[发明专利]页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞

权利要求书

1.页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，包括括底座1、卡瓦组(3)、卡瓦推块(5)、密封胶筒(9)、丢手机构(14)，还包括防突坐封推块(10)、防突底座(8)、卡瓦箍环(4)及中心杆(2)。尾座(1)与中心杆(2)采用螺栓连接。卡瓦组(3)与底座(1)、卡瓦推块(5)采用楔形槽(51)的方式配合并在坐封前用卡瓦箍环(4)紧固，坐在中心杆(2)上。密封胶筒(9)两侧有防突底座(8)、防突坐封推块(10)，防突底座(8)与卡瓦推块(5)用螺纹相连接。丢手机构(14)与防突坐封推块(10)采用螺纹连接，并坐在中心杆(2)上，丢手机构(14)与坐封工具用销钉(15)连接。随着防突坐封推块(10)中的防提前坐封的销钉(13)被剪断，使桥塞的防突坐封推块(10)、密封胶筒(9)、防突底座(8)和卡瓦推块(5)沿中心杆(2)向下限位移动，卡瓦推块(5)向下限位移动驱使卡瓦组(3)沿楔形槽(51)径向向外移出，快速啮入套管壁到达完成坐封位置时，卡瓦推块5中的弹簧销钉7下弹到中心杆预留的左限位槽(21)内，防止卡瓦回退。坐封锚定后，继续挤压密封胶筒(9)，密封胶筒在受力的作用下径向扩张，发生大变形膨胀，使密封胶筒(9)完全膨胀紧贴套管内壁。防突坐封推块(10)与丢手机构(14)配合，内部同样设有弹簧销钉(12)限位自锁结构，防止密封胶筒得在压裂过程中回弹。该过程中，桥塞在坐封工具泵送推动作用下由初始70mm的外径到紧贴套管内壁大变形扩张；压裂施工结束后，桥塞金属部分和密封胶筒(9)全部溶解。

2.根据权利要求1所述的页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，其特征在于，所述的卡瓦组(3)为分瓣式单卡瓦组结构，长度较长，沿轴向共分布四个。卡瓦左右均匀分布有卡瓦牙(31)，卡瓦牙(31)设计成片状齿形结构，卡瓦组(3)中部设有凹槽，槽内装有卡瓦箍环(4)，用于固定卡瓦组(3)，避免分离。由于该可溶桥塞外径为70mm，则卡瓦组(3)的径向扩张量特别大，将卡瓦组(3)通过楔形槽分别与底座(1)和卡瓦推块(5)的楔形凸台相配合，利用底座(1)和卡瓦推块(5)双斜面的挤压方式，将卡瓦组(3)从70mm外径沿径向扩张到114.3mm并继续施压直到卡瓦组(3)稳定锚地到套管上。

3.根据权利要求1所述的页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，其特征在于，所述的密封胶筒(9)由的氢化丁腈橡胶作为的主体材料，添加促进剂TMTD和军工材料来调节硬度和亲水性能，使其成为全可溶胶筒。所述的密封结构由密封胶筒(9)、防突底座(8)、防突坐封推块(10)和丢手机构(15)组成。密封胶筒(9)在防突坐封推块(10)和防突底座(8)中间位置固定，坐封锚定后，继续挤压密封胶筒(9)，密封胶筒(9)由初始外径70mm受力后发生大变形，外径增大并向外胀开，当达到一定变形量后，紧贴套管内壁，密封胶筒(9)为圆弧状中空形，使得胶筒变径范围更大，密封效果更好，同时也能满足承压的要求。

4.根据权利要求1所述的页岩气套变井分段压裂的外径70mm扩张后114.3mm的全可溶桥塞，其特征在于，所述的防突底座(8)和防突坐封推块(10)均由镁基可溶合金材料制成，两者均将防突装置一体化设计，所述的防突坐封推块(5)可在中心杆(2)上运动，中心杆(2)上设有限位凹槽(21)、(22)。所述的防突坐封推块(10)与卡瓦推块(5)，内部设有限位自锁弹簧销钉(7)、(12)，在到达完成坐封位置时，弹簧销钉弹入中心杆上的限位槽，可避免胶筒密封后回弹以及保持卡瓦锚定的稳定性。