一种基于膨胀套管的桥塞装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油天然气行业中的钻井完井及修井技术领域，特别是涉及一种基于膨胀套管技术的桥塞装置可替代常规桥塞和封隔器。
【背景技术】
[0002]桥塞形成于80年代初期，由于它施工工序少、周期短、卡封位置准确，所以一经问世就在油气井封层方面得到了广泛应用，基本上取代了以前打水泥塞封层的工艺技术，成为试油井封堵已试层，进行上返试油的主要封层工艺。
[0003]目前在中浅层试油施工中出现的干层、水层、气层及异常高压等特殊层位，为方便后续试油，封堵废弃层位，通常采用桥塞进行封层，同时对于部分短期无开发计划的试油结束井也采用桥塞封井。此外，桥塞也用于深层气井的已试层封堵，为上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施提供保障。
[0004]膨胀套管技术是21世纪石油天然气工业中的关键性技术之一。该项技术的几个应用领域在国外均投入到工业实施，并取得了良好的经济效益，展现出强劲的发展势头。而基于膨胀套管技术的桥塞装置仍然采用永久式和可回收式桥塞，影响了膨胀套管技术的更好应用。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种具有分层可靠，悬挂密封一体，施工工艺及结构简单的基于膨胀套管技术的桥塞装置。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种基于膨胀套管的桥塞装置，包括膨胀锥、桥塞本体、密封悬挂元件和中心管；其中:桥塞本体为一段可膨胀的变径膨胀套管短节，大径端为膨胀后的膨胀套管，小径端为未膨胀的膨胀套管；中心管套在桥塞本体内，膨胀锥连接在中心管下部，膨胀锥的锥面与桥塞本体的变径锥面形成锥面滑动密封配合；密封悬挂元件固化在桥塞本体的小径端膨胀套管上，其膨胀后紧贴于桥塞本体和外层套管之间形成永久密封。
[0008]上述方案进一步包括:
[0009]膨胀锥通过承托轴连接在中心管下部；在膨胀后的桥塞本体下端口连接有盲堵，在桥塞本体的上端口处的中心管上固定连接有出口防落物装置。
[0010]出口防落物装置的外径大于桥塞本体的外径，桥塞上的密封悬挂元件为耐高温的橡胶环。
[0011]本实用新型的基于膨胀套管技术的桥塞装置，桥塞上的密封悬挂元件可根据需要设置橡胶环数量和长度，其在桥塞总成坐挂后与外层套管内壁紧密结合，具有完整的水力密封性能和可靠的悬挂性能。桥塞本体顶部安装有出口防落物装置，出口防落物装置固定于送入中心管上，桥塞坐挂前可防止井下落物掉入桥塞本体内影响桥塞正常坐挂，桥塞坐挂后，出口防落物装置可随送入中心管一同被起出回收。在液压与机械方式作用下膨胀锥在桥塞本体内沿送入中心管发生轴向滑动，使桥塞本体在径向发生永久塑性变形实现桥塞坐挂；桥塞坐挂后，如需连通下部井眼，可采用磨鞋将下部盲堵钻穿，井眼内径损失仅为桥塞本体壁厚。
[0012]作业时可以精确控制下入深度，具有膨胀套管补贴和桥塞的双重功效，将桥塞本体上的橡胶元件置于套损段两端，可在分层的同时实现套损井的修复。桥塞本体在桥塞坐挂前能以较小的外径入井，保证顺利到达指定位置，坐挂后桥塞本体紧贴外层套管。
[0013]本实用新型的优点:
[0014](I)本基于膨胀套管技术的桥塞装置具有常规桥塞与封隔器一体的作用，结构、工艺简单，分层可靠。
[0015](2)本基于膨胀套管技术的桥塞装置可以完全替代目前应用的永久和可回收式桥塞。
[0016](3)本装置采用的桥塞坐挂后，如需连通下部井眼，可采用磨鞋将下部盲堵钻穿，井眼内径损失仅为桥塞本体壁厚。
【附图说明】
[0017]图1 一种基于膨胀套管技术的桥塞装置示意图；
[0018]图2桥塞坐挂后示意图。
[0019]图中:1.外层套管，2.盲堵，3.膨胀锥的承托轴，4.膨胀锥，5.桥塞本体，6.密封悬挂元件，7.出口防落物装置，8.中心管。
【具体实施方式】
[0020]现结合说明书附图，对本实用新型作进一步的描述。
