一种可降解全通径投捞式堵塞器和自动化控制方法与流程

本发明涉及管道工程、新一代信息技术和高端装备制造，具体为可降解全通径投捞式的堵塞器一种可降解全通径投捞式堵塞器和自动化控制方法。

背景技术：

1、全通径投捞式堵塞器是一种用于管道封堵的装置，通常由一个可投放到管道内部的堵头和相关的操作系统组成，这种堵塞器通常用于管道维护、修理或测试时，可以有效地封堵管道，防止流体泄漏或阻止介质流动，全通径投捞式堵塞器通常具有高压密封性能和可靠的操作机制，能够适应各种管道直径和工作环境要求。

2、现有投捞式堵塞器为单一个工作筒，工作筒直接整体缩径、结构简单，在管道封堵后不能被拆除，无法满足井筒全通径的要求，严重影响了深层气井的产量和生产后期再进入，并且无法平衡堵塞器上下部的压力，在使用过程中存存在较大的潜在安全风险。

3、基于此，有必要提供一种新的方法和堵塞器，不仅能够应对深层高温高压油气井完井封隔器坐封临时封堵，还能够确保在使用后保持井筒全通径，解决上述现有技术中存在的堵塞器拆除后井筒无法实现全通径，以及无法平衡堵塞器上下部的压力的技术问题，进而保障超深层石油或气井的高产量，生产后期再进入，并减少井下落物，提升井筒封堵的安全性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种可降解全通径投捞式堵塞器和自动化控制方法，解决了现有技术的堵塞器无法满足井筒全通径，以及无法平衡堵塞器上下部的压力的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明提供了一种可降解全通径投捞式的堵塞器，包括上接头(1)和下接头(2)，其特征在于，所述上接头(1)与所述下接头(2)通过螺纹连接，所述下接头(2)表面贯穿并设置有均匀分布的防转螺钉(6)，所述防转螺钉(6)贯穿并延伸至下接头(2)内径，所述防转螺钉(6)与下接头(2)之间螺纹连接，所述上接头(1)与下接头(2)内径之间设置有可降解封堵基座(3)，所述可降解封堵基座(3)的内表面和外表面设置有隔离层(8)，所述隔离层(8)内径设置有内部堵塞器总成(10)；其中，所述上接头(1)上设置有与上部油管连接的上油管母螺纹，以及与所述下接头(2)连接的上接头公螺纹，所述下接头(2)上设置有与所述上接头(1)连接的下接头母螺纹，用于安装所述防转螺钉(6)的螺纹孔，以及与下部油管连接的下油管公螺纹，所述上接头(1)与所述下接头(2)通过所述上接头公螺纹和所述下接头母螺纹连接。

3、优选地，所述内部堵塞器总成(10)包括堵塞器外筒(101)，所述堵塞器外筒(101)内径贯穿并设置有堵塞器芯轴(102)，所述堵塞器芯轴(102)贯穿并延伸至堵塞器外筒(101)右侧，所述堵塞器芯轴(102)右端设置有导向头(103)，所述导向头(103)外表面设置有均匀分布的固定螺钉(105)。

4、优选地，所述堵塞器芯轴(102)上设置有与下入装置连接的螺纹，安装密封圈的凹槽，以及与所述导向头(103)连接的外螺纹，所述导向头(103)设置有与所述堵塞器芯轴(102)连接的内螺纹，以及螺纹孔；所述固定螺钉(105)安装在所述螺纹孔中，贯穿并延伸至导向头(103)内径，所述固定螺钉(105)与导向头(103)之间螺纹连接；所述堵塞器外筒(101)与堵塞器芯轴(102)之间设置有第四密封圈(104)，所述第四密封圈(104)安装于所述堵塞器芯轴(102)上设置的用于安装密封圈的凹槽内。

5、优选地，所述上接头(1)与下接头(2)接触面开设有凹槽，所述凹槽内设置有两个密封圈挡圈(4)，两个所述密封圈挡圈(4)之间设置有第一密封圈(5)；其中，所述第一密封圈(5)位于所述上接头(1)与下接头(2)接触面上的凹槽内，且所述第一密封圈(5)与上接头(1)之间紧密接触。

6、优选地，所述可降解封堵基座(3)与所述下接头(2)接触的外表面中部位置处设置有第二密封圈(7)，所述可降解封堵基座(3)与所述上接头(1)接触的外表面，以及所述可降解封堵基座(3)与下接头(2)接触的外表面均设置有第三密封圈(9)。

