一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置及其使用方法与流程

未命名 09-13 阅读:112 评论:0


1.本发明属于油气田开发的技术领域,尤其是一种用于漏失井筒过油管作业施工的可降解膨胀暂堵装置及其使用方法,其应用于有生产管柱的气井、大漏失井作业防漏失临时封堵。


背景技术:

2.在油气藏或储气库的注气井、采气井工程作业时,常常需要进行压井施工,但这类井大多存在地层漏失、压井液污染地层造成堵塞等问题,特别是在井筒有生产管柱、有压力及喷漏相间等情况下,不能采用常规的方法压井,带来相当大的工作困难甚至无法施工。
3.目前国内外公知的解决方法主要采用化学剂堵漏或物理方法的颗粒堵漏剂等。无论是化学方法堵漏还是物理方法堵漏,均存在“稳定性差、地层渗透率恢复困难”等弊端,不能同时满足“地层无伤害、能带压作业、过生产管柱”等技术要求。
4.就当前已知的机械封堵技术而言,通常采用较长的桥塞来适应较大的扩张比作业需求,如电缆坐封膨胀式过油管桥塞的总长度(含桥塞和坐封工具)往往达6-9m。对于此类桥塞,因其刚性部分长度过大,在大斜度井及水平井等狗腿度较大苛刻井段中工具的通过性难以得到保证,往往出现工具难以下入的技术难题。同时,因上述高膨胀比桥塞不能降解,作业后桥塞难以取出的问题也时有发生。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处,提出一种施工效率高、井筒适用性强、可安全丢手、整体可控降解的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置及其使用方法,解决了常规过油管封堵作业工具因刚性部分长度过大而在狗腿度较大井段通过性差的技术难题。
6.本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
7.一方面本发明提供了一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,包括封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件,所述封堵脱落组件的一端可拆卸连接连续油管,另一端与所述第一封堵组件的一端可拆卸连接,所述第一封堵组件的另一端与所述柔性连接组件的一端可拆卸连接,所述柔性连接组件的另一端与所述第二封堵组件的一端可拆卸连接,所述第二封堵组件的另一端与所述封堵引导组件的一端可拆卸连接,所述封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件相互之间连通,所述封堵脱落组件用于实现连续油管连接器与可降解膨胀暂堵装置的分离,所述第一封堵组件和第二封堵组件用于实现对井段的坐封,所述封堵引导组件用于将可降解膨胀暂堵装置快速下入到待封堵的井段位置;
8.优选地,所述封堵脱落组件包括封堵脱落上接头、剪切销钉和丢手,所述丢手的一端套设在所述封堵脱落上接头的一端内部且通过所述剪切销钉配合,所述剪切销钉用于实现所述丢手与所述封堵脱落上接头的分离,所述封堵脱落上接头为中空结构且一端内壁开
设有梯形母扣,另一端的侧壁上开设有封堵脱落上接头安装孔,
9.所述丢手为中空结构且一端内壁开设有丢手半圆槽,另一端的外壁上设置有空心球头,所述丢手的外壁上靠近所述丢手半圆槽处开设有丢手安装孔、第一丢手密封圈槽和第二丢手密封圈槽,所述剪切销钉分别通过所述封堵脱落上接头安装孔和所述液丢手安装孔与所述封堵脱落上接头和所述丢手贯穿连接;
10.优选地,所述第一封堵组件包括第一胶筒、第一胶筒上压帽、第一胶筒下压帽、第一胶筒上接头、第一胶筒下接头、第一胶塞单流阀和第一胶塞中心管,所述第一胶筒的两端分别与所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的另一端分别与所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上压帽的另一端与所述丢手相对于所述丢手半圆槽的一端可拆卸连接,所述第一胶筒下压帽的另一端与所述柔性连接组件可拆卸连接,
11.所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的结构相同为中空结构且相对于所述第一胶筒一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,
12.所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头相对于所述第一胶筒的一端分别与所述第一胶筒上压帽和所述第一胶筒下压帽相对于所述球头卡槽的一端卡接,所述第一胶塞单流阀设置在所述第一胶筒上接头的内部,所述第一胶塞单流阀用于所述封堵脱落组件和所述第一封堵组件之间的单向连通,
