一种自带压裂球的可溶桥塞

技术领域

本发明涉及油田井下工具技术领域，具体为一种自带压裂球的可溶桥塞。

背景技术

页岩气作为典型的非常规油气藏资源，具有低孔隙度、极低基质渗透率 等特征，目前实施水平井分段压裂改造已成为实现页岩气藏高效开发的关键 技术，而在水平井分段压裂改造过程中，通过桥塞/球座+分簇射孔联作、套 管固井滑套等页岩气水平井分段压裂技术，指出可钻式复合桥塞系列化研究、 可溶性工具的技术攻关及无线智能滑套工具的先导性研究为重点攻关方向， 其中可溶桥塞则是以重点攻关方向而研制出的产品之一，但是现有的可溶桥 塞在实际使用过程中还存在一些问题需要解决，主要是现有的可溶桥塞中的 压裂球是作为最后的密封部件，通常是在密封胶筒对压裂通道密封后投放到 压裂通道内部，自行与桥塞本体一端的端口结合，这过程工作人员对其掌控 的程度较低，存在错位或者密封不紧密等隐患，为此，本发明提供一种自带 压裂球的可溶桥塞。

发明内容

本发明提供了一种自带压裂球的可溶桥塞，解决了上述背景技术中提出 的问题。

本发明提供如下技术方案：一种自带压裂球的可溶桥塞，包括座封套筒， 所述座封套筒的一端活动连接有第一顶压锥体，所述第一顶压锥体一端的表 面卡接有密封复合筒，且密封复合筒一端的内部卡接有第二顶压锥体，所述 第二顶压锥体的一端内部固定套接有防脱接头，所述防脱接头顶部和底部的 内侧均开设有一个让位螺纹孔，两个所述让位螺纹孔的内部均螺纹连接有一 个释压复合件，所述释压复合件的一端贯穿到防脱接头的内部，所述防脱接 头一端的内侧螺纹连接有定位螺块，所述定位螺块的一侧固定连接有丢手杆， 所述丢手杆贯穿第二顶压锥体、密封复合筒、第一顶压锥体的内部并与三者 的内部均是活动套接，所述丢手杆一端的表面固定套接有压裂球，且丢手杆 一端的端面固定连接有第一连接法兰，所述第一连接法兰的一侧活动连接有 第二连接法兰，所述第二连接法兰与第一连接法兰之间螺纹连接有锁合件， 所述第二连接法兰一侧的侧面设置有顶移杆，所述顶移杆一端固定连接有固 定盘，所述固定盘固定套接在座封套筒的内部，所述固定盘的内部活动套接 有中心杆，所述中心杆的一端与丢手杆的另一端固定连接，所述中心杆另一端的内部固定套接有过渡套杆，所述过渡套杆一端的内部固定套接有座封杆。

精选的，所述密封复合筒的内部包括有密封筒体，且密封筒体两端的顶 面开设有螺纹齿，所述密封筒体两端的内壁开设有第一荆棘齿。

精选的，所述第二顶压锥体一端倾斜结构的表面与第一顶压锥体一端倾 斜结构的表面分别开设有第三荆棘齿与第二荆棘齿，所述第二顶压锥体一端 的第三荆棘齿与第一顶压锥体一端的第二荆棘齿分别与密封复合筒两端表面 的第一荆棘齿卡接。

精选的，所述释压复合件的内部包括有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的内 部开设有透气孔，所述透气孔的深度值等于第一螺纹杆长度值的五分之四， 所述第一螺纹杆的一端开设有第一十字槽。

精选的，所述锁合件的内部包括有第二螺纹杆，且第二螺纹杆的两端分 别螺纹连接第一连接法兰和第二连接法兰的内部，所述第二螺纹杆的一端开 设有第二十字槽。

精选的，所述第二连接法兰中部的内侧与第一连接法兰中部的内侧均开 设有一个第一让位槽，且两个第一让位槽相互对齐，两个所述第一让位槽的 内部设置有微型压力传感器，所述微型压力传感器的一侧固定套接在第二连 接法兰一侧的第一让位槽内部，所述微型压力传感器另一侧的侧面与第一连 接法兰一侧的第一让位槽内壁紧密贴合。

精选的，两个所述顶移杆的中心点两个锁合件的中心点在同一条直线上， 且顶移杆的长度值大于第一连接法兰与第二连接法兰的厚度值之和，所述顶 移杆的组成材料硬度值大于锁合件的组成材料硬度值。

精选的，所述固定盘的内部开设有贯穿的第二让位槽，且第二让位槽的 一侧设置有第三让位槽，所述第三让位槽开设在第二连接法兰另一侧的内部， 并贯通到第二连接法兰一侧的第一让位槽内部。

