沿第一方向延伸的引导槽132。引导表面131的靠近第一阻挡部120的一端距离引导杆110较远，而靠近第二阻挡部140的一端距离引导杆110较近。与之对应地，在第一坐封体160a、160b上构造有朝向内侧(即，朝向引导杆110的方向)延伸的引导凸起161。引导凸起161延伸到引导槽132内，由此第一坐封体160a、160b能沿着该引导槽132而移动，并在引导表面131的支撑下实现朝向内侧或朝向外侧的移动。
33.类似地，第二引导轨150包括朝向外侧的引导表面151，以及在该引导表面151上沿第一方向延伸的引导槽152。引导表面151的靠近第二阻挡部140的一端距离引导杆110较远，而靠近第一阻挡部120的一端距离引导杆110较近。与之对应地，在第二坐封体170a、170b上构造有朝向内侧延伸的引导凸起171。引导凸起171延伸到引导槽152内，由此第二坐封体170a、170b能沿着该引导槽152而移动，并在引导表面151的支撑下实现朝向内侧或朝向外侧的移动。
34.优选地，第一引导轨130与引导杆110间隔开，第一引导轨130上的引导槽132为沿第二方向贯通的通槽，从引导杆110向外侧延伸有延伸脊111，该延伸脊110延伸到该通槽内。如图2所示，引导及111从内侧向作为通槽的引导槽132内延伸，同时，第一坐封体160a的引导凸起161从外侧向该引导槽132内延伸。通过这种方式，能够使第一操作件与引导杆110(和第二操作件)在周向上固定，并由此能确保第一坐封体160a、160b与第二坐封体170a、170b之间的周向的位置关系。
35.在图2所示的实施例中，引导凸起161与延伸脊111能相对滑动地接触。在这种情况下，延伸脊111也可以为引导凸起161提供一定的支撑和引导作用。
36.在另外的实施例中，引导凸起161也可以与延伸脊111间隔开，以避免这两者之间的磨损。
37.另外，第一坐封体160a、160b可包括胶筒段163，该胶筒段163可在沿第一方向的挤压作用下向外膨胀凸出。第一坐封体160a、160b还包括处于胶筒段163的靠近第一阻挡部120的一侧(在实际使用过程中，为上游侧)的固定凸起165，该固定凸起165朝向外侧延伸。固定凸起165优选为由耐磨性高且硬度高的材料(例如，陶瓷材料)制成。第一坐封体160a、160b还包括处于胶筒段163的靠近第二阻挡部140的一侧(在实际使用过程中，为下游侧)的锚定棘爪164，该锚定棘爪164朝向外侧设置且朝向第二阻挡部140的方向倾斜。由此，在第一坐封体160a、160b向外移动至能与外层管串接触时，锚定棘爪164与外层管串锚定以阻止第一坐封体160a、160b向下游移动。继续向下游推动第一坐封体160a、160b则会导致胶筒段163向外凸起膨胀至与外层管串的内壁紧密接合。此时，固定凸起165抵在外层管串上，固定凸起165与锚定棘爪164之间的距离能保持不变，由此来确保胶筒段163与外层管串的内壁之间的紧密接合。
38.类似地，第二坐封体170a、170b可包括胶筒段173，该胶筒段173可在沿第一方向的挤压作用下向外膨胀凸出。第二坐封体170a、170b还包括处于胶筒段163的靠近第一阻挡部120的一侧(上游侧)的固定凸起175，该固定凸起175朝向外侧延伸。固定凸起176优选地由耐磨性高且硬度高的材料(例如，陶瓷材料)制成。第二坐封体170a、170b还包括处于胶筒段173的靠近第二阻挡部140的一侧(下游侧)的锚定棘爪174，该锚定棘爪174朝向外侧设置且朝向第二阻挡部140的方向倾斜。由此，在第二坐封体170a、170b向外移动至能与外层管串接触时，锚定棘爪174与外层管串锚定以阻止第二坐封体170a、170b向下游移动。继续向下游推动第二坐封体170a、170b则会导致胶筒段173向外凸起膨胀至与外层管串的内壁紧密接合。此时，固定凸起175抵在外层管串上，固定凸起175与锚定棘爪174之间的距离能保持不变，由此来确保胶筒段173与外层管串的内壁之间的紧密接合。
