CN103939073B - 一种油田分段压裂用投球装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田分段压裂用投球装置，其包括投球装置本体(6)和密封圈(7)，该密封圈(7)设置于该投球装置本体(6)内以实现该本体与其他部件的密封，所述油田分段压裂用投球装置的特征在于：其还包括投球器(5)和液缸(9)，所述投球器(5)通过所述液缸(9)在所述投球装置本体(6)内进行往复运动，所述投球器(5)和所述投球装置本体(6)均在其顶部的左右两端分别设有投球孔，所述液缸(9)通过液缸座(8)与投球装置本体(6)相连接。本发明结构简单，能够交替投球，提高了投球效率。

Description

一种油田分段压裂用投球装置
技术领域
本发明涉及一种油田分段压裂施工装置，具体而言，本发明涉及一种油田分段压裂用投球装置。
背景技术
在低渗透油气田、页岩气田的生产开发中，由于地层存在多个油藏储层，每个储层需要进行一段或多段开采，因此需要分段压裂施工，采用多级投球式分段压裂施工工艺来打开滑套。在上述工艺过程中，随着压裂级数的增加，需要投放的球的个数也增多。目前，常采用打开井口直接将球投放的方式，较少采用投球装置将球投放。现有的投球装置多为单球投放装置，通常需近距离操作，而施工过程中井口压力很高(至少>40Mpa)，威胁到操作人员的人身安全，并且操作人员需要多次往返于井口投球器，以操作投球器开关而释放憋压球，投球过程复杂、不连续且费时费力，并且由于这些投球装置无密封性能，因此投放过程中不能保持井内的压力，只能在无压情况下进行投放。
中国实用新型专利CN200949457Y公开了一种稠油井多层段分注投球装置，其具有投球勺的结构，将投球器安装在注汽井口上，采用常见的井口连接方式，即连接法兰盘(采油采气井口常用法兰)或直接通过螺纹安装在井口或地面投球管线上(施工中投球管线均留有对应的连接接口)，根据油井情况将球装入投球器内。上述投球装置转动投球勺180度即可将球投入井内，但其对投球勺的旋转角度有着严格的要求，通过在装置外的操作阀杆难以把握装置内投球勺的方位，易出现投球勺旋转不到位，球不能落入井内的情况，并且装置内储藏的球的个数有限。
综上所述，现有的油田施工用投球装置具有结构复杂，操作过程繁琐甚至难于操作以及投球数量有限等问题。
发明内容
为了解决现有的油田施工用投球装置的结构复杂、操作过程繁琐甚至难于操作以及投球数量有限等问题，本发明提供了一种能够进行多球投放的投球装置，其具有两侧均设置投球孔的投球器，通过该投球器的往复运动进行交替投球，实现多球投放。上述投球装置的结构简单、操作方便，通过液压阀控制液缸的往复运动可以实现远程控制，也可通过手轮驱动控制，为多级投球式滑套的压裂施工提供了保证。
本发明所提供的一种油田分段压裂用投球装置，其包括投球装置本体6和密封圈7，该密封圈7设置于该投球装置本体6内以实现该本体与其他部件的密封，所述油田分段压裂用投球装置的特征在于：其还包括投球器5和液缸9，所述投球器5与所述液缸9的推杆相连，通过液压阀控制该液缸9的往复运动以实现所述投球器5在所述投球装置本体6内的往复运动，形成液压驱动投球结构。在本发明的液压驱动投球结构中，所采用的液缸9是常规液压系统中常用的执行器之一，所述液压阀是行业中常用的普通液压换向阀，所述液缸9与液压阀的出口之间通过常见液压软管连接，液压阀的进口通过常见液压软管连接到液压泵上，液缸9、液压阀、液压泵及配套管线和附件组成行业中常见简单液压驱动系统，通过液压阀的反复换向实现液缸9的往复运动，从而推动投球器5往复运动，实现连续往复投球动作，投球数量没有限制，操作简单，投球效率高。