精选的，所述第一连接法兰、密封复合筒、第一顶压锥体、第二顶压锥 体、防脱接头、定位螺块、丢手杆、压裂球、均为可溶解金属材料制成，且 丢手杆的长度值大于第一顶压锥体、密封复合筒、第二顶压锥体、防脱接头 的长度值之和。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过定位螺块、丢手杆、压裂球、第一连接法兰四者结构组 成的杆球一体结构在装置的密封作业过程中，进行丢手杆不回收作业，实现 压裂球定向套装到第一顶压锥体一端的端口，取代传统装置的压裂球自行与 桥塞本体一端端口结合的使用方式，增加过程工作人员对压裂球运动的掌控， 消除错位或者密封不紧密等隐患。

2、本发明通过微型压力传感器以两个第一让位槽为让位空间，配合第 二连接法兰、第一连接法兰、锁合件三者组成的可脱式锁合结构一同使用后， 可将在第二连接法兰与第一连接法兰之间的压力信号实时传输到地面上的指 定仪器中，进一步提升工作人员对压裂球以及整体装置的掌控。

3、本发明通过将密封复合筒、第一顶压锥体、第二顶压锥体、防脱接 头、定位螺块、丢手杆、压裂球、第一连接法兰均设置为可溶解金属材料制 成，是在实现传统可溶桥塞的基础功能的同时将丢手杆结构由回收的方式转 变为直接溶解非回收方式，进而避免装置自动压裂球的使用过程中出现结构 干涉。

4、本发明通过释压复合件内部的第一螺纹杆底部在上述的座封机构推 移作业过程中被定位螺块推移截断，为释压复合件内部的透气孔提供让位空 间，进而将座封机构内部设置的火药爆炸气体疏通到外界，避免装置内部压 强过大而出现部分结构损坏。

