【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻采工具，尤其涉及一种挂卡式暂堵工具和暂堵方法。
技术介绍
1、为了提高油气初始产量和最终采收率，分层注采、多级分段压裂已经成为非常规油气资源高效开发的有效手段之一。暂堵工具通过坐封实现对井筒分段封闭，是用来实现多级分段压裂的重要设备。
2、目前暂堵工具的坐封过程主要是利用在卡瓦组件外圆镶嵌高强度钮扣的结构方式，在井下坐封工具轴向力作用下，卡瓦向外扩张过程中钮扣咬入到套管内壁，实现暂堵工具的锚定。但由于套管变形或者钮扣咬入深度不够等原因，在施工过程中容易发生坐封后暂堵工具滑移、窜动的现象，造成坐封失效，压裂失败。同时，高强度钮扣在井下不能溶解，并且颗粒较小，导致残留物比例偏高，给后续的返排及打捞造成困难；高强度钮扣在压力作用下咬入套管内壁一定的深度时，会造成套管内壁局部损伤，强度下降，增加套管变形的风险；其次，目前的暂堵工具普遍采用多瓣卡瓦推动密封环实现密封，但是在下井过程中，多瓣卡瓦容易因为受井壁稠油等阻滞影响导致提前坐封或解体的情况，延误后续施工，影响单井经济效益。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种挂卡式暂堵工具和暂堵方法，以解决现有暂堵工具容易坐封失效的问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种挂卡式暂堵工具，用于套管柱的内部封堵，所述套管柱包括上套管、接箍和下套管，所述接箍的两端分别设有内螺纹以分别螺纹连接所述上套管和所述下套管，且所述上套管和所述下套管的端部与所述接箍的内壁之间形成凸空间；
4、密封套，所述密封套的顶端外侧连接推筒，内侧连接中心接头；
5、承压管，所述承压管的顶端内侧设有承压螺纹与所述中心接头螺纹连接，所述承压管的顶端外侧通过第一连接环与所述密封套的内壁连接，当所述推筒推动所述密封套相对于所述中心接头移动时，所述密封套能够带动所述第一连接环在所述承压管上从顶端向底端单向滑动；
6、密封环，所述密封环套设于所述密封套的底端外侧；
7、推套，所述推套套设于所述承压管的外侧，所述推套的顶端与所述密封环的底端抵接，当所述密封套沿所述承压管滑动时，所述密封环能够在所述推套和所述密封套的相互作用下逐渐变形至与所述套管柱的内壁抵接；
8、滑移套，所述滑移套套设于所述承压管上并与所述承压管之间通过第二连接环连接，所述滑移套能够带动所述第二连接环在所述承压管上从底端向顶端单向滑动；
9、连杆组件，所述连杆组件设于所述推套和所述滑移套之间，当所述推套和所述滑移套在所述承压管上具有相对靠近的滑动运动时，所述连杆组件能够向外转动扩径并抵接于所述套管柱的内壁以锚定或挂卡；
10、固定套，所述固定套螺纹连接于所述承压管的底端并与所述滑移套的底端弹性抵接。
11、作为优选，所述挂卡式暂堵工具还包括支撑环，所述支撑环套设于所述密封套的底端外侧并抵接所述密封环的底端，所述支撑环由多个z型弧段相互交叠形成，所述支撑环受压后能够径向扩张以支撑所述密封环。
12、作为优选，所述密封套的外侧从顶端到底端依次设有第一外圆面、第二外圆面、第一外锥面和第二外锥面，所述第一外圆面的外径小于所述第二外面的外径，所述第一外圆面和所述第二外圆面之间形成台阶面，所述推筒连接于所述第一外圆面并与所述台阶面抵接；所述第一外锥面的锥度大于所述第二外锥面的锥度，所述密封环和所述支撑环均套设于所述第二外锥面，当所述支撑环与所述密封套之间相对滑动时，所述第二外锥面使得所述支撑环径向扩张；所述密封套的内侧的顶端设有第一内锥面，所述第一内锥面与所述中心接头配合接触。
13、作为优选，所述第一连接环内壁和外壁分别设有第一锯齿形内螺纹和第一锯齿形外螺纹，所述第二连接环的内壁和外壁分别设有第二锯齿形内螺纹和第二锯齿形外螺纹，所述密封套的底端内壁设有第三锯齿形内螺纹，所述滑移套的内壁设有第四锯齿形内螺纹，所述承压管上设有第三锯齿形外螺纹和第四锯齿形外螺纹，所述第一锯齿形内螺纹和所述第一锯齿形外螺纹分别与所述第三锯齿形外螺纹和所述第三锯齿形内螺纹配合连接，所述第二锯齿形内螺纹和所述第二锯齿形外螺纹分别与所述第四锯齿形外螺纹和所述第四锯齿形内螺纹配合连接。
14、作为优选，所述第一连接环和所述第二连接环均为具有开口的c型环，所述第一锯齿形外螺纹的牙距大于所述第一锯齿形内螺纹牙距，所述第二锯齿形外螺纹的牙距大于所述第二锯齿形内螺纹牙距。
15、作为优选，所述推套的顶端内部设有第二内锥面，所述第二内锥面与所述密封套的第二外锥面的锥度一致，所述第二外锥面能够沿所述第二内锥面滑动连接后与所述第二内锥面的端部抵接。