通过改变所述液压阀与液缸9之间的连接管线长度，使操作人员在远离高压井口处通过操作液压阀，使液缸9运动而推动投球器5运动，实现在距离井口的不同位置控制投球，尤其是远程操控。所述投球器5与投球装置本体6之间采用密封圈7进行密封，能保证注液时井筒内压力不通过投球器5泄露。所述投球器5和所述投球装置本体6均在其顶部的左右两端分别设有投球孔，将球通过投球装置本体6的投球孔向投球器5投球，投球器5随着驱动液缸9往复运动将球投入到井内，该液缸9通过液缸座8与投球装置本体6相连接。
所述投球器5连有推拉杆4，所述推拉杆4通过锁紧螺母2与旋转手轮1固定以手动控制投球器5在投球装置本体6内的往复运动，通常在液缸失效时，采用手动控制投球，增加了该装置的驱动方式，提高了装置的适应性。所述投球装置本体6内设置推拉杆4的一端外套有螺杆盖3，所述螺杆盖3具有直径大小不等的两个盖端以同时套在所述投球装置本体6和所述推拉杆4外围，以在不影响推拉杆4的往复运动的同时实现所述投球装置本体6的密封。
所述投球装置本体6为十字形，投球器5在往复投球过程中始终通过投球孔左右两端的密封圈确保投球装置本体6内部密封，因此投球装置本体6内的压力可以与有外界不一样，所述液缸座8和所述螺杆盖3分别设置在该十字形本体的左右两端，以提供投球机构两种投球驱动方式(手动驱动投球和液压驱动投球)的接口，手动驱动方式的结构(推拉杆4、锁紧螺母2、旋转手轮1)通过螺杆盖3连接到投球器5上，实现手动控制投球，完成投球任务；所述液压驱动投球结构通过液缸座8连接到投球器5上，实现远程操控驱动投球器5动作，从而完成远程控制投球任务。
所述十字形的投球装置本体6位于所述液缸座8和所述螺杆盖3以下的部分采用现有技术中通用的方式与井口连接，该投球装置本体6位于所述液缸座8和所述螺杆盖3以上的竖直部分侧壁设置管线连接孔以连接压裂液管线，形成液流通道，泵送压裂液至井内的同时泵冲憋压球顺利入井，该投球装置本体6竖直部分顶部内置有阻挡件，所述阻挡件底端的位置低于所述管线连接孔而高于投球器5，所述阻挡件底端与所述投球装置本体6的侧壁之间的间隙小于所述投球装置本体6内最小憋压球的直径，以挡住憋压球，防止低密度憋压球上返，利于憋压球顺利进入井内。所述投球装置本体6横向投球机构主要实现往复式投球，位于所述液缸座8和所述螺杆盖3以上的竖直部分结构总体功能是提供泵送压裂液通道，并实现不停泵情况下顺利投放憋压球入井。
本发明所提供的一种油田分段压裂用投球装置，采用液缸推动投球器，使投球器在投球装置本体内往复运动，实现交替式投球。本发明能实现的有益效果如下：
(1)本发明通过液缸实现投球器的往复运动，结构简单，并能实现在距离井口的不同位置控制投球，尤其是远程操控，并且操控更安全；
(2)投球器顶部的左右两端分别设有投球孔，投球器在投球装置本体内往复运动时可通过两个投球孔交替投球，提高了投球效率；
(3)交替投球使得同时能够进行多球连续投放，实现多级滑套压裂。
附图说明
图1为本发明的油田分段压裂用投球装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-旋转手轮；
2-锁紧螺母；
3-螺杆盖；
4-推拉杆；
5-投球器；
6-投球装置本体；
7-密封圈；
8-液缸座；
9-液缸。
具体实施方式
