一种伞形扩张式封堵结构桥塞

1.本发明涉及桥塞技术领域，尤其是涉及一种伞形扩张式封堵结构桥塞。


背景技术：

2.页岩油气开采过程中，因油气分布在不同的井下区域，油井会穿过多个油气层区域。油气井下的完井过程，需要从最底层油气层开始逐个对油气层区域进行射孔并进行压裂作业。每一级的射孔压裂前，需要对前一级已完成射孔压裂的油气层进行封堵，以保证各层压裂所需的液体流量及压力不被已压裂的油气层分流分压。现有技术提供的桥塞包括：中心管、胶筒和两个卡瓦，胶筒和两个卡瓦套装在中心管上且胶筒位于两个卡瓦之间。使用时卡瓦与套管锚定，并挤压胶筒使胶筒膨胀坐封将桥塞固定在套管内。投入与中心管适配的可溶密封球封堵管口，即可完成封隔。但这种技术使用的橡胶材质较多，采用胶筒的长度等于中部封堵结构的长度，在封隔作业完成后留下大量不可溶解的残余物。并且，单纯的胶筒结构不具有内部支撑，可能会发生封堵不够严密的情况。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种伞形扩张式封堵结构桥塞，能够以更少的橡胶材质用料形成双层的封堵结构，达成坐封效果。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种伞形扩张式封堵结构桥塞，包括芯轴、管轴、上卡瓦组件、封堵机构、下卡瓦组件，管轴套设于芯轴外，上卡瓦组件、封堵机构和下卡瓦组件套设于管轴外，上卡瓦组件包括自上而下设置的挤压凸台、上压环、上卡瓦、上卡瓦压台，下卡瓦组件包括自上而下设置的下卡瓦压台、下卡瓦、下压环和定位推套，封堵机构设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间，封堵机构包括上套环、若干上扩张叶、若干下扩张叶、若干橡胶封隔、下套环、支撑体，上套环的顶端与上卡瓦压台固定连接，上套环的底端周围与若干上扩张叶的顶端活动连接，下套环的底端与下卡瓦压台固定连接，下套环的顶端周围与若干下扩张叶的底端活动连接，上下相对设置的上扩张叶的底端与下扩张叶的顶端活动连接，相邻的上扩张叶或下扩张叶之间设置有橡胶封隔，上下相对设置的上扩张叶与下扩张叶之间设置有支撑体。
5.优选的，挤压凸台、上压环与上卡瓦依次固定连接，上卡瓦压台和下卡瓦压台均为圆锥体，上卡瓦压台的圆锥面朝上，上卡瓦压台的顶端伸入上卡瓦与管轴之间，下卡瓦与下压环、定位推套依次固定连接，管轴的底端与定位推套的顶端固定连接，下卡瓦压台的圆锥面朝下，下卡瓦压台的底端伸入下卡瓦组件与管轴之间。
6.优选的，上套环的底端周围、下套环的顶端周围以及上扩张叶的底部设置有套管，上扩张叶的顶端、下扩张叶的顶端和底端均设置有销轴，销轴与套管插接。
7.优选的，橡胶封隔的两侧边缘与上扩张叶或下扩张叶粘接，上扩张叶底端和下扩张叶的顶端还设置有橡胶防漏条，上扩张叶与下扩张叶之间的夹角为钝角。
8.优选的，支撑体为金属杆或金属片。
9.因此，本发明采用上述结构的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，通过设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间的封堵机构进行封堵，封堵机构中的上扩张叶和下扩张叶分别在上下施加的压迫力下张开，并与橡胶封隔共同形成双层的封堵面，执行坐封功能，以使用更少的橡胶材料达到封堵效果。解决了现有技术中封堵不稳定、可溶解桥塞溶解后仍有残余颗粒的技术难题以及桥塞的成本用料问题。
10.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
11.图1为本发明一种伞形扩张式封堵结构桥塞实施例的结构示意图；图2为本发明实施例的上扩张叶和上套环结构俯视图。
12.附图标记1、芯轴；2、管轴；3、挤压凸台；4、上压环；5、上卡瓦；6、上卡瓦压台；7、上套环；8、上扩张叶；9、橡胶封隔；10、支撑体；11、下扩张叶；12、下套环；13、下卡瓦压台；14、下卡瓦；15、下压环；16、定位推套；17、橡胶防漏条；18、限位环板。
具体实施方式
13.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
14.实施例如图1所示，一种伞形扩张式封堵结构桥塞，包括芯轴1、管轴2、上卡瓦组件、封堵机构、下卡瓦组件，管轴2套设于芯轴1外，上卡瓦组件、封堵机构和下卡瓦组件套设于管轴2外。
15.上卡瓦组件包括自上而下设置的挤压凸台3、上压环4、上卡瓦5、上卡瓦压台6，挤压凸台3、上压环4与上卡瓦5依次固定连接。下卡瓦组件包括自上而下设置的下卡瓦压台13、下卡瓦14、下压环15和定位推套16，下卡瓦14与下压环15、定位推套16依次固定连接，管轴2的底端与定位推套16的顶端固定连接。上卡瓦压台6和下卡瓦压台13均为圆锥体，上卡瓦压台6的圆锥面朝上，上卡瓦压台6的顶端伸入上卡瓦5与管轴2之间，下卡瓦压台13的圆锥面朝下，下卡瓦压台13的底端伸入下卡瓦组件与管轴2之间。当从上方压迫挤压凸台3时，上压环4和上卡瓦5向下挤压上卡瓦压台6，从而给封堵机构向下的力。
16.封堵机构设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间，封堵机构包括上套环7、若干上扩张叶8、若干下扩张叶11、若干橡胶封隔9、下套环12、支撑体10。上套环7的顶端与上卡瓦压台6固定连接，上套环7的底端周围与若干上扩张叶8的顶端活动连接，下套环12的底端与下卡瓦压台13固定连接，下套环12的顶端周围与若干下扩张叶11的底端活动连接，上下相对设置的上扩张叶8的底端与下扩张叶11的顶端活动连接，上扩张叶8与下扩张叶11之间的初始状态夹角为钝角。
