復(fù)合材料制速鉆橋塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，屬于油氣田開采技術(shù)領(lǐng)域，包括采用環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料制得的軸桿，軸桿底端外表面處設(shè)有端軸，軸桿頂端的軸心處安裝堵頭，堵頭與軸桿通過密封圈密封，第一卡瓦座和第二卡瓦座固定在軸桿上，密封環(huán)安裝在第一卡瓦座和第二卡瓦座之間，密封環(huán)與第一卡瓦座、第二卡瓦座之間均設(shè)有過渡瓦，第一卡瓦座與用金屬材料制得的第一卡瓦一端連接，第一卡瓦另一端與推環(huán)連接；第二卡瓦座與用金屬材料制得的第二卡瓦一端連接，第二卡瓦另一端與端軸連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中鉆碎橋塞時(shí)易出現(xiàn)打、卡鉆，橋塞碎片返排困難，施工效率低的問題。
【專利說明】
復(fù)合材料制速鉆橋塞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于油氣田開采技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合材料制速鉆橋塞。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)油氣田在大規(guī)模開采之后，富油區(qū)已經(jīng)很少甚至枯竭，留下大量低滲透油區(qū)沒有大規(guī)模開采，主要原因是產(chǎn)油量低，入不敷出。近年來，采用水力壓裂技術(shù)進(jìn)行頁巖氣開采和低滲透油區(qū)的二次開發(fā)，橋塞的使用量大大增加，因?yàn)槠鋵儆谝缀钠?，只能使用一次，所以用量巨大。目前?guó)內(nèi)主要使用的金屬材質(zhì)的橋塞，已使用超過半個(gè)世紀(jì)，為我國(guó)石油生產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)，但也存在不少問題。
[0003]1.卡、打鉆。當(dāng)采用壓裂技術(shù)進(jìn)行油氣開采時(shí)，橋塞坐封完畢，壓裂作業(yè)段完成之后，便要把橋塞鉆掉，實(shí)現(xiàn)井筒暢通。此時(shí)要采用鉆取的方法，將橋塞從上到下，逐步鉆成碎片。在鉆取過程中時(shí)常出現(xiàn)鉆頭卡住，甚至被打掉的事故，直接導(dǎo)致停工停產(chǎn)，鉆頭返修及更換都非常麻煩。
[0004]2.返排困難。鉆成碎片的橋塞由于在井下，必須將其清理出去，但金屬碎片密度大，鉆肩大小不一，返排困難，需大壓力和大量液體才能見效，投入較大。
[0005]3.效率低。金屬材質(zhì)橋塞由于金屬的硬度較大，卡瓦部分整體在60HRC，一般鉆頭很難將其打碎，因此鉆取時(shí)間長(zhǎng)，平均時(shí)間在15小時(shí)左右。
[0006]針對(duì)金屬橋塞存在的問題，開發(fā)出了復(fù)合材料橋塞。該款橋塞不僅針對(duì)性的解決了金屬橋塞的存在的問題，而且通過改進(jìn)，使其優(yōu)勢(shì)更加明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鉆碎橋塞時(shí)易出現(xiàn)打、卡鉆，橋塞碎片返排困難，施工效率低的問題。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，包括采用環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料制得的軸桿，軸桿底端外表面處設(shè)有端軸，在軸桿底端端面設(shè)有銷桿，軸桿頂端的軸心處安裝堵頭，堵頭與軸桿通過密封圈密封，第一卡瓦座和第二卡瓦座固定在軸桿上，密封環(huán)安裝在第一卡瓦座和第二卡瓦座之間，密封環(huán)與第一卡瓦座、第二卡瓦座之間均設(shè)有過渡瓦，第一卡瓦座與用金屬材料制得的第一卡瓦一端連接，第一卡瓦另一端與推環(huán)連接，推環(huán)固定在軸桿上;第二卡瓦座與用金屬材料制得的第二卡瓦一端連接，第二卡瓦另一端與端軸連接。
[0009]本發(fā)明的特征還在于，進(jìn)一步的，軸桿耐溫彡150°C，耐壓彡70Mpa。
