复合桥塞制造技术

本实用新型专利技术公开一种复合桥塞，包括：一芯轴、一上端套、一下端套、一丢手套、一拉力环、一上承载环、一下承载环、一上卡瓦、一下卡瓦、一上锥体、一下锥体、一上推环、一下推环、一上护伞、一下护伞、一上护套、一下护套以及一胶筒；本实用新型专利技术的复合桥塞，可以提高桥塞的耐温耐压性能、磨铣速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种井下工具，特别涉及一种用于水平井多级封堵压裂作业的易磨铣复合桥塞。
技术介绍
页岩气属于非常规气，在我国储量丰富。为缓解国内的油气资源短缺局势，提高天然气的供应能力，改变能源结构，国家发改委推出了页岩气十二五发展规划，未来几年，页岩气的开采将呈规模化趋势。已经证实，水平井桥塞封堵压裂技术，对页岩气的成功开采是卓有成效的，因此，复合桥塞技术是该领域的一个热点。我国桥塞研宄和应用起步较晚，制作桥塞的材料以金属材料为主体，配合密封胶筒实现坐封承压。但是，传统的桥塞制作技术，不能满足目前井下高温高压的要求；而且，金属材料强度高、钻毁速度慢，影响井下施工作业效率。因此，亟需发展一种能够快速钻磨的耐尚温尚压桥塞。常规的桥塞虽然密封性好、耐温高、密封时间长、可磨铣，但是在磨铣时容易卡钻且磨铣时间很长，磨铣后的金属碎肩比重大不易排出井外，难以应用于水平井分级压裂。目前发展较快的是采用非金属复合材料替代金属制作复合桥塞。中国专利申请号201120058273.3,201120194681.1,201120264158.1,201120308467.4,201220227524.0、201320645230.4,201320800454.8,201310336707 和 201320473891 均公开了采用非金属材料或复合材料替代金属制作桥塞上的一个或多个部件装配成复合桥塞，使桥塞质量减轻、钻磨速度提高、钻磨后的碎肩更容易被清除井外；同时优化结构设计，使桥塞的承压能力提高，稳定性等得到改善。中国专利申请号201220158001.5、201220446517.X公开了采用复合材料替代金属制作桥塞上的多个部件，桥塞的综合性能提高。不同的复合桥塞，结构不尽相同，性能各有差异，满足水平井、斜井等不同的作业需求。然而，针对现有提高桥塞的耐温耐压性能，解决现有金属桥塞钻除过程中易卡钻、磨铣效率低、碎肩返排难等技术难题，现有技术中尚无较好的解决方式。因此，如何设计一种桥塞，使其能够解决现有技术中所存在的缺陷，即成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种复合桥塞，以提高桥塞的耐温耐压性能、磨铣速度。为实现上述目的，本技术提供一种复合桥塞，包括:一芯轴、一上端套、一下端套、一丢手套、一拉力环、一上承载环、一下承载环、一上卡瓦、一下卡瓦、一上锥体、一下锥体、一上推环、一下推环、一上护伞、一下护伞、一上护套、一下护套以及一胶筒；从该芯轴外部的一端至另一端依次装配:该上端套；该丢手套；该拉力环；该上承载环；该上卡瓦；该上锥体；该上推环；该上护伞；该上护套；该胶筒；该下护套；该下护伞；该下推环；该下锥体；该下卡瓦；该下承载环；该下端套；其中，该上端套与该芯轴一体成型；该丢手套及该拉力环设置在该芯轴的固定卡位；该上推环嵌入在该上锥体、该上护伞、该上护套和该胶筒上顶端形成的固定凹槽中；该下推环嵌入在该下锥体、该下护伞、该下护套和该胶筒下顶端形成的固定凹槽中；下端套与芯轴通过螺纹配合并粘接。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该芯轴为中空结构。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该芯轴上顶端内部依次装配有:一挡杆及一堵头，该堵头以粘合的方式粘结在该芯轴内通道固定卡位处。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该芯轴为耐高温环氧树脂基复合材料芯轴(所述耐高温指的是可耐受至少150°C的温度)；该上端套及该下端套为耐高温环氧树脂基复合材料端套(所述耐高温指的是可耐受至少150°C的温度)。该芯轴、该上端套及该下端套通过缠绕或布卷模压成型。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该芯轴为塑料芯轴。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该芯轴为环氧树脂塑料芯轴。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上端套及该下端套为塑料端套。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上端套及该下端套为环氧树脂塑料端套。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，本技术的复合桥塞的密封组件包括护伞、护套、推环和胶筒。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上护伞及该下护伞为金属护伞。