用于橋塞的變徑支撐環以及橋塞的制作方法

本實用新型涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種用于橋塞的變徑支撐環以及應用該變徑支撐環的橋塞。

背景技術：

在油田的勘探開發過程中，由于油、氣、水井的產層因分層試油、分層段壓裂或分層段試采等技術需要，必須采取一種臨時性封堵工藝，把當前的生產層封堵掉，切斷生產層在井筒內的流動通道，以便于對其它產層實施工藝措施，待工藝完成后，再解除臨時封堵，建立生產層與井筒的流動通道，實現對油、氣井的采油、采氣生產。由于橋塞封堵是目前最經濟有效的井筒封堵工藝，也是在井筒作業、措施改造和試油試采技術中應用范圍較廣的工藝方法，是油田在勘探與開發生產過程中應用最廣的工藝之一。但是，本申請人發現現有技術提供的如圖1所示的橋塞至少存在以下技術問題：

一是中途坐封問題影響正常使用，不論是國外的產品和國內的產品，由于橋塞送入工具與橋塞丟手設置的自由運動態勢，在橋塞送入過程中容易出現中途坐封問題，一旦出現中途坐封問題，就需要進行回收或鉆除處理，影響工期和成本；

二是回收或鉆塞成本高、難度大，鉆塞過程中受井筒內條件的限制(如沉砂、落物、井壁結垢等)，使得鉆塞更加困難，需要進行其它工藝提前處理井筒，造成了施工成本增加，嚴重的還會導致井筒復雜情況出現，影響油氣井的正常生產；同時，在鉆塞過程中，不論是可鉆橋塞還是復合材料易鉆橋塞，一方面橋塞本身鉆除需要地面動力系統，施工成本高，同時橋塞自身的卡瓦采用高強度材質制造，鉆磨性能極差，成為鉆塞的最大難點，卡瓦塊還容易形成鉆塞管柱遇卡問題，使整個鉆塞工藝的成本大幅度上升；

三是目前的橋塞存在座封后封堵效果不穩定，這是橋塞膠筒與井壁有漏失通道，橋塞失去了封堵的作用，其后果是壓裂液去向不明，造成嚴重浪費；

四是橋塞座封后錨定不可靠，壓裂時橋塞下行，造成分層失效，嚴重影響分層壓裂施工質量；

五是橋塞的球籠不能在施工現場調整，給壓裂施工帶來不便；

六是用可降解橡膠和可降解聚合物材料制作橋塞的彈性密封筒，但是可降解橡膠和可降解聚合物材料不耐溫，無法滿足于高抗壓強度的應用環境；用工業生產和日常生活之中的降解紙、降解塑料和仿金屬降解材料制作橋塞，由于這些材料自身存在應用范圍和條件限制，強度大都很低，只能達到普通碳鋼金屬材料30-40％的強度，該種材料制造的橋塞在礦場應用中，無法滿足于高抗壓強度的應用環境。

技術實現要素：

本實用新型的至少一個目的是提出一種用于橋塞的變徑支撐環以及應用該變徑支撐環的橋塞，解決了現有技術存在封堵效果不穩定的技術問題。本實用新型提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果(封堵效果持久、穩定，錨定可靠性好，不會出現中途坐封問題、無需鉆塞、施工方便等)詳見下文闡述。

為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案：

本實用新型提供的用于橋塞的變徑支撐環，包括環形體以及設置在所述環形體周向外壁或端面上的坐封面，所述環形體在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用所述坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與所述套管的內壁(條件允許也可以為井壁)形成面接觸式密封連接。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述環形體包括第一環形體以及第二環形體，所述第一環形體與所述第二環形體互相疊合，其中：

所述坐封面包括設置在所述第一環形體周向外壁或端面上的第一坐封面以及設置在所述第二環形體周向外壁或端面上的第二坐封面；所述第一環形體與所述第二環形體兩者共同在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用所述第一坐封面以及所述第二坐封面共同抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與所述套管的內壁形成面接觸式密封連接。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述第一坐封面和/或所述第二坐封面在所述第一環形體與所述第二環形體兩者受壓變形前為錐面或弧面。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述第一環形體與所述第二環形體各自套設于所述橋塞的彈性密封筒的區段設置有至少兩條縫隙，或者，所述第一環形體與所述第二環形體各自套設于所述橋塞的彈性密封筒的區段設置有至少兩條預置裂縫，所述第一環形體與所述第二環形體受壓變形后，所述預置裂縫會裂開并形成縫隙；其中:

所述縫隙將該區段分隔為至少兩條沿周向方向排布的叉狀分支，且所述第一坐封面和/或所述第二坐封面位于所述叉狀分支的周向外壁或端面上；

所述第一環形體上的縫隙或預置裂縫與所述第二環形體上的縫隙或預置裂縫在周向方向上互相錯開。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述第一環形體上的縫隙的位置介于所述第二環形體上的兩條相鄰的縫隙之間在周向方向上的中間位置。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述變徑支撐環為可降解材料或可腐蝕材料制成。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述變徑支撐環的延展性大于5％。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述變徑支撐環的材料在70℃的氯化鉀含量為0.5％的溶液中腐蝕速率大于0.1mg/cm²·hr。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述用于橋塞的變徑支撐環還包括至少一個第三環形體，所述第三環形體與所述第一環形體或所述第二環形體互相疊合，其中：

所述第三環形體的周向外壁或端面上設置有第三坐封面，所述第一環形體、所述第二環形體以及所述第三環形體共同在軸向的擠壓力作用下受壓變形后均能利用所述第一坐封面、所述第二坐封面以及所述第三坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與所述套管的內壁形成面接觸式密封連接。

本實用新型實施例提供的橋塞，包括丟手接頭、彈性密封筒、卡瓦壓臺以及兩個變徑支撐環，兩個變徑支撐環中至少一個為本實用新型任一技術方案提供的用于橋塞的變徑支撐環，其中:

所述彈性密封筒、所述卡瓦壓臺以及兩個所述變徑支撐環均套設在所述丟手接頭上；

所述彈性密封筒介于兩個所述變徑支撐環之間；

所述變徑支撐環能在所述卡瓦壓臺以及所述彈性密封筒共同施加的軸向擠壓力的作用下坐封于橋塞所在的套管內壁上。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述卡瓦壓臺上擠壓所述變徑支撐環的端面為平面，且所述平面垂直于所述變徑支撐環的軸向方向，所述變徑支撐環的周向外壁接近所述卡瓦壓臺的區段與所述卡瓦壓臺之間存在用于容納所述變徑支撐環變形的避讓間隙。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述橋塞還包括套設在所述丟手接頭上的壓環、卡瓦組件，其中：

所述卡瓦組件介于所述壓環與所述卡瓦壓臺之間；

所述卡瓦組件包括環箍以及至少兩塊卡瓦，所述環箍套設在所述卡瓦之外，所述卡瓦與所述壓環之間設置有導向結構，所述壓環對所述卡瓦施加軸向壓力時，在所述導向結構的作用下，所有的所述卡瓦均能始終以對中的狀態從靠近所述丟手接頭中軸線的位置滑動至錨定于橋塞所在的套管內壁的位置。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述壓環與所述丟手接頭之間采用連接力可調節的螺紋結構相連接；和/或，

所述導向結構包括設置在所述卡瓦與所述壓環兩者其中之一上的楔形面以及設置在所述卡瓦與所述壓環兩者其中另一上的直線形凹槽，其中：

所述直線形凹槽的底面為坡面，所述楔形面與所述坡面相抵接且能相對滑動。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述卡瓦包括齒牙基座以及錨定齒牙，其中：

所述卡瓦通過所述錨定齒牙錨定在所述套管內壁上；

所述齒牙基座上設置有安裝槽，所述錨定齒牙嵌于所述安裝槽內且所述錨定齒牙的底面與所述安裝槽的底面相抵接，所述錨定齒牙的底面能將所述錨定齒牙錨定過程中承受的沿所述丟手接頭軸向摩擦力部分轉化為沿所述丟手接頭徑向的壓力。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述錨定齒牙的底面為平面或弧面，所述弧面的中心線或所述平面與所述丟手接頭的中軸線存在銳角或鈍角夾角。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述錨定齒牙位于所述齒牙基座上接近所述壓環的位置，和/或，所述錨定齒牙朝接近所述壓環的方向厚度尺寸逐漸增大。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述丟手接頭、彈性密封筒、所述壓環、所述環箍以及所述齒牙基座均為可降解材料或可腐蝕材料制成。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述丟手接頭接近地層出口的外端口處設置有單流閥，所述單流閥包括封堵體以及防脫圈，其中：

所述封堵體單向封堵住所述丟手接頭的外端口且能阻止流體沿背離所述地層出口的方向從所述丟手接頭的外端口流入所述丟手接頭的內部流體通道；

所述防脫圈與所述丟手接頭可拆卸連接且能防止所述封堵體從所述丟手接頭的外端口脫離。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述單流閥還包括(優選為可降解材料或可腐蝕材料制成)的防護圈，所述防護圈抵靠在所述丟手接頭的外端口上且其耐降解或耐腐蝕性能強于所述丟手接頭；

