[实用新型]一种桥塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥塞，属油气田开发井下工具技术领域。

背景技术

油田在油气开发过程中，经常采用可钻式桥塞在油气开发现场进行施工作业。广泛用于油井的压裂、堵水、调层、试油、检泵防漏及注水泥等工艺中，能承受双向压差，可暂时或永久封堵下部高压油、气和喷、漏等层位，操作方便、安全可靠，承压能力高。

目前，现场常使用的可钻式桥塞主要由上接头(中心拉杆)、锁紧机构、中心管、卡瓦装置、密封装置以及下接头组成，锁紧机构由锁环和锁套组成；卡瓦装置由卡瓦和锥体组成；密封装置由胶筒和胶筒护腕组成。可钻式桥塞卡瓦装置中的卡瓦大多采用整体式结构，可避免中途坐封，同时双卡瓦结构，齿向相反，实现桥塞双向锁定。可钻桥塞是利用电缆或管柱将其输送到井筒预定位置，通过火药爆破、液压坐封或机械坐封工具产生的压力作用于卡瓦装置上，卡瓦装置中的上下卡瓦通过上下锥体对密封装置中的胶筒施以上压下拉两个力，当拉力达到一定值时，中心拉杆断裂，坐封工具与桥塞脱离，此时，桥塞中心管上的锁紧机构发生作用，卡瓦装置中的卡瓦破裂并镶嵌在套管内壁上，胶筒膨胀并密封，完成坐封。

ZL201220731283.3公开了可钻桥塞，整体卡瓦为空心圆柱体，内腔上部为锥形结构，外壁为齿状，上端部沿外圆周面均匀加工数道纵向沟槽，这种整体式卡瓦的设计一是卡瓦内的锥形设计锥度与桥塞上与之配合的锥体的锥度相同，便于对中；二是沿圆周均匀加工数道沟槽是降低沟槽处的强度，便于应力集中，在桥塞坐封过程中，上下卡瓦能沿沟槽均匀破裂。但在现场施工中，因卡瓦材质不均或套管变形等问题，会出现桥塞坐封时卡瓦在轴向作用力下而破裂后片数不确定、大小不相同而造成中心管与套管偏心、胶筒不居中等问题，从而导致胶筒与套管接触应力分布不均和各卡瓦片与套管的摩擦力不等，大大降低了桥塞的整体承压能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有可钻桥塞的整体式卡瓦受卡瓦分瓣不均造成桥塞的整体承压能力下降的缺陷，提供一种桥塞。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型桥塞由中心拉杆、中心管及安装在中心管上锁紧机构、卡瓦装置、密封装置组成，卡瓦装置包括结构相同的上卡瓦机构和下卡瓦机构，套装在中心管的密封装置的上下两端，其中，上卡瓦机构包括上卡瓦座、上卡瓦、上锥体，上锥体上部锥度与上卡瓦下部内锥面的锥度相同；上卡瓦为空心圆柱体，内腔下部为锥形结构，外壁为齿状，下端部沿外圆周面均匀加工若干道纵向沟槽，上端部沿轴向均匀加工数个键槽，键槽与上卡瓦外圆周面上的纵向沟槽处于同一轴线上，键槽沿轴向呈0-10°锥度；上卡瓦座为空心套筒环，下端加工有对应上卡瓦上端部键槽的花键。

所述的上卡瓦上均布的键槽与上卡瓦座上的花键的数量和锥度相同。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能保证特别是在套管变形等特殊情况下可钻桥塞的整体卡瓦在轴向载荷的作用下均匀分瓣，从而保证各卡瓦片与套管接触应力相等，最大限度提高了可钻桥塞的承压能力和后续施工的便利，减少作业工作量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的上卡瓦机构结构示意图；

图3为本实用新型的下卡瓦机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

由图1、图2、图3可知，本实用新型桥塞由中心拉杆1、中心管5及安装在中心管5上锁紧机构2、卡瓦装置、密封装置4组成，卡瓦装置包括结构相同的上卡瓦机构3和下卡瓦机构6，套装在中心管5的密封装置4的上下两端，其中，上卡瓦机构3包括上卡瓦座301、上卡瓦302、上锥体303，上锥体303上部锥度与上卡瓦302下部内锥面的锥度相同；上卡瓦302为空心圆柱体，内腔下部为锥形结构，外壁为齿状，下端部沿外圆周面均匀加工若干道纵向沟槽302a，上端部沿轴向均匀加工数个键槽302b，键槽302b与上卡瓦302外圆周面上的纵向沟槽302a处于同一轴线上，键槽302b沿轴向呈0-10°锥度；上卡瓦座301为空心套筒环，下端加工有对应上卡瓦302上端部键槽302b的花键301a。

所述的上卡瓦302上均布的键槽302b与上卡瓦座301上的花键301a的数量和锥度相同。

利用电缆或管柱将该实用新型输送到井筒预定位置，通过火药爆破、液压坐封或机械坐封工具产生的压力作用于卡瓦装置，当拉力达到一定值时，中心拉杆1的缩颈断裂，坐封工具与桥塞脱离，此时，桥塞锁紧机构2沿中心管5上端外螺纹向下运动，卡瓦装置开始运动，上卡瓦机构3的上卡瓦座301上的花键301a镶嵌在上卡瓦302的键槽302b中，在轴向载荷作用下推动上卡瓦302沿上锥体303向下运动；同时，中心管5的下台肩给下卡瓦机构6中下卡瓦座601向上的推力，下卡瓦机构6的下卡瓦座601上的花键601a镶嵌在下卡瓦602的键槽602b中，下卡瓦602沿下锥体603向上运动，上卡瓦302、下卡瓦602破裂并镶嵌在套管内壁上，密封装置4中的胶筒受两端的挤压膨胀坐封并密封油套环空，完成桥塞坐封。因花键301a、键槽302b锥度的原因，保证上卡瓦302受力时应力集中在键槽302b和纵向沟槽302a的轴线上，键槽302b处的强度是上卡瓦302上最低的，在轴向载荷的持续作用下，上卡瓦302会优先从键槽302b处裂开，达到均匀分瓣，下卡瓦602同理，下卡瓦602受力时应力集中在键槽602b和纵向沟槽602a的轴线上，在轴向载荷的持续作用下，下卡瓦602会优先从键槽602b处裂开，达到均匀分瓣从而解决了整体卡瓦受轴向载荷分瓣不均造成的承压能力大大降低和后续取出难度加大的技术难题。