CN101929330A - 遥控旋塞式钢球投球系统 - Google Patents

遥控旋塞式钢球投球系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101929330A
CN101929330A CN2010101556308A CN201010155630A CN101929330A CN 101929330 A CN101929330 A CN 101929330A CN 2010101556308 A CN2010101556308 A CN 2010101556308A CN 201010155630 A CN201010155630 A CN 201010155630A CN 101929330 A CN101929330 A CN 101929330A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel ball
high pressure
cock
actuator
delivery system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010101556308A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101929330B (zh
Inventor
孙虎
邓继学
刘培润
白珠叶
曹欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Original Assignee
Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd filed Critical Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority to CN 201010155630 priority Critical patent/CN101929330B/zh
Publication of CN101929330A publication Critical patent/CN101929330A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101929330B publication Critical patent/CN101929330B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明属于石油天然气行业，特别是井下技术作业中不动管柱分层压裂工艺技术的配套技术，确切说是遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：至少包括三通，连接在压裂施工的高压管线上；三通两直通端使高压管线贯通；一个高压旋塞连接在三通的垂直端，不同直径的钢球放置在高压旋塞内；一个执行器与高压旋塞连接，用于控制高压旋塞的开口度；一个控制器用于向执行器输入一开口度的命令信号，使执行器对应控制高压旋塞的开口度与投放的钢球直径相一致。它提供了一种安全性好、节省时间、工艺性好的遥控旋塞式钢球投球系统。