16、作为优选，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述推套转动连接，另一端与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆背离所述第一连杆的一端与所述滑移套转动连接，所述第一连杆与所述推套之间、所述第二连杆与所述滑移套之间均设有销钉以初始定位。
17、作为优选，所述滑移套的底端端面沿周向设有多个安装孔，每个所述安装孔内均设有一个弹性件，所述弹性件的两端分别止抵于所述安装孔的孔底和所述固定套。
18、作为优选，所述固定套的顶端设有扩孔，所述滑移套插设于所述扩孔内，所述扩孔的轴向深度大于所述滑移套的弹性滑移距离。
19、作为优选，所述密封套、所述第一连接环、所述承压管、所述支撑环、所述推套、所述滑移套、所述连杆组件和所述固定套均为可溶金属材料，所述密封环为可溶性橡胶材料，所述可溶金属材料和所述可溶性橡胶材料能够在井下溶解以解除挂卡和坐封，，并恢复套管柱的通径。
20、一种挂卡式暂堵方法，应用本专利技术提供的所述挂卡式暂堵工具，所述挂卡式暂堵方法包括如下步骤：
21、通过推筒和中心接头将所述挂卡式暂堵工具下入到套管柱内并位于凸空间的上方的上套管内；
22、保持所述中心接头不动，继续推动所述推筒向下运动，密封套在所述推筒的作用下带动第一连接环沿承压管向下滑动，密封环在推套和所述密封套的相互作用下逐渐变形至与所述上套管的内壁抵接；
23、继续推动推筒向下运动，所述推套和滑移套之间的连杆组件向外进行一次转动扩径并与所述上套管的内壁抵接，所述承压管与所述中心接头分离，所述推筒与所述密封套分离；
24、投放压力球，所述压力球与所述密封套接触后，所述挂卡式暂堵工具实现套管柱密封；
25、当所述挂卡式暂堵工具整体的上端压力大于下端压力时，所述挂卡式暂堵工具发生下滑，直至滑动到所述连杆组件与所述上套管脱离，所述连杆组件在固定套和所述滑移套的弹性抵接作用下向外进行二次转动扩径至与接箍的内壁抵接，所述挂卡式暂堵工具下滑至下套管的端部时停止下滑，实现挂卡止滑。
26、作为优选，所述挂卡式暂堵方法还包括所述挂卡式暂堵工具解除挂卡和坐封的步骤：在压裂施工完成后，所述挂卡式暂堵工具在井下特定温度和矿化度条件下自行溶解以解除挂卡和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.挂卡式暂堵工具，用于套管柱的内部封堵；其特征在于，所述挂卡式暂堵工具包括：
2.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，还包括支撑环(7)，所述支撑环(7)套设于所述密封套(3)的底端外侧并抵接所述密封环(6)的底端，所述支撑环(7)由多个Z型弧段(71)相互交叠形成，所述支撑环(7)受压后能够径向扩张以支撑所述密封环(6)。
3.根据权利要求2所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述密封套(3)的外侧从顶端到底端依次设有第一外圆面、第二外圆面、第一外锥面和第二外锥面，所述第一外圆面的外径小于所述第二外面的外径，所述第一外圆面和所述第二外圆面之间形成台阶面，所述推筒(1)连接于所述第一外圆面并与所述台阶面抵接；所述第一外锥面的锥度大于所述第二外锥面的锥度，所述密封环(6)和所述支撑环(7)均套设于所述第二外锥面，当所述支撑环(7)与所述密封套(3)之间相对滑动时，所述第二外锥面使得所述支撑环(7)径向扩张；所述密封套(3)的内侧的顶端设有第一内锥面，所述第一内锥面与所述中心接头(2)配合接触。
4.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，
5.根据权利要求4所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述第一连接环(4)和所述第二连接环(17)均为具有开口的C型环，所述第一锯齿形外螺纹的牙距大于所述第一锯齿形内螺纹牙距，所述第二锯齿形外螺纹的牙距大于所述第二锯齿形内螺纹牙距。
6.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述推套(8)的顶端内部设有第二内锥面，所述第二内锥面与所述密封套(3)的第二外锥面的锥度一致，所述第二外锥面能够沿所述第二内锥面滑动连接后与所述第二内锥面的端部抵接。
