CN106917600A - 一种旋转式多球投球器 - Google Patents

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叶姜
刘贻军
余和平
包月富
张戈
刘怀林
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/14—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种旋转式多球投球器，包括外筒总成，该外筒总成整体为右侧敞口的环空筒且该外筒总成的环空部分形成内腔，在内腔内设置圆轴，该圆轴与内腔同轴且该圆轴左端固定在内腔左侧内端面上，内筒总成插入内腔内并与圆轴配合，油管短节通过丝扣连接方式与外筒总成右侧连接且卡紧内筒总成，转动总成穿过油管短节的内腔与内筒总成连接，本发明适用于多、薄煤层煤层气压裂，本发明成本低廉，结构简单，可靠性高，操作方便，可以节省大量的人力、物力。

Description

一种旋转式多球投球器
技术领域
本发明涉及一种旋转式多球投球器，属于石油、天然气开发技术领域。
背景技术
目前，煤层气开发的储层强化改造措施主要有压裂改造和洞穴完井两种方式。由于洞穴完井技术仅仅适用于高渗高压储层，仅在美国圣胡安盆地获得较好的应用效果。目前国内煤层气开发应用最广泛的储层强化措施依然是压裂改造技术。但该技术主要针对单一厚煤层进行压裂，在我国华北地区具有普遍适用性和有效性，对于像贵州省西部富煤区块的多、薄煤层发育地区并不完全适宜。
基于分段压裂技术在多、薄产层中的油气产业压裂应用效果，考虑将不同层段内的多个煤层看作一个“含气层”，实现纵向上多个“含气层”储层改造目的。为了最大程度改造储层，压裂单个过程中，需要井口投球暂时封堵已经形成主裂缝的孔眼，以在“含气层”其他孔眼里形成新的裂缝。
目前国内煤层气压裂使用的投球器都是沿用常规油气投球器，不仅成本偏高且结构过于复杂，而且需要停泵投球。
发明内容
本发明的目的是：提供一种旋转式多球投球器，可实现压裂过程中不停泵投球，且投球完毕后可重复安装球，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案
一种旋转式多球投球器，包括外筒总成，该外筒总成整体为右侧敞口的环空筒且该外筒总成的环空部分形成内腔，在内腔内设置圆轴，该圆轴与内腔同轴且该圆轴左端固定在内腔左侧内端面上，内筒总成插入内腔内并与圆轴配合，油管短节通过丝扣连接方式与外筒总成右侧连接且卡紧内筒总成，转动总成穿过油管短节的内腔与内筒总成连接。
前述的一种旋转式多球投球器中，在外筒总成的外侧顶部中间位置设置泄压阀且该泄压阀与内腔连通，在泄压阀处设置压力表，在外筒总成右侧表面上设置连接丝扣，在外筒总成左侧端面上设置球孔且该球孔与内腔连通。
前述的一种旋转式多球投球器中，在内筒总成左侧设置空心轴，该空心轴与内筒总成同轴且该空心轴可与圆轴配合，在内筒总成右侧设置方形凸轴且该方形凸轴与转动总成配合连接，在内筒总成表面上设置至少一根空心管，该空心管的轴线与内筒总成的轴线平行，在空心管内左侧设置至少一颗暂堵球，在空心管内右侧设置封盖，在暂堵球与封盖之间设置预紧弹簧，在空心管面对内腔侧均匀布置通孔。
前述的一种旋转式多球投球器中，在内筒总成与油管短节之间设置密封圈。
前述的一种旋转式多球投球器中，所述转动总成包括转盘、转轴、轮辐和凹槽，4条均匀分布的轮辐将转盘和转轴连一体，所述转轴外端设有一个与内筒总成右侧连接的凹槽。
本发明原理：将压裂井口投球器与压裂高压管线连接后，压裂液通过外筒总成的球孔进入外筒总成的内腔，再通过内筒总成的连通孔进入空心管，实现了投球器与高压压裂液的压力平衡；当压裂进行到一段时间需要投球封堵时，首先将转盘顺时针转动，将内筒总成2中的一个空心管与外筒总成中球孔对准后，在空心管内弹簧的作用下将空心管内暂堵球射出，如需再投球可继续将转盘顺时针转动，将剩余空心管内的暂堵球射出
与现有技术相比较，本发明适用于多、薄煤层煤层气压裂，本发明成本低廉，结构简单，可靠性高，操作方便，可以节省大量的人力、物力。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是本发明中外筒总成结构示意图；
附图3是本发明中外筒总成结构的侧视图；
附图4是本发明中的内筒总成的结构示意图；
附图5是本发明中的内筒总成的侧视图；
附图6是本发明中的转动总成的结构示意图；
附图7是本发明中的转动总成的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明是按分组实验进行制作，具体实验如下：
