本實(shí)用新型屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種壓裂操作之后，無需鉆銑，自動解封降解的可溶橋塞。

背景技術(shù)：

在近年油氣探明儲量中，低滲透儲量所占比例上升速度在逐年加大。低滲透油氣藏滲透率、孔隙度低，非均質(zhì)性強(qiáng)，絕大多數(shù)油氣井必須實(shí)施壓裂增產(chǎn)措施后方見產(chǎn)能，壓裂增產(chǎn)技術(shù)在低滲透油氣藏開發(fā)中的作用日益明顯。

自1947年美國Kansas的Houghton油田成功進(jìn)行世界第一口井壓裂試驗(yàn)以來，經(jīng)過60多年的發(fā)展，壓裂技術(shù)從工藝、壓裂材料到壓裂設(shè)備都得到快速的發(fā)展，已成為提高單井產(chǎn)量及改善油氣田開發(fā)效果的重要手段。

在油氣田開采過程中，壓裂技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，作用不容小視，它為油田實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目標(biāo)起到了良好的支持。壓裂技術(shù)的提高有效地起到了溝通與連接蓄油空間與滲流通道的作用。

現(xiàn)在國內(nèi)外油氣田多采用復(fù)合橋塞或者大通徑橋塞，這樣的工藝后期需要進(jìn)行磨銑作業(yè)，磨銑的過程中會用到更多的液體，對地層會產(chǎn)生二次污染，并且磨銑的過程會造成時間和費(fèi)用的消耗，采用可溶橋塞可以很好的避免這些問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種在壓裂結(jié)束后的一定時間內(nèi)會分解掉，省去了磨銑作業(yè)，節(jié)省了作業(yè)時間，保護(hù)了油氣層、固定牢靠、成本低廉、裝配方便可溶橋塞，

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種可溶橋塞，包括芯軸，可溶球，固定安裝在芯軸底部的導(dǎo)鞋，套裝在芯軸上的密封系統(tǒng)、錨定系統(tǒng)以及推環(huán)；芯軸、可溶球、導(dǎo)鞋、密封系統(tǒng)、錨定系統(tǒng)以及推環(huán)均采用溶劑可溶解和/或降解的材質(zhì)制成；

其特征在于：所述密封系統(tǒng)包括膠桶，安裝在膠桶兩端的結(jié)構(gòu)相同的上椎體和下椎體以及保護(hù)圈總成；所述保護(hù)圈總成包括分瓣式內(nèi)保護(hù)圈、分瓣式外保護(hù)圈以及保護(hù)圈箍環(huán)，所述內(nèi)保護(hù)圈的外錐面和外保護(hù)圈的內(nèi)錐面配合，并且內(nèi)保護(hù)圈和外保護(hù)圈交錯配裝，所述保護(hù)圈箍環(huán)套裝在內(nèi)保護(hù)圈和外保護(hù)圈的保護(hù)圈箍環(huán)槽內(nèi)，所述內(nèi)保護(hù)圈和外保護(hù)圈之間設(shè)有防偏移定位構(gòu)件；

所述錨定系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)相同且成鏡像對稱安裝在上椎體和下椎體外錐面的上卡瓦總成和下卡瓦總成；所述上、下卡瓦總成均包括卡瓦單體、卡裝在卡瓦單體上的卡瓦箍環(huán)；所述卡瓦單體的外壁上至少嵌裝有一顆陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒的外表面高出卡瓦單體的外壁，陶瓷顆粒的高出部成斜面結(jié)構(gòu)，斜面的最低點(diǎn)與卡瓦單體的外壁平齊或者低于卡瓦單體的外壁。

本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施：

所述卡瓦單體的外壁沿徑向方向設(shè)有陶瓷顆粒嵌裝孔，所述陶瓷顆粒嵌裝孔內(nèi)嵌裝陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒的上端面為斜面結(jié)構(gòu)。

所述卡瓦單體的外壁沿與徑向方向成8～25°夾角的陶瓷顆粒嵌裝孔，所述陶瓷顆粒嵌裝孔內(nèi)嵌裝陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒的上端面為平面結(jié)構(gòu)。

所述導(dǎo)鞋的外圓周方向至少設(shè)有一圈陶瓷顆粒嵌裝孔，陶瓷顆粒嵌裝孔沿導(dǎo)鞋的徑向方向設(shè)置。

所述的膠桶內(nèi)壁中間位置設(shè)有截面為弧形的易變形薄弱槽。

所述防偏移定位構(gòu)件包括內(nèi)保護(hù)圈上邊緣的兩端設(shè)置的L型定位缺口，外保護(hù)圈上設(shè)置定位凸起；分瓣式內(nèi)保護(hù)圈配裝后的L型定位缺口形成一個定位槽口，所述外保護(hù)圈的定位凸起插裝在上述的定位槽口內(nèi)；或者，內(nèi)保護(hù)圈上設(shè)有定位凸起，外保護(hù)圈上設(shè)有L型定位缺口；分瓣式外保護(hù)圈配裝后的L型定位缺口形成一個定位槽口，所述內(nèi)保護(hù)圈的定位凸起插裝在上述的定位槽口內(nèi)。

