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      用于橋塞的中心軸、橋塞以及橋塞的坐封方法與流程

      文檔序號(hào):12781179閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種用于橋塞的中心軸,其特征在于,包括座封芯軸以及座封管軸,其中:

      所述座封管軸存在中心孔,所述座封管軸包括擠壓凸肩以及承載軀干,所述擠壓凸肩用于擠壓橋塞的壓環(huán)或所述橋塞的上卡瓦組件,所述承載軀干至少用于承載所述橋塞的上卡瓦組件、變徑支撐環(huán)、卡瓦壓臺(tái)以及彈性密封筒;

      所述座封管軸的中心孔套設(shè)在所述座封芯軸之外,且所述座封管軸能沿軸向相對(duì)于所述座封芯軸滑動(dòng)至坐封位置,處于坐封位置的所述座封管軸能使所述擠壓凸肩將所述橋塞的壓環(huán)或所述橋塞的上卡瓦組件擠壓至坐封狀態(tài);

      所述座封芯軸的上游端用于與所述橋塞送塞工具相連接,所述座封芯軸的下游端與所述橋塞的下游端支撐體相連接且該連接為在所述座封管軸處于坐封狀態(tài)的情況下所述座封芯軸與所述下游端支撐體通過相對(duì)移動(dòng)的方式能夠解除的連接;所述座封芯軸與所述下游端支撐體連接被解除后,所述座封芯軸能從所述座封管軸的中心孔抽出以使所述座封管軸的中心孔形成所述橋塞的內(nèi)部流體通道;

      所述座封芯軸的材料的強(qiáng)度大于可降解材料或可腐蝕材料的強(qiáng)度;

      所述座封管軸的材料為可降解材料或可腐蝕材料,或者,所述座封管軸的材料為強(qiáng)度不低于可降解材料或可腐蝕材料的強(qiáng)度的材料。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸材料的強(qiáng)度為所述座封管軸材料的強(qiáng)度的1.5~5倍。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸的下游端沿橋塞的下落方向延伸出所述座封管軸的中心孔,在所述座封管軸的軸向方向上,所述座封芯軸的下游端與所述下游端支撐體相連接的位置與所述座封管軸的下游端端面之間存在間隙。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封管軸的軸向尺寸為所述座封芯軸的軸向尺寸的1/3~4/5。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸的材料為鋼材。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸的下游端與所述下游端支撐體之間的連接為螺紋連接或銷軸連接;

      所述座封芯軸與所述下游端支撐體為解除連接而相對(duì)移動(dòng)的方式為相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)平移。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸的上游端朝接近橋塞所在的油氣井的井口方向延伸出所述座封管軸的中心孔,且所述座封芯軸的上游端與所述橋塞送塞工具之間為螺紋連接。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封管軸的上游端的端口處設(shè)置有內(nèi)錐面,所述內(nèi)錐面沿橋塞的下落方向內(nèi)徑尺寸逐漸縮小,所述座封芯軸的上游端設(shè)置有外錐面,所述外錐面與所述內(nèi)錐面的形狀相匹配。

      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封芯軸設(shè)置有軸向中心通孔,所述軸向中心通孔沿所述座封芯軸的整個(gè)軸向方向貫穿所述座封芯軸,所述軸向中心通孔與所述座封管軸的中心孔兩者的軸心線相重合或相平行。

      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封管軸為一體成型結(jié)構(gòu),所述座封芯軸為不同的結(jié)構(gòu)件固定連接而成。

      11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于橋塞的中心軸,其特征在于,所述座封管軸的下游端外壁的邊緣處設(shè)置有避讓外錐面。

      12.一種橋塞,其特征在于,包括彈性密封筒、卡瓦壓臺(tái)、變徑支撐環(huán)、壓環(huán)、上卡瓦組件、下卡瓦組件、下游端支撐體以及權(quán)利要求1-11任一所述的用于橋塞的中心軸,其中:

      所述彈性密封筒、所述卡瓦壓臺(tái)、所述變徑支撐環(huán)、所述壓環(huán)、所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件均套設(shè)所述座封管軸的承載軀干上;