Description

遥控旋塞式钢球投球系统
技术领域
本发明属于石油天然气行业，特别是井下技术作业中不动管柱分层压裂工艺技术的配套技术，确切说是遥控旋塞式钢球投球系统，用于进行安全高效地投钢球进行分层压裂。
背景技术
不动管柱分层压裂施工中，要停泵投钢球，打滑套进行分层压裂，现用投钢球的方式是在第一层压裂完成后，利用压裂井口上的阀门进行投入的。首先要在30-40MPa的高压下，将井口上的总阀门关上，再将井口上部的压力放掉，将压裂施工管线拆卸掉，再将钢球投入井口的上部，然后关上井口上部的阀门，打开总阀门，将钢球投入井内，再连接高压管线进行施工。这样做存在以下几个问题：
（1）在高压状况下，开关阀门比较危险，并且也很费力费事，开关两个阀门约需15分钟，一旦阀门出问题，就会伤及现场施工人员和设备；
（2）拆装一次井口的压裂高压管线，也是很费时费力的事情，工作量大，也很费力费事，约需15分钟；
（3）当钢球置于井口两个阀门中间时，因井内压力高，两个阀门之间已进行放空，把井口阀门打开时，井内液体向两个阀门空间冲入时，会将钢球冲到井口的旁通阀门处，当井口压力恢复后，往往会出现钢球投不下去的情况，造成分层压裂失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全性好、节省时间、工艺性好的遥控旋塞式钢球投球系统。
本发明的目的是这样实现的，遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：至少包括三通，连接在压裂施工的高压管线上；三通两直通端使高压管线贯通；一个高压旋塞连接在三通的垂直端，不同直径的钢球放置在高压旋塞内；一个执行器与高压旋塞连接，用于控制高压旋塞的开口度；一个控制器用于向执行器输入一开口度的命令信号，使执行器对应控制高压旋塞的开口度与投放的钢球直径相一致。
所述的钢球是从小到大排列，钢球数在1-3个。
所述的控制器包括一个键盘、一个显示器、一个控制单元和远程控制接口，通过键盘输入需要投放的钢球直径，显示在显示器上，经确认无误后，启动确认键，控制单元通过远程控制接口向执行器发送信号，由执行器控制高压旋塞打开选定钢球直径的开口度，投放钢球。
所述的高压旋塞是2″-3″的高压旋塞。
所述的执行器是液动执行器或电动执行器，所述的执行器最大扭矩可以达到500Nm。
所述的钢球的最大直径为70mm。
本发明的工作过程及优点是：由于将钢球置于这个旋塞内，当不动管柱分层压裂施工，当第一层压完后，需投钢球进行第二层压裂时，只要将旋塞打开一定的角度，使钢球自由落入高压管线中，高压管线中高速流动的液体就能将钢球带入井内，达到分层压裂的要求；可以根据旋塞的开度与钢球所对应的直径，分别投入不同直径的钢球（一次可以装入2-3个钢球），达到分压打滑套的要求；投球过程中可以停泵投钢球也可以不停泵投钢球，达到精确遥控控制和安全高效施工的要求。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明工作过程说明图；
图3是控制箱电源旋钮示意图。
图中：1、三通；2、高压旋塞；3、堵头；4、执行器；5、控制器；6、高压管线；7、钢球。
具体实施方式
如图1和图2所示，在压裂施工的高压管线6上，安装一个三通1，在三通1上再安装一个2″或3″的高压旋塞2，将不同直径的钢球7置于这个高压旋塞2内，高压旋塞2上端固定堵头3，一个执行器与高压旋塞2连接，用于控制高压旋塞2的开口度；一控制器5与执行器4电连接，用于向执行器4输入一开口度的命令信号，使执行器4对应控制高压旋塞2的开口度与投放的钢球7的直径相一致。钢球7是以小到大排列，钢球数在1-3个。最大的钢球7的直径为70mm。
当不动管柱分层压裂施工时，第一层压完后，需投钢球进行第二层压裂时，只要通过控制器输入参数，执行器根据参数将旋塞打开到选择参数的角度，使钢球自由落入高压管线中，高压管线中高速流动的液体就能将钢球带入井内，达到分层压裂的要求；一次可以装入2-3个钢球，可以根据旋塞的开度与钢球所对应的直径，分别投入不同直径的钢球7，达到分压打滑套的要求；投球过程中可以停泵投钢球也可以不停泵投钢球。
如图1和图2所示，高压旋塞2是2″-3″的高压旋塞，高压旋塞2的阀芯可进行遥控，钢球7在高压旋塞内，钢球7在高压旋塞2内是以小到大排列2-3个。利用阀芯的开启度与钢球直径相对应，达到每次可以投入2-3不同直径钢球。下表是旋塞内的工作压力与执行器工作扭矩的关系表：
阀腔内压力（Mpa） 0 15 28 40 60 70
开闭力矩  （Nm） 15 40 55 90 110 120
执行器4采用液动执行器或电动执行器，其最大扭矩可以达到500Nm。控制执行器4的控制器5包括一个键盘、一个显示器、一个控制单元和远程控制接口，通过键盘输入需要的投放的钢球直径，显示在显示器上，经确认无误后，启动确认键，控制单元通过远程控制接口向执行器4发送信号，由执行器控制高压旋塞打开选定钢球直径的开口度投放钢球。
本发明中最少可以投1-3个钢球，是为了保证不动管柱压裂工艺可以连续压裂2-4个层。
本发明中的高压旋塞是压裂高压管汇中的高压流体控制器，其主要作用是在高压流体的状态下，关闭或打开高压管线6的流体通道，是钢球投球器的主体部件，也是成熟的高压流体控制元器件之一。执行器4可以精确控制旋塞阀的开启度，按钢球直径的大小，来控制旋塞的开启度。高压三通1是压裂高压管汇的主要流体控制件之一，在主要作用是将其窜连接在压裂高压管线上，将旋塞式钢球投球器与高压主管线连通，能够将钢球投到高压管线6中。旋塞2的一端与高压三通1相连，另一端为一个堵头3将其封堵，与压裂管线形成一个高压连通器。
本发明中控制器5有两种工作模式，通过电源开关的位置决定：
1.    试验模式
如图1和图3所示，试验旋塞阀开度的方法：先将电源开关旋钮旋到工作位置（顺时针方向旋转），试验开关旋钮旋到回位位置→按控制器5键盘中的▲键或▼键让参数值指令值达到初步想设定的值，→将试验开关旋钮旋到工作状态位置（顺时针方旋转），→旋塞阀便在执行器的驱动下，逐渐开启到设定的位置。若钢球提前通过旋塞阀，说明预先设置的指令值（参数）过大，因此要及时记下钢球通过旋塞阀时显示的指令值；若钢球未通过旋塞阀，说明旋塞阀的开度不够，此时可按住控制器5键盘中的▲键，直到钢球7通过旋塞阀，记下此时显示的参数值。为了施工安全，上面操作步骤须重复作一两次，以保证指令值（参数）准确无误。用上面方法得到的参数值，就成为在工作状时设定                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE001
键（旋钮）的值令值。用同样的方法确认
Figure 509186DEST_PATH_IMAGE002
键、键的指令值。
值得特别强调的是：为了保证旋塞阀在高压工况下也能顺利开启，平衡旋塞阀的上下压差是必要的选择。
Figure 180339DEST_PATH_IMAGE001
就是为平衡旋塞阀的上下压力而予留的开度。其开度应小于最小球通过旋塞阀的开度。
当四个位点的指令值确定后。将试验旋钮旋到回位位置，下一步便可以进行各位点的指令设置了。
2.    工作模式
（1）四个位点开关的指令设置系数
控制箱可设置和储存四个指令。当指令发出后，执行器便开始动作并准确停在予先设置的位置。四个指令分别由 
Figure 884990DEST_PATH_IMAGE001
 、
Figure 426830DEST_PATH_IMAGE004
 、
Figure 925944DEST_PATH_IMAGE002
 、 四个旋钮开关控制。四个指令与四个旋钮分别一一对应。修改指令前必须先写入该旋钮的设置系数。
       F2.30
Figure 192343DEST_PATH_IMAGE004
       F2.31
Figure 862359DEST_PATH_IMAGE002
       F2.32
Figure 976945DEST_PATH_IMAGE003
       F2.33
（2）修改指令
先将
Figure 288978DEST_PATH_IMAGE005
旋钮搬到工作位置，
Figure 805410DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 646327DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 248210DEST_PATH_IMAGE002
、旋钮搬到回位位置，然后开始下面的操作步骤：
Figure 203713DEST_PATH_IMAGE006
 