13.所述第一胶筒的两端分别设置有母扣且分别与所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头相对于所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的一端卡接,所述第一胶筒中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第一胶筒内层可膨胀胶筒和第一胶筒外层可膨胀胶筒,所述第一胶塞中心管设置在所述第一胶筒的内部且两端分别与第一胶筒上接头和第一胶筒下接头卡接,所述第一胶塞中心管用于实现对所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和第一胶筒外层可膨胀胶筒的打压膨胀,所述第一胶塞中心管的中部设置有两个以上的筛状过流孔,
14.所述第一胶塞单流阀包括单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛,所述单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞和橡胶弹簧的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛的材质为可溶铝基合金。
15.所述第一胶筒上压帽内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒上压帽密封圈槽和第一胶筒上压帽密封圈槽,所述第一胶筒下压帽内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒下压帽密封圈槽和第一胶筒下压帽密封圈槽;
16.优选地,所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒胶筒外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第一胶筒膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在预定时间内自行降解,
17.所述第一胶筒、第一胶筒上压帽、第一胶筒下压帽、第一胶筒上接头、第一胶筒下接头、第一胶塞单流阀和第一胶塞中心管的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末;
18.优选地,所述柔性连接组件包括第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽,所述第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽相互之间可拆卸连接且连通,
19.所述肘节连接件为中空管状结构且两端分别设置有公扣,所述肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽的结构相同为中空管状结构且一端设置有母扣,另一端的内壁设置有球头卡槽,所述第一活动连接节和所述第二活动连接节的结构相同为中空管状结构且两端设置有与所述球头卡槽配合的空心球头,所述肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽设置有母扣的一端与所述肘节连接件卡接,另一端与所述第一活动连接节和第二活动连接节卡接,
20.所述第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽的材质为可溶铝基合金且外表面设置有可控降解橡胶防护涂层;
21.优选地,所述第二封堵组件包括第二胶筒、第二胶筒上压帽、第二胶筒下压帽、第二胶筒上接头和第二胶塞中心管,所述第二胶筒的两端分别与所述第二胶筒上接头和第二胶筒下压帽的一端可拆卸连接,所述第二胶筒上接头和第二胶筒下压帽的另一端分别与所述第二胶筒上压帽的一端和所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶筒上压帽的另一端与所述第二活动连接节相对于所述肘节连接件的一端可拆卸连接,
22.所述第二胶筒上压帽和第二胶筒下压帽为中空结构,所述第二胶筒上压帽相对于所述第二胶筒一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,所述第二胶筒下压帽的两端分别设置有公扣和母扣,
23.所述第二胶筒上接头和所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第二胶筒上接头相对于所述第二胶筒的一端与所述第二胶筒上压帽相对于所述球头卡槽的一端卡接,
24.所述第二胶筒的两端分别设置有母扣且分别与所述第二胶筒上接头相对于所述第二胶筒上压帽的一端和所述第二胶筒下压帽的公扣端卡接,所述第二胶筒中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒,所述第二胶塞中心管设置在所述第二胶筒的内部且一端与所述第二胶筒上接头卡接,另一端与所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶塞中心管用于实现对所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒的打压膨胀,所述第二胶塞中心管的中部设置有两个以上的筛状过流孔;