      所述座封管軸的擠壓凸肩抵壓在所述壓環(huán)上,橋塞送塞工具的外筒朝接近所述橋塞所在的油氣井的井底的方向推動(dòng)所述擠壓凸肩時(shí),所述座封管軸能相對(duì)于所述座封芯軸滑動(dòng)至坐封位置;

      在所述座封管軸處于坐封狀態(tài)的情況下,所述橋塞送塞工具能帶動(dòng)所述座封芯軸相對(duì)于所述下游端支撐體移動(dòng)以使所述座封芯軸與所述下游端支撐體連接解除;

      所述壓環(huán)和所述下游端支撐體抵壓所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件,所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件抵壓所述卡瓦壓臺(tái),所述變徑支撐環(huán)介于所述卡瓦壓臺(tái)與所述彈性密封筒之間;

      所述變徑支撐環(huán)能在所述卡瓦壓臺(tái)以及所述彈性密封筒共同施加的軸向擠壓力的作用下坐封于所述橋塞所在的套管內(nèi)壁上。

      13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的橋塞,其特征在于,所述卡瓦壓臺(tái)包括上卡瓦壓臺(tái)和下卡瓦壓臺(tái),所述變徑支撐環(huán)包括上變徑支撐環(huán)以及下變徑支撐環(huán),其中:

      在所述座封管軸的軸向方向上,所述彈性密封筒介于所述上變徑支撐環(huán)以及所述下變徑支撐環(huán)之間;

      所述上變徑支撐環(huán)以及所述下變徑支撐環(huán)介于所述上卡瓦壓臺(tái)和下卡瓦壓臺(tái)之間;所述上卡瓦壓臺(tái)和下卡瓦壓臺(tái)介于所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件之間;

      所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件介于所述壓環(huán)與所述下游端支撐體之間;在所述壓環(huán)以及所述下游端支撐體兩者的軸向擠壓力的作用下,所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件、所述彈性密封筒以及所述變徑支撐環(huán)坐封、錨定于橋塞所在的套管內(nèi)壁上。

      14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的橋塞,其特征在于,在所述座封管軸的軸向方向上,所述座封管軸的下游端延伸至所述下卡瓦壓臺(tái)或所述下變徑支撐環(huán)所在的位置。

      15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的橋塞,其特征在于,所述座封管軸的下游端的外壁至少部分區(qū)段與所述下卡瓦壓臺(tái)的內(nèi)壁相抵接。

      16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的橋塞,其特征在于,所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件各自均包括環(huán)箍以及至少兩塊卡瓦,在所述下卡瓦組件中:

      所述環(huán)箍套設(shè)在所述卡瓦之外,所述卡瓦與所述下游端支撐體之間設(shè)置有限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu),所有的所述卡瓦朝接近所述座封芯軸中軸線的方向滑動(dòng)的距離被所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)限定在預(yù)定范圍之內(nèi),所述下游端支撐體以及所述下卡瓦壓臺(tái)對(duì)所述卡瓦施加軸向壓力時(shí),在所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用下,所有的所述卡瓦均能始終以對(duì)中的狀態(tài)從靠近所述座封芯軸中軸線的位置滑動(dòng)至錨定于橋塞所在的套管內(nèi)壁的位置。

      17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的橋塞,其特征在于,所述限位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述卡瓦與所述下游端支撐體兩者其中之一上的扇形槽以及設(shè)置在所述卡瓦與所述下游端支撐體兩者其中另一上的扇形滑塊,其中:

      所述扇形滑塊嵌于所述扇形槽之內(nèi),且所述扇形槽與所述扇形滑塊各自垂直于所述座封芯軸軸向方向的截面均呈扇形;

      所述扇形滑塊在所述扇形槽內(nèi)朝接近所述座封芯軸中軸線的方向滑動(dòng)至預(yù)定的位置時(shí)與所述扇形槽的側(cè)壁相抵接。

      18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的橋塞,其特征在于,所述扇形槽的底面還設(shè)置有周向限位槽,所述扇形滑塊上還設(shè)置有周向限位凸起,所述周向限位凸起嵌于所述周向限位槽內(nèi),所述周向限位凸起與所述周向限位槽各自垂直于所述座封芯軸軸向方向的截面均呈矩形;所述扇形滑塊在所述扇形槽內(nèi)朝接近或遠(yuǎn)離所述座封芯軸軸心線的方向滑動(dòng)過程中所述周向限位凸起同時(shí)在所述周向限位槽內(nèi)滑動(dòng)。

