阅读说明：本技术 一种全金属可溶球座 (All-metal soluble ball seat ) 是由 曾琦军 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全金属可溶球座,包括由可溶性金属制成的锥体、金属套筒、卡瓦和下接头；锥体的外表面为锥面,内部沿轴向设有空心通道；金属套筒套设在锥体上,且安装在靠近锥体锥底的一端,金属套筒的内表面为与锥体的外锥面相适配的内锥面；卡瓦为一体式结构,套设在锥体上,卡瓦的一端与金属套筒抵接,卡瓦的另一端与下接头相连接,卡瓦的内表面为与锥体的外锥面相适配的内锥面；下接头安装在靠近锥体锥顶的一端。本发明采用金属套筒进行密封,具有溶解性能好,不易堵塞井筒,密封性能好的优点；卡瓦为一体式结构,无需再设置多个卡瓦片和切缝,大大简化了卡瓦的结构,具有结构简单,便于加工的优点,且不容易发生损坏,提高了锚定性能。(The invention discloses an all-metal soluble ball seat which comprises a cone made of soluble metal, a metal sleeve, a slip and a lower joint, wherein the slip is connected with the cone; the outer surface of the cone is a conical surface, and a hollow channel is axially arranged inside the cone; the metal sleeve is sleeved on the cone and is arranged at one end close to the cone bottom of the cone, and the inner surface of the metal sleeve is an inner conical surface matched with the outer conical surface of the cone; the slips are of an integrated structure and are sleeved on the cone, one end of each slip is abutted against the metal sleeve, the other end of each slip is connected with the lower connector, and the inner surface of each slip is an inner conical surface matched with the outer conical surface of the cone; the lower joint is arranged at one end close to the cone top of the cone. The invention adopts the metal sleeve for sealing, and has the advantages of good solubility, difficult blockage of a shaft and good sealing performance; the slips formula structure as an organic whole need not to set up a plurality of slips pieces and joint-cutting again, has simplified the structure of slips greatly, has simple structure, the advantage of the processing of being convenient for, and is difficult to take place to damage, has improved anchoring performance.)

一种全金属可溶球座

技术领域

本发明涉及一种球座，特别涉及一种全金属可溶球座。

背景技术

可溶球座广泛应用于深层气井的封堵，为上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施提供了保障。如图1-图2所示，现有的可溶球座包括相适配的锥体5和下接头1，在锥体5和下接头1之间设有橡胶筒4和卡瓦2，且为了满足密封要求，在橡胶筒4和卡瓦2还需要设置挡环3或复合片，但在具体施工中，发现现有的可溶球座存在以下不足：

(1)现有的可溶球座大多采用橡胶筒4作为密封构件，存在体积大、溶解条件高，难以完全溶解，施工后期经常造成井筒堵塞，影响油井出油的不足；且橡胶筒具有流动特征，密封效果不甚理想；

(2)现有的可溶球座的卡瓦2大多由若干个卡瓦片21箍成，相邻两个卡瓦片21相互连接，且预设有切缝22，不仅结构复杂，加工困难，且在下井过程中，卡瓦片容易发生损坏，影响锚定性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种全金属可溶球座。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种全金属可溶球座，包括由可溶性金属制成的锥体、金属套筒、卡瓦和下接头，所述可溶性金属包括镁合金、铝合金和镁铝合金，也可以采用能够达到溶化标准的其它合金。

所述锥体的外表面为锥面，内部沿轴向设有空心通道；

所述金属套筒套设在所述锥体上，且安装在靠近所述锥体锥底的一端，所述金属套筒的内表面为与所述锥体的外锥面相适配的内锥面；

所述卡瓦为一体式结构，套设在所述锥体上，所述卡瓦的一端与所述金属套筒抵接，所述卡瓦的另一端与所述下接头相连接，所述卡瓦的内表面为与所述锥体的外锥面相适配的内锥面；

所述下接头安装在靠近所述锥体锥顶的一端。

本发明采用金属套筒进行密封，解决了橡胶筒体积大、溶解条件高的不足，金属套筒具有溶解性能好，不易堵塞井筒的优点，且金属套筒相较于橡胶筒，密封性能更好，保障了上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施。进一步的，本发明采用的卡瓦为一体式结构，无需再设置多个卡瓦片和切缝，大大简化了卡瓦的结构，球座整体长度大大减少，具有结构简单，便于加工的优点，且在下井过程中，一体式的卡瓦不容易发生损坏，提高了锚定性能。最后，由于本发明采用的卡瓦为一体式结构，本发明无需再在金属套筒和卡瓦之间设置挡环或复合片，在取消挡环或复合片后同样能实现密封，极大的简化了球座的结构，球座整体长度大大减少，十分便于加工，可大大提高加工效率。

优选的，所述金属套筒和卡瓦均由高延伸率金属制作而成，所述高延伸率金属指延伸率介于16％-35％之间的金属。由于本发明采用了高延伸率金属，可保证金属套筒和卡瓦能产生足够的变形量，从而实现球座的密封和锚定。