25.优选地,所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒的外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第二胶筒膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在设定时间内自行降解,
26.所述第二胶筒、第二胶筒上压帽、第二胶筒下压帽、第二胶筒上接头和第二胶塞中心管的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末;
27.优选地,所述封堵引导组件包括引鞋上压帽、引鞋可膨胀堵塞单流阀和引鞋导锥,所述引鞋上压帽的一端与所述引鞋导锥的一端可拆卸连接,所述引鞋可膨胀堵塞单流阀设置在所述引鞋导锥的内部且与所述引鞋上压帽和引鞋导锥单向连通,
28.所述引鞋上压帽和所述引鞋导锥的为中空结构且材质为可溶铝合金,所述引鞋上压帽的两端分别设置有公扣,所述引鞋导锥的一端设置有母扣且与所述引鞋上压帽的一端卡接,另一端成锥状结构,所述引鞋上压帽相对于所述引鞋导锥的一端与所述第二胶筒下压帽的母扣端卡接,
29.所述引鞋导锥的锥头位置设置有导锥第一过流孔,所述引鞋导锥的侧壁上靠近所述导锥第一过流孔的位置设置有两个以上的第二过流孔,
30.所述引鞋可膨胀堵塞单流阀包括单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛,所述单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞和橡胶弹簧的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛的材质为可溶铝基合金;
31.优选地,所述封堵脱落上接头的材质为低碳合金钢,所述丢手的材质为可溶铝基合金;
32.另一方面,本发明还提供了一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置的使用方法,具体步骤如下:
33.步骤1:将连续油管通过所述封堵脱落上接头的梯形母扣与本装置连接,利用连续油管将本装置快速下入到待封堵的井段位置;
34.步骤2:向连续油管泵入适量的kcl或nacl电解液以使所述引鞋可膨胀堵塞单流阀表面的镁合金涂层溶解且吸水膨胀并堵塞所述封堵引导组件内腔的过流通道;
35.步骤3:向连续油管泵入适量的清水以使所述第一封堵组件和第二封堵组件膨胀并坐封,同时所述第一胶塞单流阀无法继续进液膨胀而封闭;
36.步骤4:向连续油管内腔投入可溶金属球,可溶金属球落位到所述丢手的丢手半圆槽内,以使封闭本装置的过流通道;
37.步骤5:向连续油管继续泵入清水,提高连续油管内泵注流体泵压,当压力提高到预定规格后所述剪切销钉剪断,实现连续油管与本装置分离以实现后续的井下施工作业;
38.步骤6:当井下施工完毕后,通过向井内管柱注入适量的naoh水溶液,将井内的本装置溶解,完成整个施工。
39.本发明的优点和积极效果是:
40.本发明提供了一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置及其使用方法,本装置整体材质采用可控溶解铝合金、可控降解橡胶的可溶和可控降解材料加工而成,实际操作中在大斜度井、大狗腿度井段及水平井作业中过油管膨胀封堵作业,具有施工效率高、井筒适用性强、可安全丢手、整体可控降解等技术优点,作业后不会在井筒内造成任何堵塞,不受井筒弯曲变形等影响,克服了常规过油管封堵施工工具因刚性部分长度过大而在狗腿度较大井段通过性差的技术难题。
附图说明
41.图1是本发明用于井筒的可降解膨胀暂堵装置的整体结构示意图;
42.图2是本发明封堵脱落组件的结构示意图;
43.图3是本发明第一封堵组件的结构示意图;
44.图4是本发明柔性连接组件的结构示意图;
45.图5是本发明第二封堵组件的结构示意图;
46.图6是本发明封堵引导组件的结构示意图;
47.图7是本发明用于井筒的可降解膨胀暂堵装置使用方法的的流程图。
48.其中,1、封堵脱落上接头;2、剪切销钉;3、丢手;4、第一胶筒上压帽;5、第一胶筒上接头;6、第一胶塞单流阀;7、第一胶塞中心管;8、第一胶筒内层可膨胀胶筒;9、第一胶筒;10、第一胶筒外层可膨胀胶筒装;12、第一胶筒下接头;13、第一胶筒下压帽;14、第一活动连接节;15、肘节连接件上压帽;16、肘节连接件;17、肘节连接件下压帽;18、第二活动连接节;19、第二胶筒上压帽;20、第二胶筒上接头;21、第二胶塞中心管;22、第二胶筒内层可膨胀胶筒;23、第二胶筒;24、第二胶筒外层可膨胀胶筒;26、第二胶筒下压帽;27、引鞋上压帽;28、引鞋可膨胀堵塞单流阀;29、引鞋导锥;301、丢手半圆槽;302、第一丢手密封圈槽;303、第二丢手密封圈槽;401、第一胶筒上压帽密封圈槽;402、第二胶筒上压帽密封圈槽;1301、第二胶筒下压帽密封圈槽;1302、第二胶筒下压帽密封圈槽、2801、单流阀锥形塞;2802、橡胶弹簧;2803、金属垫片筛。