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上护套及该下护套为塑料护套，较佳为热塑性塑料护套。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上推环及该下推环为塑料推环，较佳为热塑性塑料推环。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上护套及该下护套为聚四氟乙烯塑料护套。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上推环及该下推环为聚醚醚酮塑料推环。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该胶筒为丁腈基复合材料。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该胶筒为橡胶胶筒。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该胶筒为丁腈橡胶胶筒。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上卡瓦及该下卡瓦为金属卡瓦，较佳为易磨铣金属卡瓦。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上锥体及该下锥体为金属锥体。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上承载环及该下承载环为塑料承载环。其中，于本技术的复合桥塞一较佳实施方式中，该上承载环及该下承载环为环氧树脂塑料承载环。本技术设计一体成型的上端套与芯轴，提高了上端套与芯轴的结合力；下端套与芯轴的配合采取螺纹配合加胶黏剂粘接的方式，使下端套与芯轴的剪切强度大大提高；以上两方面保证复合桥塞在坐封过程中承受住巨大的剪切力、在复合桥塞承压过程中承受更高的压差。采用非金属复合材料制作桥塞的芯轴，使芯轴的耐热性和拉伸强度提高，使复合桥塞在坐封时能够承受更大的坐封拉力、在承压过程中能承受更高的压差；另外，芯轴占复合桥塞大部分体积，由复合材料替代金属，复合桥塞整体磨铣速度大幅度提高。采用非金属复合材料制作复合桥塞的端套，使端套的耐热性和强度提高，层间剪切力提高，使复合桥塞在坐封过程中能承受巨大的剪切力、在复合桥塞承压过程中承受更高的压差，且易于磨铣；另外，采用与芯轴相近的材料制作端套，便于芯轴组合件的加工成型和粘合，有利于获得更高的层间力和界面力，使复合桥塞的承压能力进一步提高。采用非金属复合材料制作承载环，使其耐热性和强度提高，使其层间剪切力提高，使复合桥塞的承压能力提高，且易于磨铣。采用聚合物复合材料制作护套，它在高温下具有一定强度和弹性变形能力，能保护胶筒在高温下的坐封变形不被破坏撕裂，使复合桥塞承压能力提高。采用耐热油老化橡胶制作胶筒，这种胶筒能够在高温下经坐封变形密封芯轴与套管之间的环形空间，提高复合桥塞的承压能力。采用易磨铣金属材料制作卡瓦，使桥塞在坐封和承压过程中卡瓦能够咬住套管不滑脱，且不影响复合桥塞整体的磨铣速度。本技术提供的易磨铣复合桥塞，用于水平井多级封堵压裂作业，能够稳定坐封，在井下温度不高于150°C、压差不高于10Mpa下，可以承压、保压至少3小时，且磨铣速度不低于2cm/min，水平井多段压裂施工结束后，可实现一次性快速钻毁多级桥塞的效果。本技术的主体材料大幅度采用非金属材料，降低金属材料的用量，可以提高桥塞的耐温耐压性能，降低桥塞的钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合桥塞，其特征在于，包括：一芯轴(2)、一上端套(4)、一下端套(15)、一丢手套(5)、一拉力环(6)、一上承载环(7)、一下承载环(14)、一上卡瓦(81)、一下卡瓦(82)、一上锥体(91)、一下锥体(92)、一上推环(101)、一下推环(102)、一上护伞(111)、一下护伞(112)、一上护套(121)、一下护套(122)以及一胶筒(13)；从该芯轴(2)外部的一端至另一端依次装配：该上端套(4)；该丢手套(5)；该拉力环(6)；该上承载环(7)；该上卡瓦(81)；该上锥体(91)；该上推环(101)；该上护伞(111)；该上护套(121)；该胶筒(13)；该下护套(122)；该下护伞(112)；该下推环(102)；该下锥体(92)；该下卡瓦(82)；该下承载环(14)；该下端套(15)；其中，该上端套(4)与该芯轴(2)一体成型；该丢手套(5)及该拉力环(6)设置在该芯轴(2)的固定卡位；该上推环(101)嵌入在该上锥体(91)、该上护伞(111)、该上护套(121)和该胶筒(13)上顶端形成的固定凹槽中；该下推环(102)嵌入在该下锥体(92)、该下护伞(112)、该下护套(122)和该胶筒(13)下顶端形成的固定凹槽中；下端套(15)与芯轴(2)通过螺纹配合并粘接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷，徐春燕，张丽洋，周雷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11