如图1所示的油田分段压裂用投球装置，包括旋转手轮1、锁紧螺母2、螺杆盖3、推拉杆4、投球器5、投球装置本体6、密封圈7、液缸座8和液缸9。其中旋转手轮1在液缸失效情况下手动进行投球操作；锁紧螺母2将旋转手轮1与推拉杆4连接固定；螺杆盖3在不影响推拉杆4的往复运动的同时实现投球装置本体6的密封；推拉杆4与旋转手轮1连接，与旋转手轮1共同在不能使用液缸进行投球的情况下实现手动投球；投球器5顶部的左右两端分别有一个投球孔，当投球器5在投球孔内往复运动时，可以实现交替投球；投球装置本体6顶部的左右两端也分别有一个投球孔，通过该本体上的投球孔向投球器5内投球，投球器5在投球装置本体6内往复运动，实现多球投放；密封圈7密封投球器5和投球装置本体6，实现球下入孔内液流和压力的密封；液缸座8实现液缸9与投球装置本体6的连接；液缸9的推动轴与投球器5连接，通过控制液压阀的控制该液缸9的往复运动以实现所述投球器5在所述投球装置本体6内的往复运动。
所述投球装置本体6为十字形，所述液缸座8和所述螺杆盖3分别设置在该十字形本体的左右两端。所述十字形的投球装置本体6位于所述液缸座8和所述螺杆盖3以下的竖直部分采用本领域常用方式(如螺纹安装等)与井口连接，其位于所述液缸座8和所述螺杆盖3以上的竖直部分侧壁设置管线连接孔以连接压裂液管线，形成液流通道，泵送压裂液至井内的同时泵冲憋压球顺利入井，该投球装置本体6竖直部分顶部内置有阻挡件，所述阻挡件底端的位置低于所述管线连接孔而高于投球器5，所述阻挡件底端与所述投球装置本体6的侧壁之间的间隙小于所述投球装置本体6内最小憋压球的直径，以挡住憋压球，防止低密度憋压球上返，利于憋压球顺利进入井内。
所述液压阀为液压换向阀，该液压阀与液缸9通过液压软管相连接，该液压阀连有液压泵。

Claims (2)

1.一种油田分段压裂用投球装置，其包括投球装置本体(6)和密封圈(7)，该密封圈(7)设置于该投球装置本体(6)内以实现该投球装置本体与投球器的密封，所述油田分段压裂用投球装置的特征在于：
其还包括投球器(5)和液缸(9)，所述投球器(5)与所述液缸(9)的推杆相连，所述液缸(9)连有液压阀，通过液压阀控制该液缸(9)的往复运动以实现所述投球器(5)在所述投球装置本体(6)内的往复运动，所述投球器(5)和所述投球装置本体(6)均在其顶部的左右两端分别设有投球孔，所述液缸(9)通过液缸座(8)与投球装置本体(6)相连接；
所述投球器(5)连有推拉杆(4)，所述推拉杆(4)通过锁紧螺母(2)与旋转手轮(1)固定以手动控制投球器(5)在投球装置本体(6)内的往复运动，所述投球装置本体(6)内设置推拉杆(4)的一端外套有螺杆盖(3)，所述螺杆盖(3)具有直径大小不等的两个盖端以同时套在所述投球装置本体(6)和所述推拉杆(4)外围，以在不影响推拉杆(4)的往复运动的同时实现所述投球装置本体(6)的密封；
所述投球装置本体(6)为十字形，所述液缸座(8)和所述螺杆盖(3)分别设置在该十字形本体的左右两端；
所述十字形的投球装置本体(6)位于所述液缸座(8)和所述螺杆盖(3)以上的竖直部分侧壁设置管线连接孔以连接压裂液管线，该投球装置本体(6)竖直部分顶部内置有阻挡件，所述阻挡件底端的位置低于所述管线连接孔而高于投球器(5)，所述阻挡件底端与所述投球装置本体(6)的侧壁之间的间隙小于所述投球装置本体(6)内最小憋压球的直径。
2.根据权利要求1所述的一种油田分段压裂用投球装置，其特征在于：
所述液压阀为液压换向阀，该液压阀与液缸(9)通过液压软管相连接，该液压阀连有液压泵。
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