39.在第二状态下，胶筒段163和胶筒段173在第一方向上对齐，且在它们膨胀后能够形成完整环，且彼此之间紧密贴合。此时，能够使桥塞有效坐封，将桥塞上游和下游的环空隔开。
40.如图1所示，还可以在第一坐封体160a、160b上构造沿周向方向延伸的接合凸起162，在与其相邻的第二坐封体170a、170b上构造相应的接合凹槽172。在第一坐封体160a、160b和第二坐封体170a、170b对齐时，接合凸起162插入到接合凹槽172内。
41.上述桥塞100的所有部件或绝大多数部件均由可溶材料制成。
42.图3显示了根据本发实用新型的射孔管串200。该射孔管串200包括从上游到下游依次设置的线缆201、线缆头202、定位器203、加重杆204、驱动机构205、射孔枪206、桥塞点火头209、坐封驱动器210，和桥塞100。优选地，可设置有多个射孔枪，并在每个射孔枪的上游都设置有相应的驱动机构。此时，在射孔枪206和桥塞点火头209之间例如还设置有驱动机构207和射孔枪208。
43.使用上述射孔管串200进行射孔作业的过程如下。
44.步骤一，向井内预先设置外层管串。
45.步骤二，采用刮管器对外层管串进行刮管作业，并在这之后采用通井规进行通井作业，并完成洗井。
46.步骤三，采用常规射孔工具进行第一段的压裂施工作业，之后采用刮胶液洗井(不带沙)，排量≥1.5m3/min，清洗超过1个井筒的容积。
47.步骤四，将上述射孔管串200装配好。
48.步骤五，将射孔管串200送入井下。此时，可采用定位器203(优选为磁定位仪)实时校深。
49.步骤六，下放射孔管串200至桥塞100到达预定位置。例如，可先使桥塞100到达预定位置上游一定距离处(例如，与预定位置相距30m)，然后减小泵送排量，并继续下放射孔管串200，直到桥塞100到达预定位置为止。
50.步骤七，通过桥塞点火头209驱使坐封驱动器210，并转而通过坐封驱动器210使桥塞100坐封。在此过程中，坐封驱动器210一边推动第一操作件向下游移动，一边拉动引导杆110向上游移动。
51.步骤八，上提射孔管串200，过提0.5吨，并完成丢手，将桥塞100留在预定位置处。
52.步骤九，继续上提射孔管串200，并通过驱动机构205和207分别驱动射孔枪206和208进行射孔。在此过程中，例如可以先在射孔枪208到达预定位置时，通过驱动机构207驱动射孔枪208进行射孔，然后再上提一小段距离(例如，1m)，使射孔枪206到达预定位置，通过驱动机构205驱动射孔枪206进行射孔。
53.步骤十，进行投球憋压，以进行压裂。
54.步骤十一，在压裂完成后，进行放喷，无需钻除球座，可下入生产管柱进行完井。
55.通过上述桥塞100能够在预定的位置进行坐封，而不会发生提前坐封。由此，包含上述桥塞100射孔管串200能够顺利而有效地完成射孔作业。
56.下面根据图4来介绍本实用新型的第二个实施例。本实施例是对第一个实施例的改进，因此与第一个实施例相同的结构在本实施例中将不再赘述。
57.图4显示了根据本实用新型的桥塞300的第二实施例的结构。
58.根据本实用新型，桥塞300包括支架310、适配器320和引导头340。其中，适配器320套设在支架310的上游端，引导头340通过第二销钉341固定安装在支架310的下游端。此外，在支架310上还安装有一对第一固定座311，在适配器320上还安装有一对第二固定座321。在初始状态下，第一固定座311与第二固定座321在轴向上错位分布。