17.上套环7的底端周围、下套环12的顶端周围以及上扩张叶8的底部设置有套管，上扩张叶8的顶端、下扩张叶11的顶端和底端均设置有销轴，销轴与套管插接。套管与销轴的连接结构使上扩张叶8和下扩张叶11具有相对于上套环7、下套环12旋转的自由度。为避免上扩张叶8或下扩张叶11旋转时角度过大产生翻折，可以在上套环7的底边和下套环12的顶边周围设置限位环板18。限位环板18可略微向扩张叶的方向倾斜。
18.相邻的上扩张叶8或下扩张叶11之间设置有橡胶封隔9，橡胶封隔9的两侧边缘与上扩张叶8或下扩张叶11粘接，上下相对设置的上扩张叶8与下扩张叶11之间设置有支撑体10。支撑体10为金属杆或金属片，需要选用力学性能较差的可降解合金，受到一定程度压力时破碎。
19.在非坐封状态时，支撑体10支撑在上扩张叶8与下扩张叶11之间，使封堵机构保持初始状态，此时上扩张叶8与下扩张叶11之间具有一定夹角，橡胶封隔9向内收折，相邻的扩张叶收拢；当坐封开始时，从上下两侧压迫上卡瓦组件和下卡瓦组件，上套环7在压力下沿着管轴2下行，将支撑体10破裂压碎，使上扩张叶8和下扩张叶11靠近并向周围张开，橡胶封隔9展开并填补上扩张叶8和下扩张叶11之间缝隙，从而形成两层的封堵面，如图2所示。上扩张叶8底端和下扩张叶11的顶端还设置有橡胶防漏条17，用于堵住封堵面边缘的缝隙。
20.因此，本发明采用上述结构的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，通过设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间的封堵机构进行封堵，封堵机构中的上扩张叶8和下扩张叶11分别在上下施加的压迫力下张开，并与橡胶封隔9共同形成封堵面，执行坐封功能。除橡胶封隔9和橡胶防漏条17外，其余部件均采用可降解的合金材质，以使用更少的橡胶材料达到封堵效果。
21.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种伞形扩张式封堵结构桥塞，其特征在于：包括芯轴、管轴、上卡瓦组件、封堵机构、下卡瓦组件，管轴套设于芯轴外，上卡瓦组件、封堵机构和下卡瓦组件套设于管轴外，上卡瓦组件包括自上而下设置的挤压凸台、上压环、上卡瓦、上卡瓦压台，下卡瓦组件包括自上而下设置的下卡瓦压台、下卡瓦、下压环和定位推套，封堵机构设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间，封堵机构包括上套环、若干上扩张叶、若干下扩张叶、若干橡胶封隔、下套环、支撑体，上套环的顶端与上卡瓦压台固定连接，上套环的底端周围与若干上扩张叶的顶端活动连接，下套环的底端与下卡瓦压台固定连接，下套环的顶端周围与若干下扩张叶的底端活动连接，上下相对设置的上扩张叶的底端与下扩张叶的顶端活动连接，相邻的上扩张叶或下扩张叶之间设置有橡胶封隔，上下相对设置的上扩张叶与下扩张叶之间设置有支撑体。2.根据权利要求1所述的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，其特征在于：挤压凸台、上压环与上卡瓦依次固定连接，上卡瓦压台和下卡瓦压台均为圆锥体，上卡瓦压台的圆锥面朝上，上卡瓦压台的顶端伸入上卡瓦与管轴之间，下卡瓦与下压环、定位推套依次固定连接，管轴的底端与定位推套的顶端固定连接，下卡瓦压台的圆锥面朝下，下卡瓦压台的底端伸入下卡瓦组件与管轴之间。3.根据权利要求1所述的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，其特征在于：上套环的底端周围、下套环的顶端周围以及上扩张叶的底部设置有套管，上扩张叶的顶端、下扩张叶的顶端和底端均设置有销轴，销轴与套管插接。4.根据权利要求3所述的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，其特征在于：橡胶封隔的两侧边缘与上扩张叶或下扩张叶粘接，上扩张叶底端和下扩张叶的顶端还设置有橡胶防漏条，上扩张叶与下扩张叶之间的夹角为钝角。5.根据权利要求1所述的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，其特征在于：支撑体为金属杆或金属片。

技术总结
本发明公开了一种伞形扩张式封堵结构桥塞，属于桥塞技术领域，包括芯轴、管轴、上卡瓦组件、封堵机构、下卡瓦组件，封堵机构设置于上卡瓦组件与下卡瓦组件之间，封堵机构包括上套环、若干上扩张叶、若干下扩张叶、若干橡胶封隔、下套环、支撑体，上套环的底端周围与若干上扩张叶的顶端活动连接，下套环的顶端周围与若干下扩张叶的底端活动连接，上下相对设置的上扩张叶的底端与下扩张叶的顶端活动连接，相邻的上扩张叶或下扩张叶之间设置有橡胶封隔，上下相对设置的上扩张叶与下扩张叶之间设置有支撑体。本发明采用上述结构的一种伞形扩张式封堵结构桥塞，能够以更少的橡胶材质用料形成双层的封堵结构，达成坐封效果。达成坐封效果。达成坐封效果。


技术研发人员：刘宝胜 刘文涛 于硕 卫嘉莉 张跃忠 武鹏鹏 武华杰
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/9/20