具体实施方式
49.以下结合附图对本发明做进一步详述。
50.本发明提出了一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,如图1所示,包括封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件,所述封堵脱落组件的一端可拆卸连接连续油管,另一端与所述第一封堵组件的一端可拆卸连接,所述第一封堵组件的另一端与所述柔性连接组件的一端可拆卸连接,所述柔性连接组件的另一端与所述第二封堵组件的一端可拆卸连接,所述第二封堵组件的另一端与所述封堵引导组件的一端可拆卸连接,所述封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件相互之间连通,所述封堵脱落组件用于实现连续油管连接器与可降解膨胀暂堵装置的分离,所述第一封堵组件和第二封堵组件用于实现对井段的坐封,所述封堵引导组件用于将可降解膨胀暂堵装置快速下入到待封堵的井段位置,
51.在本实施例中,如图2所示,所述封堵脱落组件包括封堵脱落上接头1、剪切销钉2和丢手3,所述丢手3的一端套设在所述封堵脱落上接头1的一端内部且通过所述剪切销钉2配合,所述剪切销钉2用于实现所述丢手3与所述封堵脱落上接头1的分离,所述封堵脱落上接头1为中空结构且一端内壁开设有梯形母扣,另一端的侧壁上开设有封堵脱落上接头安装孔,
52.所述丢手3为中空结构且一端内壁开设有丢手半圆槽301,另一端的外壁上设置有空心球头,所述丢手3的外壁上靠近所述丢手半圆槽301处开设有丢手安装孔、第一丢手密封圈槽302和第二丢手密封圈槽303,所述剪切销钉2分别通过所述封堵脱落上接头安装孔和所述液丢手安装孔与所述封堵脱落上接头1和所述丢手3贯穿连接。
53.在本实施例中,如图3所示,所述第一封堵组件包括第一胶筒9、第一胶筒上压帽4、第一胶筒下压帽13、第一胶筒上接头5、第一胶筒下接头12、第一胶塞单流阀6和第一胶塞中心管7,所述第一胶筒9的两端分别与所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12的另一端分别与所述第一胶筒上压帽4和第一胶筒下压帽13的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上压帽4的另一端与所述丢手3
相对于所述丢手半圆槽301的一端可拆卸连接,所述第一胶筒下压帽13的另一端与所述柔性连接组件可拆卸连接,
54.所述第一胶筒上压帽4和第一胶筒下压帽13的结构相同为中空结构且相对于所述第一胶筒9一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,
55.所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12相对于所述第一胶筒9的一端分别与所述第一胶筒上压帽4和所述第一胶筒下压帽13相对于所述球头卡槽的一端卡接,所述第一胶塞单流阀6设置在所述第一胶筒上接头5的内部,所述第一胶塞单流阀6用于所述封堵脱落组件和所述第一封堵组件之间的单向连通,
56.所述第一胶筒9的两端分别设置有母扣且分别与所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12相对于所述第一胶筒上压帽4和第一胶筒下压帽13的一端卡接,所述第一胶筒9中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第一胶筒内层可膨胀胶筒8和第一胶筒外层可膨胀胶筒10,所述第一胶塞中心管7设置在所述第一胶筒9的内部且两端分别与第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12卡接,所述第一胶塞中心管7用于实现对所述第一胶筒内层可膨胀胶筒8和第一胶筒外层可膨胀胶筒10的打压膨胀,所述第一胶塞中心管7的中部设置有两个以上的筛状过流孔,
57.所述第一胶塞单流阀6包括单流阀锥形塞2801、橡胶弹簧2802和金属垫片筛2803,所述单流阀锥形塞2801、橡胶弹簧2802和金属垫片筛2803采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞2801和橡胶弹簧2802的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛2803的材质为可溶铝基合金。
58.所述第一胶筒上压帽4内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒上压帽密封圈槽401和第一胶筒上压帽密封圈槽402,所述第一胶筒下压帽13内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒下压帽密封圈槽1301和第一胶筒下压帽密封圈槽1302。