所述封堵體堵塞在所述防護圈的內壁上，且能將所述防護圈的中心通孔封堵以阻止流體通過所述防護圈的中心通孔沿背離所述地層出口的方向流入所述丟手接頭的內部流體通道；

所述防脫圈與所述丟手接頭可拆卸連接且能將所述防護圈的位置鎖定并能防止所述封堵體從所述防護圈脫離。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述防脫圈的內壁上設置有止位凸緣，所述止位凸緣抵壓于所述防護圈上以將所述防護圈鎖止于抵靠在所述丟手接頭的外端口上的位置。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述防脫圈上設置有防脫凸緣或防脫銷軸，所述防脫凸緣或防脫銷軸能防止所述封堵體從所述丟手接頭的外端口脫離。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述防脫圈、所述封堵體均為可降解材料或可腐蝕材料制成。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述橋塞的零部件中部分或全部采用第一可腐蝕材料或第二可腐蝕材料，其中：

所述第一可腐蝕材料成分為：Al：5～10wt％，Zn：0.1～3wt％，Mn：0.01～1wt％，Sn:0.01～1wt％，Cu：0.05～5wt％，Pb：0.01～1.9wt％，Fe：0.01～5wt％，Si：0.01～1wt％，余量為Mg，各組分重量百分之和為100wt％；

所述第二可腐蝕材料成分為：Mg：2～7.8wt％，Cu：0.01～4wt％，Sn：0.01～2wt％，Zn：0.01～9wt％，Ga：0.1～4.5wt％，Mn：0.01～1wt％，In：0.1～4.5wt％，Fe：0.01～3wt％，余量為Al，各組分重量百分之和為100wt％。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述第一可腐蝕材料或第二可腐蝕材料的制備工藝包括下述步驟：

步驟A：冶煉、鑄造

按設計的合金組分配比，稱取各組分，升溫熔化后，精煉，澆鑄；

步驟B：后處理

將第一步所得鑄錠進行熱處理包括均勻化退火，淬火，時效處理或者變形處理(包括擠壓、鍛造、軋制等)。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，步驟A中的所述冶煉為真空冶煉或氣氛保護冶煉。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，制備所述第一可腐蝕材料時，所述步驟A中包括步驟：

按一定配比真空冶煉或氣氛保護冶煉第一可腐蝕材料中間合金C，第一可腐蝕材料中間合金C包括鋁、錳、鐵、硅和銅；

采用氣氛保護冶煉或真空冶煉工藝，首先熔化純鎂、純鋁、純錫、純鋅、純鉛，再加入所述第一可腐蝕材料中間合金C；

和/或，制備所述第二可腐蝕材料時，所述步驟A中包括步驟：

按一定配比真空冶煉或氣氛保護冶煉所述第二可腐蝕材料中間合金D，所述第二可腐蝕材料中間合金D包括鋁、銅、錳、鐵；

采用氣氛保護冶煉或真空冶煉工藝，首先熔化純鎂、純鎵、純鋁、純錫、純鋅、純銦，再加入所述第二可腐蝕材料中間合金D。

作為本實用新型前文或后文提供的任一技術方案或任一優化后技術方案的優化，所述第一可腐蝕材料的性能滿足如下條件：

室溫下壓縮強度為400MPa以上；在70℃且0.5％氯化鉀溶液中腐蝕速率大于0.2mg/cm²·hr；和/或，

所述第二可腐蝕材料的性能滿足如下條件：在室溫下壓縮強度為320MPa以上；在70℃的氯化鉀含量為0.5％的溶液中腐蝕速率大于0.1mg/cm²·hr。

基于上述技術方案，本實用新型實施例至少可以產生如下技術效果：

本實用新型中用于橋塞的變徑支撐環其內的環形體在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與套管的內壁(條件允許也可以為井壁)形成面接觸式密封連接，面接觸式密封連接不僅接觸面積大，連接處不易出現應力集中問題，結構可靠性強，而且密封效果更為理想、穩定，所以解決了現有技術存在封堵效果不穩定的技術問題。

另外，需要強調的是：本實用新型提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果(封堵效果持久、穩定，錨定可靠性好，不會出現中途坐封問題、無需鉆塞、施工方便等)詳見下文闡述。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現有技術中提供的橋塞的示意圖；