优选的，所述高延伸率金属为镁合金，或其他可达到该延伸率范围内的可溶性金属。

优选的，所述卡瓦包括卡瓦本体，所述卡瓦本体为一体成型的变内径的圆筒结构。相较于现有的由若干个卡瓦片箍成的卡瓦结构，本发明所述的卡瓦采用一体成型的圆筒结构，结构更加简单，更加便于加工。

优选的，所述卡瓦本体上设有多个卡瓦齿槽，每个所述卡瓦齿槽上设有一个卡瓦齿。

优选的，所述卡瓦齿槽的数量大于或等于12个，所有所述卡瓦齿槽均布在所述卡瓦本体上。所述卡瓦齿的数量可根据受力和设计要求进行变动。

优选的，所述金属套筒上设有至少一圈外凸的金属环，所述金属环用于辅助密封。

优选的，所述锥体上设有至少两个所述卡瓦，所有所述卡瓦沿着锥体的轴向进行布置，相邻两个所述卡瓦之间抵接。所述卡瓦的数量可根据受力和设计要求进行变动。

优选的，所述金属套筒和卡瓦的外表面的径向截面均为平面，便于和井筒相接触，从而起到密封和锚定作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明采用金属套筒进行密封，解决了橡胶筒体积大、溶解条件高的不足，金属套筒具有溶解性能好，不易堵塞井筒的优点，且金属套筒相较于橡胶筒，密封性能更好，保障了上返测试、压裂改造等工艺技术的成功实施。

(2)本发明采用的卡瓦为一体式结构，无需再设置多个卡瓦片和切缝，大大简化了卡瓦的结构，球座整体长度大大减少，具有结构简单，便于加工的优点，且在下井过程中，一体式的卡瓦不容易发生损坏，提高了锚定性能。

(3)由于本发明采用的卡瓦为一体式结构，本发明无需再在金属套筒和卡瓦之间设置挡环或复合片，在取消挡环或复合片后同样能实现密封，极大的简化了球座的结构，球座整体长度大大减少，十分便于加工，可大大提高加工效率。

附图说明：

图1是现有的可溶球座的结构示意图。

图2是现有的卡瓦的结构示意图。

图1-图2中标记：1-下接头，2-卡瓦，21-卡瓦片，22-切缝，3-挡环，4-橡胶筒，5-锥体。

图3是本发明所述的全金属可溶球座的结构示意图。

图4是本发明所述的全金属可溶球座的剖视图。

图5是本发明所述的卡瓦的结构示意图。

图6是本发明所述的卡瓦的俯视图。

图7是本发明所述的卡瓦的正视图。

图3-图7中标记：1-下接头，2-卡瓦，21-卡瓦齿，3-金属套筒，4-锥体。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图3-图4所示，一种全金属可溶球座，包括由可溶性金属制成的锥体4、金属套筒3、卡瓦2和下接头1。

所述锥体4的外表面为锥面，所述锥体4直径较大的一端为锥底，所述锥体4直径较小的一端为锥顶。所述锥体4内部沿轴向设有空心通道，所述空心通道用于和座封工具相适配。

所述金属套筒3套设在所述锥体4上，且安装在靠近所述锥体4锥底的一端。所述金属套筒3的内表面为与所述锥体4的外锥面相适配的内锥面，所述金属套筒3的外表面的径向截面为平面。所述金属套筒3由高延伸率金属制作而成，所述高延伸率金属指延伸率介于16％-35％之间的金属，作为一个较优的实施方式，所述高延伸率金属为镁合金。作为一个较优的实施方式，所述金属套筒3上设有至少一圈外凸的金属环，所述金属环用于辅助密封。

所述卡瓦2为一体式结构，套设在所述锥体4上，所述卡瓦2的一端与所述金属套筒3抵接，所述卡瓦2的另一端与所述下接头1焊接连接。所述卡瓦2也由高延伸率金属制作而成，所述高延伸率金属指延伸率介于16％-35％之间的金属，作为一个较优的实施方式，所述高延伸率金属为镁合金。

如图5-图7所示，所述卡瓦2包括卡瓦本体，所述卡瓦本体为一体成型的变内径的圆筒结构，所述卡瓦本体的内表面为与所述锥体4的外锥面相适配的内锥面，所述卡瓦本体的外表面的径向截面为平面。所述卡瓦本体上设有大于或等于12个卡瓦齿槽，所有所述卡瓦齿槽均布在所述卡瓦本体上，每个所述卡瓦齿槽上设有一个卡瓦齿21。

作为一个较优的实施方式，所述锥体4上设有两个所述卡瓦2，两个所述卡瓦2沿着锥体4的轴向进行布置，两个所述卡瓦2之间抵接。

所述下接头1安装在靠近所述锥体4锥顶的一端，所述下接头1用于和座封工具相适配。

在使用时，本发明需要和座封工具配合使用，座封工具与下接头1相连接，利用座封工具将球座放置在待堵塞井筒的相应位置，座封工具拉动下接头1，使得下接头1和锥体4之间产生相对位移，从而使得金属套筒3和卡瓦2由于挤压而产生变形，金属套筒3的外壁与井筒的内部接触并实现密封，卡瓦2发生大变形或破裂而锚定在井筒内部上。当座封工具的推力达到一定值后，座封工具与下接头1脱落，座封工具取出，投入可溶金属封堵球，对空心通道进行封堵，至此完成整个座封过程。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。