CN110905456A - 加压延时投球装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加压延时投球装置，属于油气田射孔试油技术领域。所述装置包括内部组件与外部组件；外部组件包括壳体，与壳体下端连接的下接头，与下接头下端连接的球座和连接于壳体侧壁的注油孔内的注油孔塞；内部组件包括装配于壳体内侧的活塞，与活塞下端连接的滑动芯轴，装配于壳体和滑动芯轴内侧的剪切套，将活塞与剪切套固定的剪切销钉，与滑动芯轴下端连接的卡爪，装配于壳体内壁、滑动芯轴外壁、活塞下端面和下接头上端面形成的环形空腔内的弹性部件以及可落于球座上的球形部件。本发明通过对装置进行延时投球的设计，为试油作业留出了足够的作业时间；投球后的球形部件落于球座上，有效保护了漏失性储层，进而保证了试油数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及油气田射孔试油技术领域，特别涉及一种加压延时投球装置。
背景技术
随着试油测试工艺的不断完善，一趟管柱分层射孔试油工艺由于其试油准确性高、试油周期短，已成为试油技术发展的大趋势。在应用一趟管柱进行分层射孔试油工艺过程中，如果下部层位是漏失性储层，上部层位进行的射孔、洗井等作业会造成下部漏失性储层的污染，并影响漏失性储层压力计所测量数据的准确性。
为使一趟管柱分层射孔试油工艺更广泛地应用于漏失性储层，需要解决上述问题，因而需要研究一种简便、实用的方法来保证压力计所测量的数据的准确性，并且有效保护漏失性储层。
发明内容
本发明实施例提供了一种加压延时投球装置，以解决一趟管柱分层射孔试油技术中，下部漏失性储层因洗井作业受到污染的问题，以及该层压力计所测量的数据的准确性受到影响的问题。所述技术方案如下：
一种加压延时投球装置，所述装置包括：内部组件与外部组件；
其中，所述外部组件包括：壳体、下接头、球座、注油孔塞；所述壳体下端与所述下接头上端连接，所述下接头下端与所述球座上端连接，所述壳体侧壁上开有贯穿内外壁的注油孔；所述注油孔塞连接在所述注油孔内。
所述内部组件包括：活塞、滑动芯轴、剪切套、剪切销钉、卡爪、弹性部件、球形部件；所述活塞装配于所述壳体内侧，所述活塞下端与所述滑动芯轴上端连接；所述剪切套上端装配于所述活塞内侧，下端装配于所述滑动芯轴上端内侧，所述剪切销钉穿过活塞和剪切套将活塞和剪切套固定；
所述滑动芯轴下端连接卡爪，且所述卡爪装配于所述下接头上端内侧，所述卡爪处于缩径状态；所述弹性部件装配于所述壳体内壁、所述滑动芯轴外壁、所述活塞下端面及所述下接头上端面形成的环形空腔；所述球形部件在装配时预置于装置内部的空腔内，被所述卡爪固定，并在所述卡爪解除缩径状态后，所述球形部件落到所述球座上。
可选地，所述壳体内侧上部设置有活塞上限位台，用于限制活塞的上行程。
可选地，所述下接头上设置有用于解除卡爪的缩径状态的扩径槽。
可选地，所述活塞内侧设置有剪切套上限位台，用于限制剪切套的上行程。
可选地，所述活塞上设置有泄油小孔。
可选地，所述滑动芯轴上设置有传压孔，所述传压孔开设在所述滑动芯轴侧壁，贯穿所述滑动芯轴的内外壁。
可选地，所述装置还包括活塞密封圈；所述活塞密封圈设置在所述活塞外壁与所述壳体内壁之间。
可选地，所述装置还包括剪切套密封圈；所述剪切套密封圈设置在所述剪切套外壁与所述活塞内壁之间。