所述推環(huán)和卡瓦總成、上下錐體與外保護(hù)圈、下卡瓦總成與導(dǎo)鞋的配合端面均為楔形配合面。

楔形配合面的角度為3～15°。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，采用了可溶材料和/或可降解的橡膠，從而節(jié)省了后期作業(yè)中液體的費(fèi)用，工具費(fèi)用，節(jié)省了作業(yè)時間，更好的保護(hù)了地層，防止地層二次污染，可以達(dá)到現(xiàn)有復(fù)合橋塞或大通徑橋塞起到分層壓裂的效果，同時在壓裂結(jié)束后的一定時間內(nèi)會分解溶解掉，省去了磨銑作業(yè)，不僅節(jié)省了作業(yè)時間，也更好的保護(hù)了油氣層。另外，采用鑲嵌陶瓷顆粒來實(shí)現(xiàn)與外套咬合固定和傳統(tǒng)的橋塞相比具有固定牢靠、成本低廉、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型除可降解的膠桶外，其它零配件可以為可溶解合金或高強(qiáng)度可降解的高分子材料制成。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型立體圖；

圖4是本實(shí)用新型坐封狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型坐封后與套管配合狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是上卡瓦總成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是卡瓦單體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是卡瓦單體立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖7中B-B剖視圖；

圖10是陶瓷顆粒嵌裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是另一種卡瓦單體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是圖11的卡瓦單體鑲嵌陶瓷顆粒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是保護(hù)圈總成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是外保護(hù)圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15是內(nèi)保護(hù)圈結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、芯軸；2、可溶球；3、導(dǎo)鞋；3-1、陶瓷顆粒嵌裝孔；4、密封系統(tǒng)；4-1、膠桶；4-10、薄弱槽；4-2、上椎體；4-3、下椎體；4-4、保護(hù)圈總成；4-40、內(nèi)保護(hù)圈；4-41、外保護(hù)圈；4-42、保護(hù)圈箍環(huán)；4-43、L型定位缺口；4-44、定位凸起；4-45、定位槽口；5、錨定系統(tǒng)；5-1、上卡瓦總成；5-2、下卡瓦總成；5-10、卡瓦單體；5-11、卡瓦箍環(huán)；5-12、陶瓷顆粒；5-13、陶瓷顆粒嵌裝孔；6、推環(huán)；7、套管；A、楔形配合面。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1至圖6，一種可溶橋塞，包括芯軸1，可溶球2，固定安裝在芯軸底部的導(dǎo)鞋3，套裝在芯軸上的密封系統(tǒng)4、錨定系統(tǒng)5以及推環(huán)6，上述的芯軸為中空結(jié)構(gòu)或者實(shí)心結(jié)構(gòu)；芯軸1、可溶球2、導(dǎo)鞋3、密封系統(tǒng)4、錨定系統(tǒng)5以及推環(huán)6均采用溶劑可溶解和/或降解的材質(zhì)制成；具體來說本實(shí)用新型除可降解的膠桶外，其它零配件可以為可溶解合金或高強(qiáng)度可降解的高分子材料制成，例如鋁、鎂合金。從而節(jié)省了后期作業(yè)中液體的費(fèi)用，工具費(fèi)用，省去了磨銑作業(yè)，節(jié)省了作業(yè)時間。

所述密封系統(tǒng)4包括膠桶4-1，安裝在膠桶兩端的結(jié)構(gòu)相同的上椎體4-2和下椎體4-3以及保護(hù)圈總成4-4；所述保護(hù)圈總成包括分瓣式內(nèi)保護(hù)圈4-40、分瓣式外保護(hù)圈4-41以及保護(hù)圈箍環(huán)4-42，請參閱圖13至圖15，所述內(nèi)保護(hù)圈的內(nèi)錐面和外保護(hù)圈的外錐面配合，并且內(nèi)保護(hù)圈和外保護(hù)圈交錯配裝，所述內(nèi)保護(hù)圈和外保護(hù)圈之間設(shè)有防偏移定位構(gòu)件4-5；防偏移定位構(gòu)件有效防止在坐封過程中分瓣式內(nèi)保護(hù)圈4-40、分瓣式外保護(hù)圈4-41發(fā)生錯位，導(dǎo)致膠桶從相鄰的瓣體縫隙內(nèi)擠出或者說在相鄰的瓣體縫隙不均勻，從而導(dǎo)致坐封失效。