圖2為本實用新型實施例所提供的橋塞的示意圖；

圖3為本實用新型實施例所提供的橋塞中變徑支撐環的第一環形體的剖視示意圖；

圖4為本實用新型實施例所提供的橋塞中一種變徑支撐環中的第一環形體與第二環形體互相疊合時的剖視示意圖；

圖5為本實用新型實施例所提供的橋塞中另一種變徑支撐環中的第一環形體與第二環形體互相疊合時的剖視示意圖；

圖6為本實用新型實施例所提供的橋塞中設置有直線型凹槽的壓環與設置有扇形凹槽的壓環的對比示意圖；

圖7為本實用新型實施例所提供的橋塞中設置有直線型凹槽的壓環的剖視示意圖；

圖8為本實用新型實施例所提供的橋塞中齒牙基座與錨定齒牙共同組成的卡瓦的主視示意圖；

圖9為圖8所示卡瓦的俯視示意圖；

圖10為圖8所示卡瓦的仰視示意圖；

圖11為本實用新型實施例所提供的橋塞中八個齒牙基座與兩條環箍組裝后沿軸向從上朝下(朝通往井底的方向)觀看時的示意圖；

圖12為本實用新型實施例所提供的橋塞中八個齒牙基座與兩條環箍組裝后沿軸向從下朝上(朝通往井口的方向)觀看時的示意圖；

圖13為本實用新型實施例所提供的橋塞中防脫圈對防護圈進行限位時兩者形成的組合體的剖視示意圖；

圖14為本實用新型實施例所提供的橋塞中防脫圈對防護圈進行限位時兩者與丟手接頭共同形成的組合體的局部剖視示意圖；

附圖標記：1、壓環(位于上游)；2、環箍；3、錨定齒牙；31、錨定齒牙的底面；4、齒牙基座；5、第一環形體；6、第二環形體(屬于上變徑支撐環)；7、彈性密封筒；8、第二環形體(屬于下變徑支撐環)；9、卡瓦壓臺(或稱：卡瓦體)；10、壓環(位于下游)；101、凹槽；102、坡面；103、楔形面；11、防脫銷軸；12、防脫圈；121、止位凸緣；13、封堵體；14、防護圈；15、丟手接頭(標號標示的位置為其接近地層出口的部分)；161、第一坐封面；162、第二坐封面；17、下游端支撐體

具體實施方式

下面可以參照附圖圖1～圖14以及文字內容理解本實用新型的內容以及本實用新型與現有技術之間的區別點。下文通過附圖以及列舉本實用新型的一些可選實施例的方式，對本實用新型的技術方案(包括優選技術方案)做進一步的詳細描述。需要說明的是：本實施例中的任何技術特征、任何技術方案均是多種可選的技術特征或可選的技術方案中的一種或幾種，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本實用新型的所有可替代的技術特征以及可替代的技術方案，也不便于每個技術特征的實施方式均強調其為可選的多種實施方式之一，所以本領域技術人員應該知曉：可以將本實用新型提供的任一技術手段進行替換或將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到新的技術方案。本實施例內的任何技術特征以及任何技術方案均不限制本實用新型的保護范圍，本實用新型的保護范圍應該包括本領域技術人員不付出創造性勞動所能想到的任何替代技術方案以及本領域技術人員將本實用新型提供的任意兩個或更多個技術手段或技術特征互相進行組合而得到的新的技術方案。

本實用新型實施例提供了一種具有封堵效果持久、穩定，錨定可靠性好，不會出現中途坐封問題、無需鉆塞、施工方便等優點的用于橋塞的變徑支撐環以及應用該變徑支撐環的橋塞。

下面結合圖1～圖14對本實用新型提供的技術方案進行更為詳細的闡述。

如圖2～圖14所示，本實用新型實施例所提供的用于橋塞的變徑支撐環，包括環形體以及設置在環形體周向外壁或端面上的坐封面(優選為包括第一坐封面161以及第二坐封面162)，環形體在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與套管的內壁(條件允許也可以為井壁)形成面接觸式密封連接。

本實用新型中用于橋塞的變徑支撐環其內的環形體在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與套管的內壁(條件允許也可以為井壁)形成面接觸式密封連接，面接觸式密封連接不僅接觸面積大，連接處不易出現應力集中問題，結構可靠性強，而且密封效果更為理想、穩定。

另外，需要強調的是：本實用新型提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果(封堵效果持久、穩定，錨定可靠性好，不會出現中途坐封問題、無需鉆塞、施工方便等)詳見下文闡述。