附图说明

图1为本发明结构的剖视示意图；

图2为本发明结构的正视示意图；

图3为本发明结构第二连接法兰的右视示意图；

图4为本发明结构第二连接法兰的左视示意图；

图5为本发明结构图1中A处的放大示意图；

图6为本发明结构图3中B处的放大示意图；

图7为本发明结构释压复合件的放大示意图。

图中：1、座封套筒；2、第一顶压锥体；3、密封复合筒；31、密封筒 体；32、螺纹齿；4、第二顶压锥体；5、防脱接头；6、让位螺纹孔；7、 释压复合件；71、第一螺纹杆；72、透气孔；73、第一十字槽；8、定位螺 块；9、丢手杆；10、压裂球；11、第一连接法兰；12、第二连接法兰；13、 锁合件；131、第二螺纹杆；132、第二十字槽；14、第一让位槽；15、微 型压力传感器；16、顶移杆；17、固定盘；18、中心杆；19、过渡套杆； 20、座封杆；21、第二让位槽；22、第三让位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种自带压裂球的可溶桥塞，包括座封套筒1，座封套 筒1的一端活动连接有第一顶压锥体2，第一顶压锥体2一端的表面卡接有 密封复合筒3，密封复合筒3的内部包括有密封筒体31，且密封筒体31两 端的顶面开设有螺纹齿32，密封筒体31两端的内壁开设有第一荆棘齿，密 封筒体31两端的顶面开设有螺纹齿32可在密封复合筒3整体膨胀扩张对通 道进行密封的时，提升密封复合筒3与通道之间的连接强度，且密封复合筒 3一端的内部卡接有第二顶压锥体4，第二顶压锥体4一端倾斜结构的表面 与第一顶压锥体2一端倾斜结构的表面分别开设有第三荆棘齿与第二荆棘 齿，第二顶压锥体4一端的第三荆棘齿与第一顶压锥体2一端的第二荆棘齿 分别与密封复合筒3两端表面的第一荆棘齿卡接，利用第二顶压锥体4的第 三荆棘齿、第一顶压锥体2的第二荆棘齿分别与密封复合筒3两端的第一荆 棘齿进行卡装，可有效避免密封复合筒3失压后收缩的现象，第二顶压锥体 4的一端内部固定套接有防脱接头5，防脱接头5顶部和底部的内侧均开设 有一个让位螺纹孔6，两个让位螺纹孔6的内部均螺纹连接有一个释压复合 件7，运动鞋释压复合件的内部包括有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的内部开 设有透气孔，运动鞋透气孔的深度值等于第一螺纹杆长度值的五分之四，运 动鞋第一螺纹杆的一端开设有第一十字槽73，释压复合件7内部的第一螺 纹杆71底部在上述的座封机构推移作业过程中被定位螺块8推移截断，为 释压复合件7内部的透气孔72提供让位空间，进而将座封机构内部设置的 火药爆炸气体疏通到外界，避免装置内部压强过大而出现部分结构损坏，释 压复合件7的一端贯穿到防脱接头5的内部，防脱接头5一端的内侧螺纹连 接有定位螺块8，定位螺块8的一侧固定连接有丢手杆9，丢手杆9贯穿第 二顶压锥体4、密封复合筒3、第一顶压锥体2的内部并与三者的内部均是 活动套接，丢手杆9一端的表面固定套接有压裂球10，且丢手杆9一端的 端面固定连接有第一连接法兰11，第一连接法兰11、密封复合筒3、第一 顶压锥体2、第二顶压锥体4、防脱接头5、定位螺块8、丢手杆9、压裂球 10、均为可溶解金属材料制成，且丢手杆9的长度值大于第一顶压锥体2、 密封复合筒3、第二顶压锥体4、防脱接头5的长度值之和，密封复合筒3、 第一顶压锥体2、第二顶压锥体4、防脱接头5、定位螺块8、丢手杆9、压 裂球10、第一连接法兰11均设置为可溶解金属材料制成，是在实现传统可 溶桥塞的基础功能的同时将丢手杆结构由回收的方式转变为直接溶解非回收 方式，进而避免后续自动压裂球10的使用过程中出现结构干涉，第一连接 法兰11的一侧活动连接有第二连接法兰12，第二连接法兰12中部的内侧 与第一连接法兰11中部的内侧均开设有一个第一让位槽14，且两个第一让 位槽14相互对齐，两个第一让位槽14的内部设置有微型压力传感器15， 微型压力传感器15的一侧固定套接在第二连接法兰12一侧的第一让位槽 14内部，微型压力传感器15另一侧的侧面与第一连接法兰11一侧的第一 让位槽14内壁紧密贴合，微型压力传感器15以两个第一让位槽14为让位 空间，配合第二连接法兰12、第一连接法兰11、锁合件13三者组成的可脱式锁合结构一同使用后，可将在第二连接法兰12与第一连接法兰11之间 的压力信号实时传输到地面上的指定仪器中，提升工作人员对压裂球10以 及整体装置的掌控，第二连接法兰12与第一连接法兰11之间螺纹连接有锁 合件13，锁合件13的内部包括有第二螺纹杆131，且第二螺纹杆131的两 端分别螺纹连接第一连接法兰11和第二连接法兰12的内部，第二螺纹杆 131的一端开设有第二十字槽132，锁合件13内部的第二螺纹杆131将第 一连接法兰11和第二连接法兰12固定连接在一起的同时也是方便后续受压 脱离的作业的实施，第二连接法兰12一侧的侧面设置有顶移杆16，两个顶 移杆16的中心点两个锁合件13的中心点在同一条直线上，且顶移杆16的 长度值大于第一连接法兰11与第二连接法兰12的厚度值之和，顶移杆16 的组成材料硬度值大于锁合件13的组成材料硬度值，装置使用过程中固定 盘17与顶移杆16将随同座封套筒1一同移动，进而将第二连接法兰12与 第一连接法兰11内部的锁合件13推移出两者的内部，使第二连接法兰12 与第一连接法兰11脱离，顶移杆16一端固定连接有固定盘17，固定盘17 的内部开设有贯穿的第二让位槽21，且第二让位槽21的一侧设置有第三让 位槽22，第三让位槽22开设在第二连接法兰12另一侧的内部，并贯通到 第二连接法兰12一侧的第一让位槽14内部，第二让位槽21、第三让位槽 22相互配合为上述的微型压力传感器15的导线连接提供让位空间，固定盘 17固定套接在座封套筒1的内部，固定盘17的内部活动套接有中心杆18， 中心杆18的一端与丢手杆9的另一端固定连接，中心杆18另一端的内部固 定套接有过渡套杆19，过渡套杆19一端的内部固定套接有座封杆20。

工作原理：使用时，按照施工要求，利用现有的泵送方式将装配好的装置泵 送至通道内部的设定位置，确认后，将座封套筒1另一端内部设置的火药引 燃，火药部分的结构设置的原理以及使用过程均与现有技术相同，在.此不再 赘述由此使座封套筒1获得推进动力，进而使得座封套筒1推压第一顶压锥 体2、密封复合筒3、第二顶压锥体4，此时的第二顶压锥体4将定位螺块8、 丢手杆9、中心杆18、过渡套杆19、座封杆20组成支撑杆结构的作用下配 合第一顶压锥体2对密封复合筒3进行挤压，而密封复合筒3在受到第一顶 压锥体2、第二顶压锥体4的之间的相对的压力后进行扩张膨胀，继而对通 道进行密封，而在密封复合筒3对通道进行密封后，座封套筒1的推力动力 并未结束，其将继续施加推力，直至定位螺块8与防脱接头5一端内部预设 的内螺纹脱离，且定位螺块8移动防脱接头5另一端的端口处，定位螺块8 的移动过程将会对释压复合件7的底端进行切断，为释压复合件7内部的透 气孔72提供让位空间，进而将座封机构内部设置的火药爆炸气体疏通到外 界，而在座封套筒1的推移的过程中固定盘17与顶移杆16将随同座封套筒 1一同移动，进而将第二连接法兰12与第一连接法兰11内部的锁合件13 推移出两者的内部，使第二连接法兰12与第一连接法兰11脱离，随后座封 套筒1、座封杆20、过渡套杆19、中心杆18、顶移杆16、固定盘17、第 二连接法兰12一系列座封实施部件再利用泵送的方式脱离通道，而压裂球 10与丢手杆9将在通道内部液体的推动下定向接触到第一顶压锥体2一端 的端口进行卡接，实现最终的密封。