59.在本实施例中,所述第一胶筒内层可膨胀胶筒8和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒10为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第一胶筒内层可膨胀胶筒8和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒胶筒10外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第一胶筒膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在预定时间内自行降解,
60.所述第一胶筒9、第一胶筒上压帽4、第一胶筒下压帽13、第一胶筒上接头5、第一胶筒下接头12、第一胶塞单流阀6和第一胶塞中心管7的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末。
61.在本实施例中,如图4所示,所述柔性连接组件包括第一活动连接节14、第二活动连接节18、肘节连接件16、肘节连接件上压帽15和肘节连接件下压帽17,所述第一活动连接节14、第二活动连接节18、肘节连接件16、肘节连接件上压帽15和肘节连接件下压帽17相互之间可拆卸连接且连通,
62.所述肘节连接件16为中空管状结构且两端分别设置有公扣,所述肘节连接件上压帽15和肘节连接件下压帽17的结构相同为中空管状结构且一端设置有母扣,另一端的内壁设置有球头卡槽,所述第一活动连接节14和所述第二活动连接节18的结构相同为中空管状结构且两端设置有与所述球头卡槽配合的空心球头,所述肘节连接件上压帽15和肘节连接
件下压帽17设置有母扣的一端与所述肘节连接件16卡接,另一端与所述第一活动连接节14和第二活动连接节18卡接,
63.所述第一活动连接节14、第二活动连接节18、肘节连接件16、肘节连接件上压帽15和肘节连接件下压帽17的材质为可溶铝基合金且外表面设置有可控降解橡胶防护涂层。
64.使用时,所述第一活动连接节14和第二活动连接节18可根据实际需要延长,同一活动连接节的中部的管状分离且分别设施有内螺纹和外螺纹。
65.在本实施例中,如图5所示,所述第二封堵组件包括第二胶筒23、第二胶筒上压帽19、第二胶筒下压帽26、第二胶筒上接头20和第二胶塞中心管21,所述第二胶筒23的两端分别与所述第二胶筒上接头20和第二胶筒下压帽26的一端可拆卸连接,所述第二胶筒上接头20和第二胶筒下压帽26的另一端分别与所述第二胶筒上压帽19的一端和所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶筒上压帽19的另一端与所述第二活动连接节18相对于所述肘节连接件16的一端可拆卸连接,
66.所述第二胶筒上压帽19和第二胶筒下压帽26为中空结构,所述第二胶筒上压帽19相对于所述第二胶筒23一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,所述第二胶筒下压帽26的两端分别设置有公扣和母扣,
67.所述第二胶筒上接头20和所述第一胶筒上接头5和第一胶筒下接头12的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第二胶筒上接头20相对于所述第二胶筒23的一端与所述第二胶筒上压帽19相对于所述球头卡槽的一端卡接,
68.所述第二胶筒23的两端分别设置有母扣且分别与所述第二胶筒上接头20相对于所述第二胶筒上压帽19的一端和所述第二胶筒下压帽26的公扣端卡接,所述第二胶筒23中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第二胶筒内层可膨胀胶筒22和第二胶筒外层可膨胀胶筒24,所述第二胶塞中心管21设置在所述第二胶筒23的内部且一端与所述第二胶筒上接头20卡接,另一端与所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶塞中心管21用于实现对所述第二胶筒内层可膨胀胶筒22和第二胶筒外层可膨胀胶筒24的打压膨胀,所述第二胶塞中心管21的中部设置有两个以上的筛状过流孔,
69.在本实施例中,所述第二胶筒内层可膨胀胶筒22和第二胶筒外层可膨胀胶筒24为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒的外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第二胶筒23膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在预定时间内自行降解,
70.所述第二胶筒23、第二胶筒上压帽19、第二胶筒下压帽26、第二胶筒上接头20和第二胶塞中心管21的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末。
71.在本实施例中,如图6所示,所述封堵引导组件包括引鞋上压帽27、引鞋可膨胀堵塞单流阀28和引鞋导锥29,所述引鞋上压帽27的一端与所述引鞋导锥29的一端可拆卸连接,所述引鞋可膨胀堵塞单流阀28设置在所述引鞋导锥29的内部且与所述引鞋上压帽27和引鞋导锥29单向连通,