作為可選地實施方式，環形體包括第一環形體5以及第二環形體6，第一環形體5與第二環形體6互相疊合，其中：

如圖4和圖5所示坐封面包括設置在第一環形體5周向外壁或端面上的第一坐封面161以及設置在第二環形體6周向外壁或端面上的第二坐封面162；第一環形體5與第二環形體6兩者共同在軸向的擠壓力作用下受壓變形后能利用第一坐封面以及第二坐封面共同抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與套管的內壁形成面接觸式密封連接。

第一環形體以及第二環形體兩者互相補充、互相支持可以配合實現更為良好的密封效果。作為可選地實施方式，第一坐封面和/或第二坐封面在第一環形體5與第二環形體6兩者受壓變形前為錐面或弧面，優選為錐面。該結構的坐封面坐封于橋塞所在的套管內壁上時，其與套管內壁之間貼合面積大，且周圍不易產生應力集中，所以具有封堵效果持久、穩定的效果。

作為可選地實施方式，第一環形體5與第二環形體6各自套設于橋塞的彈性密封筒7的區段設置有至少兩條縫隙或至少兩條預置裂縫，其中:所述第一環形體與所述第二環形體受壓變形后，所述預置裂縫會裂開并形成縫隙；縫隙將該區段分隔為至少兩條沿周向方向排布的叉狀分支，且坐封面位于叉狀分支的周向外壁上。叉狀分支的彈性更強，坐封時，其沿周向方向與套管內壁之間坐封的區域抵靠力更為均一，密封效果更為理想。

作為可選地實施方式，第一環形體5上的縫隙與第二環形體6上的縫隙在周向方向上互相錯開。此時可以避免彈性密封筒7被壓裂時，彈性密封筒7的碎渣滲透并經過變徑支撐環。

作為可選地實施方式，第一環形體5上的縫隙的位置介于第二環形體6上的兩條相鄰的縫隙之間在周向方向上的中間位置。該結構可以更為有效地避免彈性密封筒7被壓裂時，彈性密封筒7的碎渣滲透并經過變徑支撐環。

作為可選地實施方式，變徑支撐環為可降解材料或可腐蝕材料制成。變徑支撐環在地層壓裂作業完成后自行降解或快速腐蝕腐蝕，由此省略了鉆塞工藝。另外，萬一坐封失敗，也可以使變徑支撐環自行降解或腐蝕后再坐封新的橋塞，故而施工方便。

作為可選地實施方式，第一環形體5上的第一坐封面與第二環形體6上的第二坐封面兩者平齊、坐封于橋塞所在的套管內壁上時，在軸向方向上兩者互相平齊。此時坐封、密封效果均更為理想。

作為可選地實施方式，變徑支撐環的延展性大于5％。變徑支撐環的延展性優選大于7％。此時變徑支撐環彈性比較好，不易損壞，坐封、密封效果的持久性更為理想。

作為可選地實施方式，變徑支撐環的材料成分為：Mg：2～7.8wt％，Cu：0.01～4wt％，Sn：0.01～2wt％，Zn：0.01～9wt％，Ga：0.1～4.5wt％，Mn：0.01～1wt％，In：0.1～4.5wt％，Fe：0.01～3wt％，余量為Al，各組分重量百分之和為100wt％。上述材料成分配比制成的變徑支撐環降解、腐蝕性能以及強度、硬度性能均可以較好的滿足油氣儲層壓裂和油氣開采的需求。當然，上述公開的材料成分配比僅為本實用新型優選的成本配比，本領域技術人員也可以對其部分或全部元素以及元素的重量百分比進行更改。同時，上述材料也可以應用于制造變徑支撐環之外的其他橋塞的零部件。

作為可選地實施方式，用于橋塞的變徑支撐環還包括至少一個第三環形體，第三環形體與第一環形體5或第二環形體6互相疊合，其中：

第三環形體的周向外壁或端面上設置有第三坐封面，第一環形體5、第二環形體6以及第三環形體共同在軸向的擠壓力作用下受壓變形后均能利用各自的坐封面抵接、坐封于橋塞所在的套管內壁上并與套管的內壁形成面接觸式密封連接。第三環形體可以根據坐封的實際要求設置，也可以不設置，設置時其數目可以根據需要設計一個或多個。

本實用新型實施例提供的橋塞，包括丟手接頭15、彈性密封筒7、卡瓦壓臺9以及兩個變徑支撐環，兩個變徑支撐環中至少一個為(優選為兩個均為)本實用新型任一技術方案提供的用于橋塞的變徑支撐環，其中:

彈性密封筒7、卡瓦壓臺9以及兩個變徑支撐環均套設在丟手接頭15上；

彈性密封筒7介于兩個變徑支撐環之間；

變徑支撐環能在卡瓦壓臺9以及彈性密封筒7共同施加的軸向擠壓力的作用下坐封于橋塞所在的套管內壁上。

橋塞適宜應用本實用新型提供的變徑支撐環以提高其封堵效果以及坐封性能，尤其是確保封堵效果持久、穩定。

作為可選地實施方式，卡瓦壓臺9上擠壓變徑支撐環的端面為平面，且平面垂直于變徑支撐環的軸向方向，變徑支撐環的周向外壁接近卡瓦壓臺9的區段與卡瓦壓臺9之間存在用于容納變徑支撐環變形的避讓間隙。

該結構有助于利用卡瓦壓臺9的擠壓力使變徑支撐環在預定的位置實現有效地受壓變形，避免出現變形過量而損壞、坐封不牢的問題，進而可以更持久、穩定地坐封在套管內的動作。

作為可選地實施方式，橋塞還包括套設在丟手接頭15上的如圖6所示壓環1(或壓環10，下文以壓環1為例)、卡瓦組件，其中：卡瓦組件介于壓環1與卡瓦壓臺9之間；

卡瓦組件包括環箍2以及至少兩塊卡瓦，環箍2套設在卡瓦之外，卡瓦與壓環1之間設置有導向結構，壓環1對卡瓦施加軸向壓力時，在導向結構的作用下，所有的卡瓦均能始終以對中的狀態從靠近丟手接頭15中軸線的位置滑動至錨定于橋塞所在的套管內壁的位置。

卡瓦組件中的卡瓦始終以對中的狀態從初始位置移動至錨定位置，由此確保了錨定的可靠性。壓裂時橋塞不會下行，避免了出現分層失效的問題，進而確保了分層壓裂施工質量比較理想。

作為可選地實施方式，壓環1與丟手接頭15之間優選為采用連接力可調節的螺紋結構相連接。當然也可以采用銷軸相連接。連接力可調節的螺紋結構適用性更強，可以根據實際情況通過改變壓環1與丟手接頭15之間嚙合的螺紋的牙數的方式來調節壓環1與丟手接頭15之間的連接力的大小。當送塞工具的心軸拉住丟手接頭15，送塞工具的外筒朝下方移動并對壓環1施加壓力時，該壓力會使壓環1與丟手接頭15之間的連接結構失效，該連接結構失效后壓環1下行并對卡瓦施加軸向壓力。

作為可選地實施方式，導向結構包括設置在卡瓦與壓環1兩者其中之一上(優選為卡瓦上，具體在卡瓦的齒牙基座4上)的如圖8所示楔形面103以及設置在卡瓦與壓環1兩者其中另一上(優選為壓環1上)的如圖6和圖7所示直線形凹槽(寬度尺寸一致且長度方向為直線方向的凹槽)101，其中：直線形凹槽101的底面為坡面102，楔形面103與坡面102相抵接且能相對滑動。上述結構利用了楔形面103與坡面102之間的滑動性能以及直線形凹槽101在滑動過程中的限位作用，理想地實現了卡瓦組件中卡瓦的對中功能。該直線形凹槽101的對中性能遠遠優于扇形凹槽。

本實施例中如圖8和圖9所示楔形面103與如圖7所示坡面102兩者具體可以為平面，也可以為互相匹配的配合面結構(例如凹面與凸面配合、褶皺面與褶皺面配合)或導軌結構。

如圖8～12所示，作為可選地實施方式，卡瓦包括齒牙基座4以及錨定齒牙3，其中：卡瓦通過錨定齒牙3錨定在套管內壁上；

齒牙基座4上設置有安裝槽，錨定齒牙3嵌于安裝槽內且錨定齒牙3的底面31與安裝槽的底面相抵接，錨定齒牙3的底面31能將錨定齒牙3錨定過程中承受的沿丟手接頭15軸向摩擦力部分轉化為沿丟手接頭15徑向的壓力。

該結構中由于錨定齒牙3的底面31可以通過轉化的方式消解掉錨定齒牙3外表面承受的至少部分軸向摩擦力，由此提高了錨定齒牙3的使用壽命以及工作可靠性。錨定齒牙3體積遠小于齒牙基座4，錨定齒牙3優選為硬度高于齒牙基座4，錨定齒牙3的材料具體可以采用陶瓷。待橋塞的其他零部件徹底腐蝕或降解后，錨定齒牙3會以破碎的陶瓷顆粒的結構形式落入套管內。