[0021]如图1所示，一种基于膨胀套管技术的桥塞装置，它是由膨胀锥4、桥塞本体5、密封悬挂元件6、膨胀锥承托轴3、盲堵2、出口防落物装置7和中心管8等部分组成。桥塞本体5为一段可膨胀的变径膨胀套管短节，顶部有出口防落物装置7密封，出口防落物装置7通过销钉固定在中心管8上，中心管8下部连接膨胀锥的承托轴3，承托轴3上有膨胀锥4，且膨胀锥4的锥面与桥塞本体5的变径锥面形成锥面密封；密封悬挂元件6硫化在桥塞本体5的小径端圆管上，其膨胀后紧贴于桥塞本体5和外层套管I之间形成永久密封。桥塞本体5上的密封悬挂元件6为耐高温的橡胶环，可根据需要设置橡胶环数量和长度，其在桥塞总成坐挂后与外层套管I内壁紧密结合，具有完整的水力密封性能和可靠的悬挂性能。桥塞本体5顶部安装有出口防落物装置7，出口防落物装置7固定于送入中心管8上，桥塞坐挂前可防止井下落物掉入桥塞本体5内影响桥塞正常坐挂。
[0022]在液压与机械方式作用下膨胀锥4在桥塞本体5内沿送入中心管8发生轴向滑动，使桥塞本体5在径向发生永久塑性变形实现桥塞坐挂；桥塞坐挂后，如需连通下部井目艮，可采用磨鞋将下部盲堵2钻穿，井眼内径损失仅为桥塞本体5壁厚。
[0023]作业时可以精确控制下入深度，具有膨胀套管补贴和桥塞的双重功效，将桥塞本体上的橡胶密封元件6置于套损段两端，可在分层的同时实现套损井的修复。桥塞本体5在桥塞坐挂前能以较小的外径入井，保证顺利到达指定位置，坐挂后桥塞本体5紧贴外层套管。
[0024]本实用新型在作业过程中，其实施步骤如下:
[0025]参照附图1，提前组装桥塞系统，包括盲堵2、膨胀锥承托轴3、膨胀锥4、中心管8、桥塞本体5和橡胶密封元件6 ;将出口防落物装置7安装于送入中心管8和桥塞本体5上。
[0026]参照附图1，桥塞本体5在桥塞坐挂前能以较小的外径入井，保证顺利到达指定位置，利用送入中心管8将桥塞装置下入至设计位置，选择外层套管I内径较规则的部位坐挂桥塞。蹩压采用液压加机械相结合的方式使膨胀锥4在桥塞本体5内沿中心管8方向发生轴向滑动，从而使桥塞本体5在径向发生永久塑性变形，桥塞上的密封悬挂元件6与外层套管I内壁紧密结合，从而达到坐挂并封隔井筒下部及分层的目的。
[0027]参照附图1-2，起出送入中心管柱8、出口防落物装置7、膨胀锥4及膨胀锥承托轴
3。桥塞总成坐挂后，桥塞上的橡胶密封元件6与外层套管I内壁紧密结合，具有完整的水力密封性能和可靠的悬挂性能。桥塞坐挂后，如需连通下部井眼，可采用磨鞋将下部盲堵2钻穿，井眼内径损失仅为桥塞本体5壁厚。
[0028]因本实用新型在作业时可以精确控制下入深度，具有膨胀套管补贴和桥塞的双重功效，将桥塞本体5上的橡胶密封元件6置于套损段两端，可在分层的同时实现套损井的修复。
【主权项】
1.一种基于膨胀套管的桥塞装置，包括膨胀锥[4]、桥塞本体[5]、密封悬挂元件[6]和中心管[8];其特征是:桥塞本体[5]为一段可膨胀的变径膨胀套管短节，大径端为膨胀后的膨胀套管，小径端为未膨胀的膨胀套管；中心管[8]套在桥塞本体[5]内，膨胀锥[4]连接在中心管[8]下部，膨胀锥[4]的锥面与桥塞本体[5]的变径锥面形成锥面滑动密封配合；密封悬挂元件[6]固化在桥塞本体[5]的小径端膨胀套管上，其膨胀后紧贴于桥塞本体[5]和外层套管[I]之间形成永久密封。2.根据权利要求1所述的基于膨胀套管的桥塞装置，其特征是:膨胀锥[4]通过承托轴[3]连接在中心管[8]下部；在膨胀后的桥塞本体[5]下端口连接有盲堵[2]，在桥塞本体[5]的上端口处的中心管[8]上固定连接有出口防落物装置[7]。3.根据权利要求1或2所述的基于膨胀套管的桥塞装置，其特征是:出口防落物装置[7]的外径大于桥塞本体[5]的外径，桥塞上的密封悬挂元件[6]为耐高温的橡胶环。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于膨胀套管的桥塞装置，包括膨胀锥、桥塞本体、密封悬挂元件和中心管；其中：桥塞本体为一段可膨胀的变径膨胀套管短节，大径端为膨胀后的膨胀套管，小径端为未膨胀的膨胀套管；中心管套在桥塞本体内，膨胀锥连接在中心管下部，膨胀锥的锥面与桥塞本体的变径锥面形成锥面滑动密封配合；密封悬挂元件固化在桥塞本体的小径端膨胀套管上，其膨胀后紧贴于桥塞本体和外层套管之间形成永久密封。其技术优势在于桥塞与封隔器一体，结构、工艺简单，分层可靠，费用低廉。
【IPC分类】E21B33/134, E21B29/10
【公开号】CN205172513
【申请号】CN201520786282
【发明人】唐明, 马建忠, 宁学涛, 蔡鹏 , 吴柳根, 候婷, 曹会莲, 滕照正, 朱万胜, 沈学祥, 朱海波, 唐成磊
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月12日