[发明专利]一种轻质球座

说明书

本发明提供了一种轻质球座，包括下接头、卡瓦、密封件和中心管，中心管呈圆锥台状，密封件和卡瓦沿中心管外径缩小的方向依次套接在中心管的外径较小一端的外侧，密封件的一端与卡瓦的一端抵接，中心管外径较小一端的端部位于卡瓦内；下接头的一端与卡瓦的另一端抵接，下接头内设有座封工具连接结构；密封件为两段式结构，第一段密封件的硬度小于第二段密封件的硬度。本发明提供的球座设置有两段密封件，工作时提高了密封的可靠性，而球座的设计紧凑短小，为轻型镁锂合金材料，提高了钻磨效率；并且在工作结束后，容易返出，消除了堵塞井筒的风险。

技术领域

本发明涉及井下工具技术领域，具体涉及一种轻质球座。

背景技术

在油气井分段压裂改造作业中，通常会用到复合桥塞或铸铁桥塞作为分段的工具，这两种桥塞各有优势。但复合桥塞压裂作业结束之后，必须通过连续油管钻磨掉这些复合桥塞，形成全通径的井眼，由于结构和材料限制，钻磨所需时间较长，钻磨作业难度较大，桥塞长度长，密度大，钻磨所的得到的碎屑返出困难，有堵塞井筒的风险。

运用在分段压裂改造作业中的铸铁球座通常为大通径桥塞，这种桥塞的特点在于内通径大，可以在压裂完成后，直接返排投产。随着油气井生产年限的增加，油气井的油气产量也随之下降，油气井的二次改造成为增加油气井产量的重要方式。然而，此种桥塞无法钻磨，限制了油气井的二次改造。如采用可降解桥塞或球座，虽然能省去磨铣作业，但是溶解条件通常较为严格，且溶解时间较长，影响井筒的通井效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提高球座的钻磨效率，同时消除钻磨碎屑堵塞井筒风险。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种轻质球座，用于油气井的分段改造，包括中心管、密封件、卡瓦和下接头，所述中心管呈圆锥台状，所述中心管的外径较大一端设有封堵口，所述中心管的外侧依次套接有所述密封件和所述卡瓦，所述中心管外径较小一端的端部位于所述卡瓦内；所述密封件在轴向上为两段式结构，第一段密封件位于所述中心管的外径较大一端，第二段密封件位于所述中心管的外径较小一端，所述第一段密封件与所述第二段密封件卡接，所述第一段密封件的硬度小于所述第二段密封件的硬度，所述卡瓦的一端与所述密封件的一端抵接，所述卡瓦的另一端与下接头的一端抵接；所述下接头内设有座封工具连接结构；所述中心管、卡瓦和下接头采用轻型镁锂合金材料。

本发明的有益效果：本发明提供的球座包括接头、卡瓦、密封件和中心管；本申请提供的球座为单卡瓦设计，但是能够双向卡定承压，卡瓦齿体积非常小，易于被钻磨打碎；由于结构的精简紧凑设计，其球座总长较小，相较于现有的常规的桥塞缩短了60％，钻磨时间会缩短；材料为轻型镁锂合金，密度小，钻磨后碎屑轻而细小，容易返出，钻磨后消除堵塞井筒风险，且钻磨后可以实现井筒全通径，提高球座的钻磨效率，其当量密度较常规桥塞低约50％，钻屑呈细小片状，返出地面的效率提高至96％以上。进一步，所述中心管的外径较大一端外侧周向上设置有凸台，所述凸台与所述中心管外径较小端的外表面形成过渡斜面；所述球座完成座封后，所述密封件的另一端覆盖所述过渡斜面。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于在中心管的外径较大一端外侧周向上设置有凸台，所述凸台与所述中心管外径较小端的外表面形成过渡斜面，在球座座封的过程中，卡瓦推动密封件，使第一密封件向中心管的外径较大一端移动，当第一密封件到达过渡斜面时，中心管的外径快速变大，第一密封件被快速挤压膨胀，迅速地密封件与井筒内壁接触形成初始密封，在球座完成座封的时候，第一密封件与过渡斜面挤压抵接，第二密封件与卡瓦挤压抵接，被弹性挤压密封件，两端弹性恢复的位置和空间都被限制了，所以密封件不能够弹性恢复，其密封效果可以持续保持，其密封的可靠性不会受到影响。

进一步，所述凸台在所述中心管的轴向上延伸至所述所述中心管的外径较大一端的端部。

采用上述进一步方案的有益效果是：使凸台和中心管的外径较大一端形成整体结构。