[0010]進(jìn)一步的，第一卡瓦和第二卡瓦表面作硬化處理，硬度為60HRC，第一卡瓦和第二卡瓦對(duì)油管內(nèi)表面卡深在1.2mm以內(nèi)。
[0011 ] 進(jìn)一步的，軸桿的長(zhǎng)度為622.5mm、外徑為75mm、內(nèi)徑為25mm。
[0012]進(jìn)一步的，端軸的外徑為112mm。
[0013]進(jìn)一步的，密封圈的尺寸為25X2.65mm。
[0014]進(jìn)一步的，第一卡瓦座和第二卡瓦座均通過4個(gè)緊定螺釘固定在軸桿上。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，一種復(fù)合材料制速鉆橋塞具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.選材考究。選用高強(qiáng)度玻璃纖維和環(huán)氧樹脂為主料，優(yōu)選樹脂配方，獨(dú)特固化體系，使材料本身耐溫多150°C，耐壓多70Mpa，具有全部無金屬、高強(qiáng)度、高剪切模量、易加工等特點(diǎn)。
[0017]2.返排表現(xiàn)極佳。復(fù)合材料制速鉆橋塞鉆取完之后，其碎肩浮于表面，在返排時(shí)極為容易，包括其他雜質(zhì)，井下雜物含量低，不僅不會(huì)對(duì)油質(zhì)造成污染，而且在后期的采油中不會(huì)傷害抽油桿等工具，表現(xiàn)極佳。返排無需大壓力及大量液體注入，節(jié)約效果明顯。
[0018]3.施工效率大幅度提高。環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料的硬度值較低，小鉆壓下便可輕易鉆掉。整個(gè)橋塞的鉆取時(shí)間縮短至一個(gè)小時(shí)之內(nèi)，大大提高生產(chǎn)效率。采用復(fù)合材料速鉆橋塞之后，卡鉆、打鉆等事故大幅度減小，現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行進(jìn)行大規(guī)模壓裂作業(yè)，整個(gè)作業(yè)過程在卡瓦坐封、鉆取階段節(jié)約大量時(shí)間，使整個(gè)壓裂作業(yè)時(shí)間大幅度縮短，極大的提高了生產(chǎn)效率。
[0019]本發(fā)明適合大排量注入，橋塞與射孔聯(lián)作，帶壓作業(yè)，施工快捷，井筒隔離可靠;橋塞易鉆可排，留下全通徑井筒;套管固井完井，受井眼穩(wěn)定性影響相對(duì)較小;壓裂段數(shù)不受限制;工具風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，施工砂堵井筒易處理。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1中A-A剖面圖。
[0022]圖3是圖1中B-B剖面圖。
[0023]圖中，1.軸桿，2.推環(huán)，3.第一卡瓦，4.第一卡瓦座，5.過渡瓦，6.第二卡瓦座，7.第二卡瓦，8.端軸，9.堵頭，10.密封圈，11.緊定螺釘，12.密封環(huán)，13.銷桿。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]復(fù)合材料制速鉆橋塞的結(jié)構(gòu)，如圖1-3所示，軸桿I的長(zhǎng)度為622.5mm、外徑為75mm、內(nèi)徑為25mm，軸桿I底端外表面處設(shè)有端軸8，端軸8的外徑為112mm，靠近斜端面處設(shè)有銷桿13，軸桿I頂端的軸心內(nèi)安裝堵頭9，堵頭9與軸桿I通過密封圈10密封，密封圈10的尺寸為25
X 2.65mm;第--^瓦座4和第二卡瓦座6分別通過4個(gè)緊定螺釘11固定在軸桿I上，密封環(huán)12
安裝在第一卡瓦座4和第二卡瓦座6之間，密封環(huán)12與第一卡瓦座4、第二卡瓦座6之間均設(shè)有過渡瓦5，第一卡瓦座4與第一卡瓦3—端連接，第一卡瓦3另一端與推環(huán)2連接，推環(huán)2固定在軸桿I上;第二卡瓦座6與第二卡瓦7—端連接，第二卡瓦7另一端與端軸8連接。
[0026]為提升整體橋塞鉆取速度和安全坐封，銷釘選用碳纖維材質(zhì)和金屬材質(zhì)。第--1?