59.根据本实用新型，桥塞300还包括固定组件330。固定组件330包括滑槽331和锚定卡瓦333。其中，滑槽331布置在固定座(指的是第一固定座311和第二固定座321)的外侧。在初始状态下，锚定卡瓦333通过第一销钉332固定安装在固定座上。根据本实用新型的一个实施例，适配器320构造成能够在外力的作用下剪断第二销钉341而推动第一固定座311与第二固定座321向下游运动，直至第一固定座311与第二固定座321在轴向上对齐，从而实现对套筒的坐封。在上述运动的过程中，第一销钉332在套管的内壁的作用下被剪断，从而促使锚定卡瓦333在滑槽331内向上游运动，直至锚定卡瓦333运动至滑槽331的顶端，从而使得桥塞300能够有效地锚定在套筒内。
60.根据本实用新型的一个实施例，滑槽331向靠近适配器320的方向逐渐沿径向向外倾斜，也就是说，滑槽331越靠近上游的位置与套管之间的径向距离就越近。通过这种方式，一方面当桥塞300投入套筒时能够有效地降低锚定卡瓦333与套管之间的接触面积，从而杜绝了桥塞300提前坐封的可能。另一方面当桥塞300进行坐封时，锚定卡瓦333能够运动到滑
槽331的顶端，从而使得锚定卡瓦333与套管之间形成接合，并且同时增大了锚定卡瓦333与套管之间的接触面积，从而能够实现更稳定地坐封。
61.根据本实用新型的一个实施例，锚定卡瓦333包括若干个凸齿333a。各凸齿333a均等距分布，并且各凸齿333a之间的间距均处于2mm到4mm的范围内。通过这种方式，使得凸齿333a能够更容易地对套管的内壁进行充分的挤压，从而使得桥塞300能够更稳定地楔紧并锚定在套筒内。由此，桥塞300就能够通过锚定卡瓦333与套筒之间形成牢固的连接关系。
62.在本实施例中，凸齿333a的长度均不同，具体地说，凸齿333a在径向上的长度向远离引导头340的方向逐渐减小。这样，一方面当桥塞300投入套筒时能够有效地减少凸齿333a与套管内壁的接触，从而保证桥塞300能够顺利地运动到目的位置。另一方面由于越靠近下游的凸齿333a在径向上的长度值越大，因此，当锚定卡瓦333在滑槽331内逐渐沿径向向外运动时能够有效地增大凸齿333a与套筒之间的接触面积，从而提高桥塞300对套管的锚定能力，进一步地保证了桥塞300坐封后的稳定性。
63.根据本实用新型，在固定座上还设有阻挡部350。阻挡部350从固定座上沿径向向外延伸布置，从而对锚定卡瓦333起到有效地阻挡。通过这种阻挡的方式，从而有效地避免因锚定卡瓦333脱离滑槽331而导致的坐封失效。此外，锚定卡瓦333在阻挡部350的作用下能够与套管形成更稳定地锚定关系。
64.根据本实用新型，桥塞300还包括密封组件360。密封组件360包括承压环361和密封环362。其中，承压环361布置在适配器320上，并且与固定座的上游端固定连接。密封环362部分地硫化在承压环361上，具体地说，密封环362布置在承压环361的外周上，从而在坐封后与套管之间形成密封式连接。
65.本实用新型能够对套管内的目的层段进行有效地锚定密封，并且在拆除时还能够在完井溶液中自行溶解，从而有效地提高了工作效率。本实用新型通过滑槽331来限制锚定卡瓦333的移动路径，从而保证桥塞300能够在任一目的层段对套管进行锚定密封。此外，由于锚定卡瓦333在其表面上分布有长度不一的凸齿333a，因此，在坐封时桥塞300能够通过凸齿333a对套管起到良好的锚定效果，进而提高桥塞300的坐封能力。
66.以上仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员在本实用新型的公开范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。