7、相应的，本发明还提供了一种可降解全通径投捞式堵塞器的自动化控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1，将堵塞器的主体与油管进行连接，并根据所述堵塞器的直径将所述堵塞器安装至套管内，并下放到井内的预定位置；s2，将堵塞器总成(10)通过绳缆沿着油管内壁下放至所述堵塞器的主体内部，安装在可降解封堵基座(3)内部密封台阶上，向所述堵塞器的上部油管空间中注入液体，并对所述堵塞器内部的压力进行实时监测处理，返回监测处理结果；s3，根据所述监测处理结果，向所述堵塞器的上部油管空间施加压力，并根据所述堵塞器的下部油管空间的压力对所述堵塞器的上部油管空间的压力进行动态调整；s4，根据所述可降解封堵基座(3)的隔离层(8)可承受的最大压力，调整所述堵塞器的上部油管空间的压力，使所述隔离层(8)破裂，并抽取所述堵塞器的上部油管空间中注入的液体，移除所述堵塞器总成(10)。

8、优选地，所述s1的步骤进一步包括：s11，将所述堵塞器的可降解封堵基座(3)放置在上接头(1)和下接头(2)连接处的凹槽内，将所述上接头(1)和所述下接头(2)进行螺纹连接，并使用防转螺钉(6)进行固定；s12，将所述堵塞器的上接头(1)与上部油管进行螺纹连接，将所述堵塞器的下接头(2)与下部油管进行螺纹连接，并分别使用固定螺钉对螺纹连接处进行固定；s13，基于所述堵塞器的直径，将固定后的所述堵塞器安装至套管内，并下放到井内的预定位置；其中，所述堵塞器的主体包括所述上接头(1)、所述下接头(2)、所述可降解封堵基座(3)和所述堵塞器总成(10)；所述预定位置由操作人员根据油管需要堵塞的位置确定和设置。

9、优选地，所述对所述堵塞器内部的压力进行实时监测处理的步骤进一步包括：s21，获取所述堵塞器的上部油管空间施加的压力，以及上部油管空间中液体的高度、密度，并根据上部压力计算公式，得到所述堵塞器的上部压力；s22，实时监测并获取所述堵塞器的下部压力，将所述堵塞器的下部压力与上部压力进行比较，得到所述监测处理结果；其中，所述堵塞器的上部油管空间施加的压力f(外)，所述堵塞器的上部压力为f(上)，所述堵塞器的下部压力为f(下)，所述上部压力计算公式为：f(上)＝ρgh+f(外)

10、ρ为上部油管空间中液体的密度，h为上部油管空间中液体的高度，g为重力加速度。

11、优选地，步骤s3中，所述根据所述堵塞器的下部油管空间的压力对所述堵塞器的上部油管空间的压力进行动态调整的步骤进一步包括：基于所述上部压力计算公式，根据所述监测处理结果和所述堵塞器的下部油管空间的压力f(下)，调整所述堵塞器的上部油管空间的压力f(上)，如果所述堵塞器的下部油管空间的压力f(下)大于上部油管空间的压力f(上)，则所述堵塞器的上部油管空间施加值为f(下)-f(上)的压力；如果所述堵塞器的下部油管空间的压力f(下)小于上部油管空间的压力f(上)，则将所述堵塞器的上部油管空间施加的压力值减小f(上)-f(下)。

12、优选地，所述s4的步骤进一步包括：s41，增加所述堵塞器的上部油管空间的压力f(外)，当(f(上)-f(下)-f(隔))的值大于零时，所述可降解封堵基座(3)的隔离层(8)破裂，其中，f(隔)为所述可降解封堵基座(3)的隔离层(8)可承受的最大压力；s42，释放所述堵塞器的上部油管空间的压力f(外)，抽取所述堵塞器的上部油管空间中注入的液体，并移除所述堵塞器总成(10)；s43，基于封堵基座可降解模型，对所述堵塞器的上部油管空间施加压力f(外)，控制所述可降解封堵基座(3)的降解速度；其中，所述封堵基座可降解模型为：

13、

14、δt＝t2-t1，q为油管中油气流经所述可降解封堵基座(3)的流量，t1和t2分别为不同的两个时间节点，δt为t1和t2的两个时间节点的时间差，ρ(油气)为油管中油气液体的密度，p为所述堵塞器的上部油管空间的压力f(外)对所述可降解封堵基座(3)产生的压强，s(堵塞器)为所述可降解封堵基座(3)的表面积。

15、通过应用本发明提供的一种可降解全通径投捞式堵塞器和自动化控制方法的技术方案，本发明具备以下有益效果：

16、1、本发明通过可降解投捞式堵塞器总成设计用于完井作业封隔器坐封，完成坐封后堵塞器座能够在井液中降解，降解后的残渣能够随井液一同返排到地面，此种可降解投捞式堵塞器在现有堵塞器的基础上，创新性的采用可降解材料作为封堵基座，将现有单一工作筒分解创新设计崭新结构，不但能够保障封隔器座封时所需的临时封堵，在封堵完成后封堵基座又能够快速降解，从而保证产品内部的大通径，满足后期设备的再进入和保障油气生产的大通道。

17、2、本发明通过设置在堵塞器外筒上面的传压孔及内表面，以及堵塞器芯轴最小外径外表面之间的空间，在堵塞器芯轴完全拉起时形成的通道，内部堵塞器总成带平衡机构，能够平衡堵塞器上下部压力。