作為可選地實施方式，錨定齒牙3的底面31為平面或弧面，弧面的中心線或平面與丟手接頭15的中軸線存在銳角或鈍角夾角。該結構中平面或弧面均為規則面，便于加工、制造和裝配，當然，使用其他曲面以替代平面或弧面的技術方案也應該在本實用新型的保護范圍之內。

作為可選地實施方式，錨定齒牙3位于齒牙基座4上接近壓環1的位置，和/或，錨定齒牙3朝接近壓環1的方向厚度尺寸逐漸增大。

錨定齒牙3位于齒牙基座4上接近壓環1的位置時，齒牙基座4對錨定齒牙3施壓區段厚度較大，強度更高，所以有助于提高齒牙基座4的使用壽命以及工作可靠性。錨定齒牙3朝接近壓環1的方向厚度尺寸逐漸增大時，有助于改善錨定齒牙3的抗壓性能，提高其使用壽命以及工作可靠性。

作為可選地實施方式，丟手接頭15、彈性密封筒7、壓環1、環箍2以及齒牙基座4均為可降解材料或可腐蝕材料制成。

與變徑支撐環同理，在地層壓裂作業完成后橋塞的零部件除體積較小、會碎裂的錨定齒牙3外均可以自行降解或腐蝕時，可以省略鉆塞工藝。另外，萬一坐封失敗，也可以使橋塞的零部件自行降解或腐蝕后再坐封新的橋塞，故而施工方便。

作為可選地實施方式，丟手接頭15接近地層出口的外端口處設置有單流閥，單流閥包括封堵體13(優選為球體，為球體時可以稱為封堵球)以及防脫圈12，其中：

封堵體13單向封堵住丟手接頭15的外端口且能阻止流體沿背離地層出口的方向從丟手接頭15的外端口流入丟手接頭15的內部流體通道；

防脫圈12與丟手接頭15可拆卸連接且能防止封堵體13從丟手接頭15的外端口脫離。

作為可選地實施方式，單流閥還包括可降解材料或可腐蝕材料制成的防護圈14，防護圈14抵靠在丟手接頭15的外端口上且其耐降解或耐腐蝕性能強于丟手接頭15；

封堵體13堵塞在防護圈14的內壁上，且能將防護圈14的中心通孔封堵以阻止流體通過防護圈14的中心通孔沿背離地層出口的方向流入丟手接頭15的內部流體通道；

防脫圈12與丟手接頭15可拆卸連接(優選為螺紋連接)且能將防護圈14的位置鎖定并能防止封堵體13從防護圈14脫離。

防護圈14可以對丟手接頭15的外端口起到防護作用，進而延長丟手接頭15的外端口的降解或腐蝕速度，提高單流閥的可靠性。防護圈14更節省材料，有利于降低成本。

作為可選地實施方式，防脫圈12的內壁上設置有止位凸緣121，止位凸緣121抵壓于防護圈14上以將防護圈14鎖止于抵靠在丟手接頭15的外端口上的位置。防脫圈12對防護圈14可以起到鎖止、限位、防脫的作用。

作為可選地實施方式，防脫圈12上設置有防脫凸緣(防脫凸緣具體可以為防脫圈12內壁上的凸肩形成，也可以為與防脫圈12可拆卸連接的阻擋環)或防脫銷軸11，防脫凸緣或防脫銷軸11能防止封堵體13從丟手接頭15的外端口脫離。防脫凸緣或防脫銷軸11可以對封堵體13起到限位、防脫的作用。防脫銷軸11與防脫圈12可以共同形成阻止封堵球掉出的球籠結構。

作為可選地實施方式，防脫圈12、封堵體13均為可降解材料或可腐蝕材料制成。防脫圈12、封堵體13降解或可腐蝕后，單流閥會失效，之后便可以實施石油采掘作業。

單流閥處的結構本實用新型具有三種形式：

一、丟手接頭15采用降解或腐蝕速度相對較慢的材料，不設置防護圈14、防脫圈12上不設置防脫銷軸11僅設置防脫凸緣；

二、丟手接頭15采用降解或腐蝕速度相對較快的材料，設置降解或腐蝕速度相對較慢的材料制備的防護圈14，但防脫圈12上不設置防脫銷軸11；

三、丟手接頭15采用降解或腐蝕速度相對較快的材料，設置降解或腐蝕速度相對較慢的材料制備的防護圈14并且防脫圈12上也設置防脫銷軸11。

作為可選地實施方式，橋塞的零部件中部分或全部采用第一可腐蝕材料或第二可腐蝕材料，其中：

所述第一可腐蝕材料成分為：Al：5～10wt％，Zn：0.1～3wt％，Mn：0.01～1wt％，Sn:0.01～1wt％，Cu：0.05～5wt％，Pb：0.01～1.9wt％，Fe：0.01～5wt％，Si：0.01～1wt％，余量為Mg，各組分重量百分之和為100wt％；