Figure 746690DEST_PATH_IMAGE007
（显示的数值是上次设定的指令数值）→ 按▲键或▼键来加大或减小指令数值，直到达到需要的数值（指令数值也就是执行器动作全程的百分比数，例如：想让执行器动作到全行程的15%，指令值便设定为
Figure 570290DEST_PATH_IMAGE008
）。最后再按一次
Figure 958546DEST_PATH_IMAGE009
键。修改（或者确认）
Figure 183991DEST_PATH_IMAGE001
 旋钮指令的工作便告完成。此时的显示为
Figure 366710DEST_PATH_IMAGE010
。
再按
Figure 943185DEST_PATH_IMAGE011
 键两次，便可进行
Figure 869553DEST_PATH_IMAGE004
 旋钮指令数值的修改。用同样的方法，用
Figure 949504DEST_PATH_IMAGE012
 、
Figure 568704DEST_PATH_IMAGE013
 设置系数修改 
Figure 366896DEST_PATH_IMAGE002
 、
Figure 628113DEST_PATH_IMAGE003
 旋钮的指令值。
（3）发出指令
当各位点的指令修改工作完成后，便可以根据需要逐一搬动、、
Figure 169319DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 437489DEST_PATH_IMAGE003
旋钮到工作位置发出指令，让执行器动作到设定的位置。要注意的是：每当某个旋钮的指令执行完后，须将该旋钮搬回到回位位置，下一个旋钮才能发出指令。

Claims (7)

1.遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：至少包括三通，连接在压裂施工的高压管线上；三通两直通端使高压管线贯通；一个高压旋塞连接在三通的垂直端，不同直径的钢球放置在高压旋塞内；一个执行器与高压旋塞连接，用于控制高压旋塞的开口度；一控制器用于向执行器输入一开口度的命令信号，使执行器对应控制高压旋塞的开口度与投放的钢球直径相一致。
2.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述的钢球是以小到大排列，钢球数在1-3个。
3.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述的控制器包括一个键盘、一个显示器、一个控制单元和远程控制接口，通过键盘输入需要的投放的钢球直径，显示在显示器上，经确认无误后，启动确认键，控制单元通过远程控制接口向执行器发送信号，由执行器控制高压旋塞打开选定钢球直径的开口度，投放钢球。
4.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述的高压旋塞是2″-3″的高压旋塞。
5.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述的执行器是液动执行器或电动执行器，所述的执行器最大扭矩达到500Nm。
6.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述的钢球的最大直径为70mm。
7.根据权利要求1所述的遥控旋塞式钢球投球系统，其特征是：所述控制器有两种工作模式，通过电源开关的位置决定，两种工作模式是试验模式和工作模式，通过试验模式获取钢球直径参数，存贮在控制器中，工作模式是通过获取钢球直径参数进行直接控制。
CN 201010155630 2010-04-26 2010-04-26 遥控旋塞式钢球投球系统 Expired - Fee Related CN101929330B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010155630 CN101929330B (zh) 2010-04-26 2010-04-26 遥控旋塞式钢球投球系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010155630 CN101929330B (zh) 2010-04-26 2010-04-26 遥控旋塞式钢球投球系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101929330A true CN101929330A (zh) 2010-12-29
CN101929330B CN101929330B (zh) 2012-12-05