瓦3及第二卡瓦7采用鑄鐵材料，第一卡瓦3及第二卡瓦7表面作硬化處理，硬度為60HRC，對(duì)油管內(nèi)表面卡深僅1.2mm以內(nèi)；在結(jié)構(gòu)上也進(jìn)行了優(yōu)化，便于鉆磨以后碎肩小型化。膠筒除了本身功能需要之外，硬度值也有所提高，目的也是便于鉆磨以后碎肩小型化，易于返排。壓裂球要求圓整度高，密封效果好，采用金屬可溶性球。
[0027]軸桿I選用高強(qiáng)度玻璃纖維和環(huán)氧樹脂為主料，優(yōu)選樹脂配方，獨(dú)特固化體系，使材料本身耐溫多150°C，耐壓多70Mpa，具有全部無金屬、高強(qiáng)度、高剪切模量、易加工等特點(diǎn)。
[0028]復(fù)合材料制速鉆橋塞鉆取完之后，其碎肩浮于表面，在返排時(shí)極為容易，包括其他雜質(zhì)，井下雜物含量低，不僅不會(huì)對(duì)油質(zhì)造成污染，而且在后期的采油中不會(huì)傷害抽油桿等工具，返排無需大壓力及大量液體注入，節(jié)約效果明顯。
[0029]環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料的硬度值較低，小鉆壓下便可輕易鉆掉。整個(gè)橋塞的鉆取時(shí)間縮短至一個(gè)小時(shí)之內(nèi)，大大提高生產(chǎn)效率。采用復(fù)合材料速鉆橋塞之后，卡鉆、打鉆等事故大幅度減小，現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行大規(guī)模壓裂作業(yè)，整個(gè)作業(yè)過程在卡瓦坐封、鉆取階段節(jié)約大量的時(shí)間，使整個(gè)壓裂作業(yè)時(shí)間大幅度縮短，極大的提高了生產(chǎn)效率。
[0030]本發(fā)明的工作原理:
[0031]用連續(xù)油管或電纜將丟手、射孔槍(或噴砂射孔工具)、橋塞工具串送到水平井施工段位置，然后經(jīng)過坐封橋塞、射孔、加砂壓裂，如此重復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水平井無限多段的增產(chǎn)改造。施工完成后，下連續(xù)油管鉆開所有橋塞，放噴排液。
[0032]本發(fā)明適合套管完井，不受增產(chǎn)改造級(jí)數(shù)限制。
[0033]該速轉(zhuǎn)橋塞的工作過程:
[0034]1.井筒準(zhǔn)備;2.第一段射孔;3.第一段壓裂;4.下入橋塞、射孔聯(lián)作管串；5.坐封橋塞，預(yù)定位置射孔;6.第二段壓裂;7.同樣方式，完成其余段的橋塞封隔、射孔、壓裂。8.采用連續(xù)油管鉆除橋塞，排液、生產(chǎn)。
[0035]該速轉(zhuǎn)橋塞的工作特點(diǎn):
[0036]I.適用井眼尺寸3.5〃，4〃，4.5〃，5〃，5.5〃等套管完井;
[0037]2.封隔器耐溫:204.4。(:；
[0038]3.承受工作壓差:70MPa。
[0039]4.卡瓦高強(qiáng)度，鉆磨時(shí)易破碎設(shè)計(jì)；
[0040]5.小鉆壓下即可完成鉆塞作業(yè)，鉆開時(shí)碎肩少，更易返出。
[0041]本發(fā)明以玻璃纖維和環(huán)氧樹脂為主料，增潤(rùn)劑、消泡劑為輔料生產(chǎn)出來的復(fù)合材料，具有全部無金屬、高強(qiáng)度、高剪切模量、易加工等特點(diǎn)。
[0042]復(fù)合材料制速鉆橋塞應(yīng)用于陸地油井，氣井，頁巖氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，包括采用環(huán)氧玻璃纖維復(fù)合材料制得的軸桿(I)，軸桿(I)底端外表面處設(shè)有端軸(8)，在軸桿(I)底端端面設(shè)有銷桿(13)，軸桿(I)頂端的軸心處安裝堵頭(9)，堵頭(9)與軸桿(I)通過密封圈(10)密封，第一卡瓦座(4)和第二卡瓦座(6)固定在軸桿(I)上，密封環(huán)(12)安裝在第一卡瓦座(4)和第二卡瓦座(6)之間，密封環(huán)(12)與第一卡瓦座(4)、第二卡瓦座(6)之間均設(shè)有過渡瓦(5)，第一卡瓦座(4)與用金屬材料制得的第一卡瓦(3) —端連接，第一卡瓦(3)另一端與推環(huán)(2)連接，推環(huán)(2)固定在軸桿(I)上;第二卡瓦座(6)與用金屬材料制得的第二卡瓦(7) —端連接，第二卡瓦(7)另一端與端軸(8)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述軸桿(I)耐溫多150°CJiS>70Mpa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述第一卡瓦(3)和第二卡瓦(7)表面作硬化處理，硬度為60HRC，第一卡瓦(3)和第二卡瓦(7)對(duì)油管內(nèi)表面卡深在1.2mm以內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述軸桿(I)的長(zhǎng)度為622.5mm、外徑為75mm、內(nèi)徑為25mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述端軸(8)的外徑為II2mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述密封圈(10)的尺寸為25 X 2.65mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料制速鉆橋塞，其特征在于，所述第一卡瓦座(4)和第二卡瓦座(6)均通過4個(gè)緊定螺釘(11)固定在軸桿(I)上。
【文檔編號(hào)】E21B33/134GK105888606SQ201610284488
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】彭振華
【申請(qǐng)人】陜西艾瑞斯新材料科技有限公司