所述錨定系統(tǒng)5包括結(jié)構(gòu)相同且成鏡像對稱安裝在上椎體和下椎體外錐面的上卡瓦總成5-1和下卡瓦總成5-2；所述上、下卡瓦總成均包括卡瓦單體5-10、卡裝在卡瓦單體上的卡瓦箍環(huán)5-11；所述卡瓦單體的外壁上至少嵌裝有一顆陶瓷顆粒5-12，所述陶瓷顆粒的外表面高出卡瓦單體的外壁，陶瓷顆粒的高出部成斜面結(jié)構(gòu)，上下卡瓦總成的斜面結(jié)構(gòu)成鏡像對稱，斜面的最低點(diǎn)與卡瓦單體的外壁平齊或者低于卡瓦單體的外壁。在實(shí)際坐封時，斜面的最低點(diǎn)位于施壓方向；這樣隨著推環(huán)的下壓，逐漸實(shí)現(xiàn)坐封，在下壓過程中卡瓦箍環(huán)和保護(hù)圈箍環(huán)逐個斷裂，膠桶向外變形實(shí)現(xiàn)密封，鑲嵌的卡瓦上的陶瓷顆粒逐漸咬合在套管7的內(nèi)壁，這樣橋塞在套管內(nèi)就形成一個上下均布不可逆的坐封結(jié)構(gòu)。

請參閱圖7至圖10；上述結(jié)構(gòu)中所述卡瓦單體5-10的外壁沿徑向方向設(shè)有陶瓷顆粒嵌裝孔5-13，所述陶瓷顆粒嵌裝孔內(nèi)嵌裝陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒的上端面為斜面結(jié)構(gòu)。

上述結(jié)構(gòu)中所述卡瓦單體5-10還可以采用如下結(jié)構(gòu)，如圖11和圖12，即在所述卡瓦單體5-10的外壁沿與徑向方向成8～25°夾角的陶瓷顆粒嵌裝孔5-13，所述陶瓷顆粒嵌裝孔內(nèi)嵌裝陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒的上端面為平面結(jié)構(gòu)。

所述導(dǎo)鞋3的外圓周方向至少設(shè)有一圈陶瓷顆粒嵌裝孔3-1，陶瓷顆粒嵌裝孔沿導(dǎo)鞋的徑向方向設(shè)置。

所述的膠桶4-1內(nèi)壁中間位置設(shè)有截面為弧形的易變形薄弱槽4-10。

請參閱圖13至圖15，所述防偏移定位構(gòu)件包括內(nèi)保護(hù)圈上邊緣的兩端設(shè)置的L型定位缺口4-43，外保護(hù)圈上設(shè)置定位凸起4-44；分瓣式內(nèi)保護(hù)圈配裝后的L型定位缺口形成一個定位槽口4-45，所述外保護(hù)圈的定位凸起插裝在上述的定位槽口內(nèi)；或者，內(nèi)保護(hù)圈上設(shè)有定位凸起，外保護(hù)圈上設(shè)有L型定位缺口；分瓣式外保護(hù)圈配裝后的L型定位缺口形成一個定位槽口，所述內(nèi)保護(hù)圈的定位凸起插裝在上述的定位槽口內(nèi)。

所述推環(huán)和卡瓦總成、上下錐體與外保護(hù)圈、下卡瓦總成與導(dǎo)鞋的配合端面均為楔形配合面A，楔形配合面的角度優(yōu)選為3～15°，這樣保證在坐封過程中相鄰之間的配合面形成自鎖，而且保證坐封的穩(wěn)定性。

此可溶橋塞采用液壓或者點(diǎn)火裝置進(jìn)行坐封，坐封后卡瓦可以防止橋塞上移或者下移，膠桶可以封死環(huán)空，投球之后使橋塞上下通道堵死，橋塞可以承受70MPa的壓差，坐封完成后，可以對橋塞以上地層進(jìn)行壓裂，等一段時間之后，橋塞上的卡瓦由于發(fā)生了溶解，不足以提供支撐力，橋塞變得松動，橋塞開始進(jìn)入溶解環(huán)節(jié)，等幾天時間過后，整個橋塞的金屬會全部溶解完，膠桶發(fā)生降解成微小顆粒，最后整個可溶橋塞只剩下不溶的陶瓷顆粒。

采用了可溶材料和/或可降解的橡膠，從而節(jié)省了后期作業(yè)中液體的費(fèi)用，工具費(fèi)用，節(jié)省了作業(yè)時間，更好的保護(hù)了地層，防止地層二次污染，可以達(dá)到現(xiàn)有復(fù)合橋塞或大通徑橋塞起到分層壓裂的效果，同時在壓裂結(jié)束后的一定時間內(nèi)會分解溶解掉，省去了磨銑作業(yè)，不僅節(jié)省了作業(yè)時間，也更好的保護(hù)了油氣層。另外，采用鑲嵌陶瓷顆粒來實(shí)現(xiàn)與外套咬合固定和傳統(tǒng)的橋塞相比具有固定牢靠、成本低廉、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。