72.所述引鞋上压帽27和所述引鞋导锥29的为中空结构且材质为可溶铝合金,所述引鞋上压帽27的两端分别设置有公扣,所述引鞋导锥29的一端设置有母扣且与所述引鞋上压帽27的一端卡接,另一端成锥状结构,所述引鞋上压帽27相对于所述引鞋导锥29的一端与
所述第二胶筒下压帽26的母扣端卡接,
73.所述引鞋导锥29的锥头位置设置有导锥第一过流孔,所述引鞋导锥29的侧壁上靠近所述导锥第一过流孔的位置设置有两个以上的第二过流孔,
74.所述引鞋可膨胀堵塞单流阀28包括单流阀锥形塞2801、橡胶弹簧2802和金属垫片筛2803,所述单流阀锥形塞2801、橡胶弹簧2802和金属垫片筛2803采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞2801和橡胶弹簧2802的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛2803的材质为可溶铝基合金。
75.在本实施例中,所述封堵脱落上接头1的材质为低碳合金钢,所述丢手3的材质为可溶铝基合金。
76.本发明还提出了一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置的使用方法,具体步骤如下:
77.步骤1:将连续油管通过所述封堵脱落上接头1的梯形母扣与本装置连接,利用连续油管将本装置快速下入到待封堵的井段位置;
78.步骤2:向连续油管泵入适量的kcl或nacl电解液以使所述引鞋可膨胀堵塞单流阀28表面的镁合金涂层溶解且吸水膨胀并堵塞所述封堵引导组件内腔的过流通道;
79.步骤3:向连续油管泵入适量的清水以使所述第一封堵组件和第二封堵组件膨胀并坐封,同时所述第一胶塞单流阀6无法继续进液膨胀而封闭;
80.步骤4:向连续油管内腔投入可溶金属球,可溶金属球落位到所述丢手3的丢手半圆槽301内,以使封闭本装置的过流通道;
81.步骤5:向连续油管继续泵入清水,提高连续油管内泵注流体泵压,当压力提高到预定规格后所述剪切销钉2剪断,实现连续油管与本装置分离以实现后续的井下施工作业;
82.步骤6:当井下施工完毕后,通过向井内管柱注入适量的naoh水溶液,将井内的本装置溶解,完成整个施工。
83.除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
84.所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
85.综上所述,本发明的内容并不局限在上述的实施例中,本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例,但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
86.需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。

技术特征:
1.一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:包括封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件,所述封堵脱落组件的一端可拆卸连接连续油管,另一端与所述第一封堵组件的一端可拆卸连接,所述第一封堵组件的另一端与所述柔性连接组件的一端可拆卸连接,所述柔性连接组件的另一端与所述第二封堵组件的一端可拆卸连接,所述第二封堵组件的另一端与所述封堵引导组件的一端可拆卸连接,所述封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件相互之间连通,所述封堵脱落组件用于实现连续油管连接器与可降解膨胀暂堵装置的分离,所述第一封堵组件和第二封堵组件用于实现对井段的坐封,所述封堵引导组件用于将可降解膨胀暂堵装置快速下入到待封堵的井段位置。2.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述封堵脱落组件包括封堵脱落上接头、剪切销钉和丢手,所述丢手的一端套设在所述封堵脱落上接头的一端内部且通过所述剪切销钉配合,所述剪切销钉用于实现所述丢手与所述封堵脱落上接头的分离,所述封堵脱落上接头为中空结构且一端内壁开设有梯形母扣,另一端的侧壁上开设有封堵脱落上接头安装孔,所述丢手为中空结构且一端内壁开设有丢手半圆槽,另一端的外壁上设置有空心球头,所述丢手的外壁上靠近所述丢手半圆槽处开设有丢手安装孔、第一丢手密封圈槽和第二丢手密封圈槽,所述剪切销钉分别通过所述封堵脱落上接头安装孔和所述液丢手安装孔与所述封堵脱落上接头和所述丢手贯穿连接。3.