7.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述连杆组件包括第一连杆(11)和第二连杆(13)，所述第一连杆(11)的一端与所述推套(8)转动连接，另一端与所述第二连杆(13)转动连接，所述第二连杆(13)背离所述第一连杆(11)的一端与所述滑移套(16)转动连接，所述第一连杆(11)与所述推套(8)之间、所述第二连杆(13)与所述滑移套(16)之间均设有销钉以初始定位。
8.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述滑移套(16)的底端端面沿周向设有多个安装孔，每个所述安装孔内均设有一个弹性件(18)，所述弹性件(18)的两端分别止抵于所述安装孔的孔底和所述固定套(20)。
9.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述固定套(20)的顶端设有扩孔，所述滑移套(16)插设于所述扩孔内，所述扩孔的轴向深度大于所述滑移套(16)的弹性滑移距离。
10.根据权利要求2所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述密封套(3)、所述第一连接环(4)、所述承压管(5)、所述支撑环(7)、所述推套(8)、所述滑移套(16)、所述连杆组件和所述固定套(20)均为可溶金属材料，所述密封环(6)为可溶性橡胶材料，所述挂卡式暂堵工具能够井下溶解以解除坐封。
11.挂卡式暂堵方法，其特征在于，应用权利要求1-10任一项所述的挂卡式暂堵工具，所述挂卡式暂堵方法包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的挂卡式暂堵方法，其特征在于，还包括所述挂卡式暂堵工具解除挂卡和坐封的步骤：在压裂施工完成后，所述挂卡式暂堵工具在井下特定温度和矿化度条件下自行溶解以解除挂卡和坐封，并恢复套管柱的通径。
...【技术特征摘要】
1.挂卡式暂堵工具，用于套管柱的内部封堵；其特征在于，所述挂卡式暂堵工具包括：
2.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，还包括支撑环(7)，所述支撑环(7)套设于所述密封套(3)的底端外侧并抵接所述密封环(6)的底端，所述支撑环(7)由多个z型弧段(71)相互交叠形成，所述支撑环(7)受压后能够径向扩张以支撑所述密封环(6)。
3.根据权利要求2所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述密封套(3)的外侧从顶端到底端依次设有第一外圆面、第二外圆面、第一外锥面和第二外锥面，所述第一外圆面的外径小于所述第二外面的外径，所述第一外圆面和所述第二外圆面之间形成台阶面，所述推筒(1)连接于所述第一外圆面并与所述台阶面抵接；所述第一外锥面的锥度大于所述第二外锥面的锥度，所述密封环(6)和所述支撑环(7)均套设于所述第二外锥面，当所述支撑环(7)与所述密封套(3)之间相对滑动时，所述第二外锥面使得所述支撑环(7)径向扩张；所述密封套(3)的内侧的顶端设有第一内锥面，所述第一内锥面与所述中心接头(2)配合接触。
4.根据权利要求1所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述第一连接环(4)内壁和外壁分别设有第一锯齿形内螺纹和第一锯齿形外螺纹，所述第二连接环(17)的内壁和外壁分别设有第二锯齿形内螺纹和第二锯齿形外螺纹，所述密封套(3)的底端内壁设有第三锯齿形内螺纹，所述滑移套(16)的内壁设有第四锯齿形内螺纹，所述承压管(5)上设有第三锯齿形外螺纹和第四锯齿形外螺纹，所述第一锯齿形内螺纹和所述第一锯齿形外螺纹分别与所述第三锯齿形外螺纹和所述第三锯齿形内螺纹配合连接，使得所述密封套(3)能够沿所述承压管(5)从顶端到底端单向滑动，所述第二锯齿形内螺纹和所述第二锯齿形外螺纹分别与所述第四锯齿形外螺纹和所述第四锯齿形内螺纹配合连接，使得所述滑移套(16)能够沿所述承压管(5)从底端到顶端单向滑动。
5.根据权利要求4所述的挂卡式暂堵工具，其特征在于，所述第一连接环(4)和所述第二连接环(17)均为具有开口的c型环，所述第一锯齿形外螺纹的牙距...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，胡志燕，赵贺谦，陈省身，张国田，王方明，张立刚，李兴杰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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