[发明专利]固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气等非常规油气藏完井工程领域，具体涉及一种固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞。

背景技术

目前非常规油气藏完井方式主要是81/2″井眼下51/2″套管固井，完井后套管内射孔下分层压裂工具，进行压裂施工。然而该完井方式在钻井过程中会产生大量废弃物，因此有必要对该井身结构进行优化，最终优化的井身结构是61/8″井眼下31/2″套管，通过优化可以降低钻井废弃物排放约40％左右，51/2″套管改31/2″套管节省套管费用，形成固井、压裂、生产一体化管柱，节约建井周期。

然而，这样的变化将会给固井作业带来一定难度，该固井作业不同于常规固井作业，常规固井胶塞在内径相同的套管内使用，套管内无明显变径，而固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞在保证刮削套管内壁水泥同时能够通过多个有缩径的压裂滑套，因此该胶塞在设计过程中保证足够强度的同时，应具有很好的柔性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞，在固井作业过程中，胶塞刮削翼有足够强度能够刮削套管内壁的水泥，同时，其具有良好的收缩性能，能通过管柱上有变径的压裂滑套。

为此，本发明的技术方案如下：

一种固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞，使用时卡在浮箍处，包括本体、引导头、卡环、金属弹片和刮削翼；

所述本体为柱状，其下端与引导头螺接，所述引导头沿周向设有凹槽，所述卡环安装在所述凹槽内；所述本体的外表面上形成凸台；所述刮削翼设置于所述凸台的上侧，包覆在本体的侧面；

所述刮削翼为圆筒状，其外壁沿轴向设置有多个裙体；所述多个裙体全部或部分嵌入有金属弹片。

进一步，所述引导头呈圆柱状，其侧壁上沿纵向形成有凸台I。可用于防止胶塞旋转。优选，凸台I的数量为一个、两个或多个。

进一步，所述金属弹片为喇叭状金属片，或上部为喇叭状金属片下部为间断分布的条状金属片。

进一步，所述刮削翼的裙体的最大外径为几种尺寸，仅在尺寸最大的裙体内嵌入有金属弹片。

进一步，所述卡环呈环状，单侧开口。

进一步，所述引导头的前端面为凸球面。

该固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞与现有技术相比具有以下优点：

1)刮削翼的结构能保证胶塞通过管柱上有多个缩颈的压裂滑套时实现很好的回缩，顺利通过滑套；

2)刮削翼内嵌的金属弹片具有高弹性，能够对刮削翼结构起到支撑作用，提高刮削翼强度；

3)卡环2结构的设计，令胶塞坐落到与之配合的浮箍上时实现锁紧，不会出现上顶现象；

4)引导头的结构具有防转功能，当胶塞坐落到与之配合的浮箍上时不会出现转动。

附图说明

图1为本发明提供的固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞的半剖图；

图2为引导头的仰视图；

图3为图1中胶塞坐入浮箍时形成锁紧状态的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

一种固井、压裂、生产一体化管柱用胶塞，使用时卡在浮箍处，包括本体5、引导头1、卡环2、金属弹片3和刮削翼4；本体5为柱状，其下端与引导头1螺接，引导头1沿周向设有凹槽，卡环2安装在凹槽内，卡环2呈环状，单侧开口；本体5的外表面上形成凸台；刮削翼4设置于凸台的上侧，包覆在本体5的侧面；刮削翼4为圆筒状，其外壁沿轴向设置有多个裙体；多个裙体全部或部分嵌入有金属弹片3。引导头1呈圆柱状，前端面为凸球面，其侧壁上沿纵向形成有凸台I。可用于防止胶塞旋转。再具体实施时，凸台I的数量为一个、两个或多个。

金属弹片3为喇叭状金属片，或上部为喇叭状金属片下部为间断分布的条状金属片。

作为本发明的一个实施例，刮削翼的裙体的最大外径为几种尺寸，仅在尺寸最大的裙体内嵌入有金属弹片3。

使用时：按施工层位下入固井、压裂、生产一体化管柱，管柱下入到设计位置后，开始进行固井作业，投入本发明提供的胶塞进行水泥浆顶替，在顶替过程中，通过胶塞上金属弹片3支撑刮削翼4使其与套管有很好的贴合起到刮削套管上水泥浆作用，当需要通过有缩径的压裂滑套时，由于刮削翼4本体薄易收缩，这时刮削翼与金属弹片一同收缩能够顺利的通过压裂滑套内的缩径，通过压裂滑套后，在金属弹片的作用下，薄壁刮削翼能迅速的恢复原尺寸，继续刮削套管，通过以上几个反复动作，直到胶塞通过管柱上所有有变径的压裂滑套，到达管柱上浮箍位置，胶塞上引导头上的凸台I与浮箍配合实现防转，同时，胶塞上的卡环与浮箍实现锁紧，防止胶塞上顶。