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述第一封堵组件包括第一胶筒、第一胶筒上压帽、第一胶筒下压帽、第一胶筒上接头、第一胶筒下接头、第一胶塞单流阀和第一胶塞中心管,所述第一胶筒的两端分别与所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的另一端分别与所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的一端可拆卸连接,所述第一胶筒上压帽的另一端与所述丢手相对于所述丢手半圆槽的一端可拆卸连接,所述第一胶筒下压帽的另一端与所述柔性连接组件可拆卸连接,所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的结构相同为中空结构且相对于所述第一胶筒一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头相对于所述第一胶筒的一端分别与所述第一胶筒上压帽和所述第一胶筒下压帽相对于所述球头卡槽的一端卡接,所述第一胶塞单流阀设置在所述第一胶筒上接头的内部,所述第一胶塞单流阀用于所述封堵脱落组件和所述第一封堵组件之间的单向连通,所述第一胶筒的两端分别设置有母扣且分别与所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头相对于所述第一胶筒上压帽和第一胶筒下压帽的一端卡接,所述第一胶筒中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第一胶筒内层可膨胀胶筒和第一胶筒外层可膨胀胶筒,所述第一胶塞中心管设置在所述第一胶筒的内部且两端分别与第一胶筒上接头和第一胶筒下接头卡接,所述第一胶塞中心管用于实现对所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和第一胶筒外层可膨胀胶筒的打压膨胀,所述第一胶塞中心管的中部设置有两个以上的筛状过流孔,所述第一胶塞单流阀包括单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛,所述单流阀锥形塞、
橡胶弹簧和金属垫片筛采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞和橡胶弹簧的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛的材质为可溶铝基合金。所述第一胶筒上压帽内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒上压帽密封圈槽和第一胶筒上压帽密封圈槽,所述第一胶筒下压帽内壁靠近所述球头卡槽处分别设置有第一胶筒下压帽密封圈槽和第一胶筒下压帽密封圈槽。4.根据权利要求3所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第一胶筒内层可膨胀胶筒和所述第一胶筒外层可膨胀胶筒胶筒外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第一胶筒膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在预定时间内自行降解,所述第一胶筒、第一胶筒上压帽、第一胶筒下压帽、第一胶筒上接头、第一胶筒下接头、第一胶塞单流阀和第一胶塞中心管的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末。5.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述柔性连接组件包括第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽,所述第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽相互之间可拆卸连接且连通,所述肘节连接件为中空管状结构且两端分别设置有公扣,所述肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽的结构相同为中空管状结构且一端设置有母扣,另一端的内壁设置有球头卡槽,所述第一活动连接节和所述第二活动连接节的结构相同为中空管状结构且两端设置有与所述球头卡槽配合的空心球头,所述肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽设置有母扣的一端与所述肘节连接件卡接,另一端与所述第一活动连接节和第二活动连接节卡接,所述第一活动连接节、第二活动连接节、肘节连接件、肘节连接件上压帽和肘节连接件下压帽的材质为可溶铝基合金且外表面设置有可控降解橡胶防护涂层。6.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述第二封堵组件包括第二胶筒、第二胶筒上压帽、第二胶筒下压帽、第二胶筒上接头和第二胶塞中心管,所述第二胶筒的两端分别与所述第二胶筒上接头和第二胶筒下压帽的一端可拆卸连接,所述第二胶筒上接头和第二胶筒下压帽的另一端分别与所述第二胶筒上压帽的一端和所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶筒上压帽的另一端与所述第二活动连接节相对于所述肘节连接件的一端可拆卸连接,所述第二胶筒上压帽和第二胶筒下压帽为中空结构,所述第二胶筒上压帽相对于所述第二胶筒一端的内壁设置有与所述空心球头配合的球头卡槽,另一端设置有母扣,所述第二胶筒下压帽的两端分别设置有公扣和母扣,所述第二胶筒上接头和所述第一胶筒上接头和第一胶筒下接头的结构相同为梯形中空结构且两端分别设置有公扣,所述第二胶筒上接头相对于所述第二胶筒的一端与所述第二胶筒上压帽相对于所述球头卡槽的一端卡接,所述第二胶筒的两端分别设置有母扣且分别与所述第二胶筒上接头相对于所述第二胶筒上压帽的一端和所述第二胶筒下压帽的公扣端卡接,所述第二胶筒中部设置为可膨胀胶筒,所述可膨胀胶筒包括第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒,所述第