实施例：一种旋转式多球投球器，如附图所示，包括外筒总成1，该外筒总成1整体为右侧敞口的环空筒且该外筒总成1的环空部分形成内腔14，在内腔14内设置圆轴15，该圆轴15与内腔14同轴且该圆轴15左端固定在内腔14左侧内端面上，内筒总成2插入内腔14内并与圆轴15配合，油管短节3通过丝扣连接方式与外筒总成1右侧连接且卡紧内筒总成2，转动总成4穿过油管短节3的内腔与内筒总成2连接。
其中在外筒总成1的外侧顶部中间位置设置泄压阀11且该泄压阀11与内腔14连通，在泄压阀11处设置压力表12，在外筒总成1右侧表面上设置连接丝扣13，在外筒总成1左侧端面上设置球孔16且该球孔16与内腔14连通。
在内筒总成2左侧设置空心轴27，该空心轴27与内筒总成2同轴且该空心轴27可与圆轴15配合，在内筒总成2右侧设置方形凸轴25且该方形凸轴25与转动总成4配合连接，在内筒总成2表面上设置3根空心管22，空心管22之间夹角都为90度，该空心管22的轴线与内筒总成2的轴线平行，在空心管22内左侧设置至少一颗暂堵球21，在空心管22内右侧设置封盖24，在暂堵球21与封盖24之间设置预紧弹簧23，在空心管22面对内腔14侧均匀布置通孔26，在内筒总成2与油管短节3之间设置密封圈5。
该转动总成4包括转盘41、转轴42、轮辐43和凹槽44，4条均匀分布的轮辐43将转盘41和转轴42连一体，所述转轴42外端设有一个与内筒总成2右侧连接的凹槽44。
使用时，将压裂井口投球器与压裂高压管线连接后，压裂液通过外筒总成1球孔16进入外筒总成1的内腔14，再通过内筒总成2的连通孔26进入空心管22，实现了投球器与高压压裂液的压力平衡。当压裂进行到一段时间需要投球封堵时，首先将转盘51顺时针转动90度，将内筒总成2中的一个空心管22与外筒总成1中球孔16对准后，在空心管22内弹簧23的作用下将空心管22内暂堵球21射出，如需再投球可继续将转盘51顺时针转动90度，将剩余的2个空心管22内的暂堵球21射出。
此外，值得注意的是，本技术领域专业技术人员也知道，本发明专利不限于内筒总成上空心管的数量及每一个空心管内暂堵球的数量，同时如果压裂过程中仍需要继续加暂堵球，可以打开泄压阀直至压力降低到0后，再拆卸投球器后装载暂堵球。
同时上述压裂投球器形状仅是举例说明，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明专利的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种旋转式多球投球器，包括外筒总成(1)，其特征在于：该外筒总成(1)整体为右侧敞口的环空筒且该外筒总成(1)的环空部分形成内腔(14)，在内腔(14)内设置圆轴(15)，该圆轴(15)与内腔(14)同轴且该圆轴(15)左端固定在内腔(14)左侧内端面上，内筒总成(2)插入内腔(14)内并与圆轴(15)配合，油管短节(3)通过丝扣连接方式与外筒总成(1)右侧连接且卡紧内筒总成(2)，转动总成(4)穿过油管短节(3)的内腔与内筒总成(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式多球投球器，其特征在于：在外筒总成(1)的外侧顶部中间位置设置泄压阀(11)且该泄压阀(11)与内腔(14)连通，在泄压阀(11)处设置压力表(12)，在外筒总成(1)右侧表面上设置连接丝扣(13)，在外筒总成(1)左侧端面上设置球孔(16)且该球孔(16)与内腔(14)连通。
3.根据权利要求1所述的一种旋转式多球投球器，其特征在于：在内筒总成(2)左侧设置空心轴(27)，该空心轴(27)与内筒总成(2)同轴且该空心轴(27)可与圆轴(15)配合，在内筒总成(2)右侧设置方形凸轴(25)且该方形凸轴(25)与转动总成(4)配合连接，在内筒总成(2)表面上设置至少一根空心管(22)，该空心管(22)的轴线与内筒总成(2)的轴线平行，在空心管(22)内左侧设置至少一颗暂堵球(21)，在空心管(22)内右侧设置封盖(24)，在暂堵球(21)与封盖(24)之间设置预紧弹簧(23)，在空心管(22)面对内腔(14)侧均匀布置通孔(26)。
4.根据权利要求1所述的一种旋转式多球投球器，其特征在于：在内筒总成(2)与油管短节(3)之间设置密封圈(5)。
5.根据权利要求1所述的一种旋转式多球投球器，其特征在于：所述转动总成(4)包括转盘(41)、转轴(42)、轮辐(43)和凹槽(44)，4条均匀分布的轮辐(43)将转盘(41)和转轴(42)连一体，所述转轴(42)外端设有一个与内筒总成(2)右侧连接的凹槽(44)。
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