Family

ID=43368721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010155630 Expired - Fee Related CN101929330B (zh) 2010-04-26 2010-04-26 遥控旋塞式钢球投球系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101929330B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103939079A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 中国石油化工股份有限公司 压裂酸化用井口投球装置及其操作方法
CN104790932A (zh) * 2015-04-21 2015-07-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种连续分层压裂投球器及其控制方法
CN104929602A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 西南石油大学 一种水平井多级压裂用齿轮控制智能投球的装置及方法
CN106285607A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种co2压裂用远程控制高压卸荷系统及使用方法
CN112360391A (zh) * 2020-12-09 2021-02-12 中国石油天然气集团有限公司 全自动无线远程控制固井水泥头及使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5205359A (en) * 1991-09-17 1993-04-27 Halliburton Company Automatic ball injector apparatus and method
US20080223587A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Isolation Equipment Services Inc. Ball injecting apparatus for wellbore operations
CN101408098A (zh) * 2008-11-19 2009-04-15 西安长庆科技工程有限责任公司 定时自动投球装置及方法
CN101476457A (zh) * 2009-01-20 2009-07-08 邵靖 油井自动投球装置
CN101566058A (zh) * 2008-10-21 2009-10-28 中国石油新疆油田分公司采油工艺研究院 一种多球投球器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5205359A (en) * 1991-09-17 1993-04-27 Halliburton Company Automatic ball injector apparatus and method
US20080223587A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Isolation Equipment Services Inc. Ball injecting apparatus for wellbore operations
CN101566058A (zh) * 2008-10-21 2009-10-28 中国石油新疆油田分公司采油工艺研究院 一种多球投球器
CN101408098A (zh) * 2008-11-19 2009-04-15 西安长庆科技工程有限责任公司 定时自动投球装置及方法
CN101476457A (zh) * 2009-01-20 2009-07-08 邵靖 油井自动投球装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103939079A (zh) * 2013-01-23 2014-07-23 中国石油化工股份有限公司 压裂酸化用井口投球装置及其操作方法
CN103939079B (zh) * 2013-01-23 2016-06-22 中国石油化工股份有限公司 压裂酸化用井口投球装置及其操作方法
CN104790932A (zh) * 2015-04-21 2015-07-22 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种连续分层压裂投球器及其控制方法
CN104790932B (zh) * 2015-04-21 2017-07-25 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种连续分层压裂投球器及其控制方法
CN104929602A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 西南石油大学 一种水平井多级压裂用齿轮控制智能投球的装置及方法
CN104929602B (zh) * 2015-05-21 2017-06-20 西南石油大学 一种水平井多级压裂用齿轮控制智能投球的装置及方法
CN106285607A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 一种co2压裂用远程控制高压卸荷系统及使用方法
CN112360391A (zh) * 2020-12-09 2021-02-12 中国石油天然气集团有限公司 全自动无线远程控制固井水泥头及使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101929330B (zh) 2012-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3042189C (en) Mobile pump system
CN201650255U (zh) 遥控旋塞式钢球投球器
CN101929330A (zh) 遥控旋塞式钢球投球系统
CN104712300B (zh) 一种压裂施工投球装置及其投球方法
CN202031536U (zh) 新型井口安全阀控制系统
US20210131410A1 (en) Mobile Pump System
CN103147399A (zh) 预应力智能张拉系统
CN102866072A (zh) 压力容器压力循环试验装置
CN109931040B (zh) 一种分注井远程智能控制系统及方法
CN201090205Y (zh) 集中监控的节流和压井装置
CN104405346A (zh) 一种水力喷砂射孔节流管汇
CN210013682U (zh) 超高压大通径多流道注入压裂井口装置
CN106168129A (zh) 一种基于井控系统的一步关井方法
CN111622711A (zh) 一种用于开启井下安全阀的微型井下液站系统
CN204283373U (zh) 一种水力喷砂射孔节流管汇
CN204532319U (zh) 一种压裂施工投球装置
CN203096618U (zh) 预应力智能张拉系统
CN207296965U (zh) 一种油气井套管安全阀
CN204532323U (zh) 一种用于压裂施工投球的球仓及其投球装置
CN201818258U (zh) 一种控制压力钻井用节流管汇
CN204532318U (zh) 一种压裂施工投球装置
CN210422582U (zh) 采油开关器和分层采油设备
CN208983022U (zh) 一种市政用天然气管道检漏修补装置
CN104006293A (zh) 地面防喷器控制装置的氮气备用系统
CN203176725U (zh) 地面防喷器控制装置的氮气备用系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121205

Termination date: 20160426