所述第二可腐蝕材料成分為：Mg：2～7.8wt％，Cu：0.01～4wt％，Sn：0.01～2wt％，Zn：0.01～9wt％，Ga：0.1～4.5wt％，Mn：0.01～1wt％，In：0.1～4.5wt％，Fe：0.01～3wt％，余量為Al，各組分重量百分之和為100wt％。

上述材料成分配比制成的橋塞零部件降解、腐蝕性能以及強度、硬度性能均可以較好的滿足油氣儲層壓裂和油氣開采的需求。當然，上述公開的材料成分配比僅為本實用新型優選的成本配比，本領域技術人員也可以對其部分或全部元素以及元素的重量百分比進行更改。同時，上述材料也可以應用于制造橋塞零部件之外的其他橋塞的零部件。

作為可選地實施方式，第一可腐蝕材料或第二可腐蝕材料的制備工藝包括下述步驟：

步驟A：冶煉、鑄造

按設計的合金組分配比，稱取各組分，升溫熔化后，精煉，澆鑄；

步驟B：后處理

將第一步所得鑄錠進行熱處理包括均勻化退火，淬火，時效處理或者變形處理(包括擠壓、鍛造、軋制等)。

作為可選地實施方式，步驟A中的冶煉方式為真空冶煉或氣氛保護冶煉。

作為可選地實施方式，所述步驟A中包括步驟：

按一定配比真空冶煉第一可腐蝕材料中間合金C，第一可腐蝕材料中間合金C包括鋁、錳、鐵、硅和銅；

氣氛保護冶煉時，第一可腐蝕材料首先熔化純鎂、純鋁、純錫、純鋅、純鉛，再加入中間合金C；

作為可選地實施方式，所述步驟A中包括步驟：

按一定配比真空冶煉第二可腐蝕材料中間合金D，第二可腐蝕材料中間合金D包括鋁、銅、錳、鐵；

氣氛保護冶煉時，第二可腐蝕材料首先熔化純鎂、純鎵、純鋁、純錫、純鋅、純銦，再加入中間合金D。

中間合金的熔點較高，含量較少，較晚加入既有利于合金化元素的成分控制也有利于充分利用冶煉設備，節省能源。

作為可選地實施方式，第一可腐蝕材料的性能滿足如下條件：在室溫下壓縮強度為400MPa以上，在70℃且0.5％氯化鉀溶液中腐蝕速率大于0.2mg/cm²·hr，和/或，

第二可腐蝕材料的性能滿足如下條件：

在室溫下壓縮強度為320MPa以上；在70℃的氯化鉀含量為0.5％的溶液中腐蝕速率大于0.1mg/cm²·hr。

實驗證明在油氣儲層壓裂和油氣開采時，上述變徑支撐環制造材料的降解、腐蝕性能以及強度、硬度性能可以理想的滿足對大多數地層以及橋塞所在的套管的需要。當然，本領域技術人員也可以根據實際需要壓裂的地層的條件以及橋塞所在的套管的強度和硬度性能對變徑支撐環的材料的性能進行適當更改。

本實用新型中卡瓦的齒牙基座4、防護圈14優選為采用第一可腐蝕材料，其他零部件中除錨定齒牙3、彈性密封筒7外可以均采用第二可腐蝕材料。

上述本實用新型所公開的任一技術方案除另有聲明外，如果其公開了數值范圍，那么公開的數值范圍均為優選的數值范圍，任何本領域的技術人員應該理解：優選的數值范圍僅僅是諸多可實施的數值中技術效果比較明顯或具有代表性的數值。由于數值較多，無法窮舉，所以本實用新型才公開部分數值以舉例說明本實用新型的技術方案，并且，上述列舉的數值不應構成對本實用新型創造保護范圍的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語來限定零部件的話，本領域技術人員應該知曉：“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述上對零部件進行區別如沒有另行聲明外，上述詞語并沒有特殊的含義。

同時，上述本實用新型如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結構件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為：能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為：不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當然，互相固定連接也可以為一體式結構(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。

另外，上述本實用新型公開的任一技術方案中所應用的用于表示位置關系或形狀的術語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態或形狀。本實用新型提供的任一部件既可以是由多個單獨的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨部件。

在本實用新型的描述中如果使用了術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“上”、“下”等，那么上述術語指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備、機構、部件或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本實用新型的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。