二胶塞中心管设置在所述第二胶筒的内部且一端与所述第二胶筒上接头卡接,另一端与所述封堵引导组件可拆卸连接,所述第二胶塞中心管用于实现对所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒的打压膨胀,所述第二胶塞中心管的中部设置有两个以上的筛状过流孔。7.根据权利要求6所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒为可降解橡胶和可溶铝合金复合结构,所述第二胶筒内层可膨胀胶筒和第二胶筒外层可膨胀胶筒的外表面设置有冷喷涂粘接tin颗粒的橡胶硫化层,以使所述第二胶筒膨胀后可以牢固坐封在井筒内腔中且根据井筒温度和碱性液体条件下,在设定时间内自行降解,所述第二胶筒、第二胶筒上压帽、第二胶筒下压帽、第二胶筒上接头和第二胶塞中心管的材质为可溶铝基合金,所述可溶铝基合金可在naoh水溶液中缓慢溶解为微米状的金属粉末。8.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述封堵引导组件包括引鞋上压帽、引鞋可膨胀堵塞单流阀和引鞋导锥,所述引鞋上压帽的一端与所述引鞋导锥的一端可拆卸连接,所述引鞋可膨胀堵塞单流阀设置在所述引鞋导锥的内部且与所述引鞋上压帽和引鞋导锥单向连通,所述引鞋上压帽和所述引鞋导锥的为中空结构且材质为可溶铝合金,所述引鞋上压帽的两端分别设置有公扣,所述引鞋导锥的一端设置有母扣且与所述引鞋上压帽的一端卡接,另一端成锥状结构,所述引鞋上压帽相对于所述引鞋导锥的一端与所述第二胶筒下压帽的母扣端卡接,所述引鞋导锥的锥头位置设置有导锥第一过流孔,所述引鞋导锥的侧壁上靠近所述导锥第一过流孔的位置设置有两个以上的第二过流孔,所述引鞋可膨胀堵塞单流阀包括单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛,所述单流阀锥形塞、橡胶弹簧和金属垫片筛采用橡胶硫化工艺结合,所述所述单流阀锥形塞和橡胶弹簧的材质为膨胀橡胶且外表面设置有可溶镁合金防护层,所述金属垫片筛的材质为可溶铝基合金。9.根据权利要求1所述的用于井筒的可降解膨胀暂堵装置,其特征在于:所述封堵脱落上接头的材质为低碳合金钢,所述丢手的材质为可溶铝基合金。10.一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置的使用方法,其特征在于:具体步骤如下:步骤1:将连续油管通过所述封堵脱落上接头的梯形母扣与本装置连接,利用连续油管将本装置快速下入到待封堵的井段位置;步骤2:向连续油管泵入适量的kcl或nacl电解液以使所述引鞋可膨胀堵塞单流阀表面的镁合金涂层溶解且吸水膨胀并堵塞所述封堵引导组件内腔的过流通道;步骤3:向连续油管泵入适量的清水以使所述第一封堵组件和第二封堵组件膨胀并坐封,同时所述第一胶塞单流阀无法继续进液膨胀而封闭;步骤4:向连续油管内腔投入可溶金属球,可溶金属球落位到所述丢手的丢手半圆槽内,以使封闭本装置的过流通道;步骤5:向连续油管继续泵入清水,提高连续油管内泵注流体泵压,当压力提高到预定规格后所述剪切销钉剪断,实现连续油管与本装置分离以实现后续的井下施工作业;
步骤6:当井下施工完毕后,通过向井内管柱注入适量的naoh水溶液,将井内的本装置溶解,完成整个施工。

技术总结
本发明涉及一种用于井筒的可降解膨胀暂堵装置及其使用方法,包括封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件,所述封堵脱落组件、第一封堵组件、柔性连接组件、第二封堵组件和封堵引导组件相互之间可拆卸连接且连通。本装置整体材质采用可控溶解铝合金、可控降解橡胶的可溶和可控降解材料加工而成,实际操作中在大斜度井、大狗腿度井段及水平井作业中过油管膨胀的临时封堵作业,具有施工效率高、井筒适用性强和整体可控降解等技术优点,克服了常规过油管封堵施工工具因刚性部分长度过大而在狗腿度较大井段通过性差的技术难题。通过性差的技术难题。通过性差的技术难题。


技术研发人员:任勇强 刘雨薇 夏天宝 孙世强 钱艳涛 李进 欧明军 张毅 徐克彬 钟世铭 宋立
受保护的技术使用者:中国石油集团渤海钻探工程有限公司
技术研发日:2022.03.02
技术公布日:2023/9/12
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