      19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的橋塞,其特征在于,在所述下卡瓦組件的周向方向上,所述周向限位槽位于所述扇形槽的中部,所述周向限位凸起位于所述扇形滑塊的中部。

      20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的橋塞,其特征在于,所述卡瓦的塊數(shù)為偶數(shù),所述卡瓦包括齒牙基座以及嵌于齒牙基座上的錨定齒牙,卡瓦組件通過所述錨定齒牙與套管的內(nèi)壁緊密抵接的方式錨定于橋塞所在的套管內(nèi)壁上;

      所述齒牙基座上設(shè)置有安裝槽,所述錨定齒牙嵌于所述安裝槽內(nèi)且所述錨定齒牙的底面與所述安裝槽的底面相抵接,所述錨定齒牙的底面能將所述錨定齒牙錨定過程中承受的沿所述座封管軸軸向摩擦力部分轉(zhuǎn)化為沿所述座封管軸徑向的壓力。

      21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的橋塞,其特征在于,所述錨定齒牙的底面為平面或弧面,弧面的中心線或平面與所述座封管軸的中軸線存在銳角或鈍角夾角。

      22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的橋塞,其特征在于,所述上卡瓦組件的所述錨定齒牙位于所述齒牙基座上接近所述壓環(huán)的位置,所述錨定齒牙朝接近所述壓環(huán)的方向厚度尺寸逐漸增大;和/或,所述下卡瓦組件的所述錨定齒牙位于所述齒牙基座上接近所述下游端支撐體的位置;所述錨定齒牙朝接近所述下游端支撐體的方向厚度尺寸逐漸增大。

      23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的橋塞,其特征在于,所述變徑支撐環(huán)包括環(huán)形體以及設(shè)置在所述環(huán)形體周向外壁或端面上的坐封面,所述環(huán)形體包括第一環(huán)形體以及第二環(huán)形體,所述第一環(huán)形體與所述第二環(huán)形體互相疊合,其中:

      所述坐封面包括設(shè)置在所述第一環(huán)形體周向外壁或端面上的第一坐封面以及設(shè)置在所述第二環(huán)形體周向外壁或端面上的第二坐封面;所述第一環(huán)形體與所述第二環(huán)形體兩者共同在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用所述第一坐封面以及所述第二坐封面共同抵接、坐封于橋塞所在的套管內(nèi)壁上并與所述套管的內(nèi)壁形成面接觸式密封連接。

      24.一種權(quán)利要求12-23任一所述橋塞的坐封方法,其特征在于,包括以下步驟:

      利用橋塞送塞工具拉住橋塞的座封芯軸,使所述座封管軸的擠壓凸肩抵壓在所述橋塞的壓環(huán)上;

      利用所述橋塞送塞工具的外筒朝接近所述橋塞所在的油氣井的井底的方向推動(dòng)所述擠壓凸肩,使所述座封管軸相對(duì)于所述座封芯軸滑動(dòng)至坐封位置;

      處于坐封位置的所述座封管軸使所述擠壓凸肩將所述橋塞的壓環(huán)擠壓至坐封狀態(tài),使所述壓環(huán)和所述下游端支撐體抵壓所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件,所述上卡瓦組件以及所述下卡瓦組件抵壓所述卡瓦壓臺(tái),并使所述變徑支撐環(huán)在所述卡瓦壓臺(tái)以及所述彈性密封筒共同施加的軸向擠壓力的作用下坐封于所述橋塞所在的套管內(nèi)壁上;

      在所述座封管軸處于坐封狀態(tài)的情況下,所述橋塞送塞工具帶動(dòng)所述座封芯軸相對(duì)于所述下游端支撐體移動(dòng)以使所述座封芯軸與所述下游端支撐體連接解除;

      所述座封芯軸與所述下游端支撐體連接被解除后,利用所述橋塞送塞工具將所述座封芯軸從所述座封管軸的中心孔抽出以使所述座封管軸的中心孔形成所述橋塞的內(nèi)部流體通道。

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