可选地，所述装置还包括滑动芯轴密封圈；所述滑动芯轴密封圈设置在所述滑动芯轴外壁与所述活塞内壁之间。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本发明实施例采用油管加压方式引爆下部漏失性储层射孔枪，继续加压实现延时投球装置解锁，通过调整泄油小孔大小控制延时投球时间，因此能为射孔处试油作业留出足够的作业时间，可以充分满足下部漏失性储层射孔测试的要求；投球后球形部件落于球座上，封隔下部漏失性储层，因而既可以防止洗井作业对已射开的下部低压漏失性储层造成污染，又可以防止洗井作业对下部漏失性储层压力计的影响，提高压力计所测量的数据的准确性，进而获得真实的压力恢复曲线。
附图说明
图1是本发明实施例提供的加压延时投球装置中球形部件释放前的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的加压延时投球装置中球形部件释放后的结构示意图。
其中，对附图中的各标号说明如下：
1壳体、2下接头、3球座、4注油孔塞、5活塞、6滑动芯轴、7剪切套、8剪切销钉、9卡爪、10弹性部件、11球形部件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种加压延时投球装置，如图1所示，装置包括外部组件与内部组件。
其中，外部组件包括壳体1、下接头2、球座3、注油孔塞4；壳体1下端与下接头2上端连接，下接头2下端与所述球座3上端连接。壳体1侧壁上设置有贯穿内外壁的注油孔，注油孔塞4连接在注油孔内。
内部组件包括活塞5、滑动芯轴6、剪切套7、剪切销钉8、卡爪9、弹性部件10、球形部件11。活塞5装配于壳体1内侧，活塞5下端与滑动芯轴6上端连接；剪切套7上端装配于活塞5内侧，剪切套7下端装配于滑动芯轴6上端内侧，剪切销钉8穿过活塞5和剪切套7将活塞5和剪切套7固定；
滑动芯轴6下端连接卡爪9，且卡爪9装配于下接头2上端内侧，卡爪9处于缩径状态；弹性部件10装配于壳体1内壁、滑动芯轴6外壁、活塞5下端面及下接头2上端面形成的环形空腔；球形部件11在装配时预置于装置内部的空腔内，且被卡爪9固定，并在卡爪9解除缩径状态后，球形部件11落到球座3上。
可选地，如图1所示，壳体1下端设置有内螺纹，下接头2上端设置有外螺纹，壳体1下端与下接头2上端通过螺纹旋接。本实施例除了可将壳体1下端设置为内螺纹、下接头2上端设置为外螺纹，还可将壳体1下端设为外螺纹、下接头2上端设为内螺纹。
在一种可选的实施方式中，如图1所示，下接头2下端设置有外螺纹，球座3上端设置有内螺纹，下接头2下端与球座3上端通过螺纹旋接。本实施例除了可将下接头2下端设置为外螺纹、球座3上端设置为内螺纹，还可将下接头2下端设为内螺纹、球座3上端设为外螺纹。
另外，如图1所示，壳体1侧壁上开设有两个贯穿内外壁的注油孔，注油孔内部设置有内螺纹，注油孔塞4设置有外螺纹，注油孔塞4与注油孔通过螺纹旋接。通过注油孔可向壳体1与活塞5之间的环形空腔内注满硅油。本实施例中不对注油孔的个数、大小及形状做具体限定，可根据需要进行合理选择，如将注油孔个数由2改为3、4、5等；同样，本实施例中的硅油可更换为其他同样具有耐温性和抗压缩性的工业液剂。
可选地，如图1所示，活塞5滑动装配于壳体1内侧，活塞5下端设置有内螺纹，滑动芯轴6上端设置有外螺纹，活塞5下端与滑动芯轴6上端通过螺纹旋接。本实施例除了可将活塞5下端设置为内螺纹、滑动芯轴6上端设置为外螺纹，还可将活塞5下端设为外螺纹、滑动芯轴6上端设为内螺纹。
其中，壳体1内侧上部还设置有限制活塞5的上行的活塞上限位台。
可选地，下接头2内侧设置有用于解除卡爪9缩径状态的扩径槽。
在一种可选的实施方式中，所述活塞5上设置有泄油小孔，通过调整该泄油小孔的大小可控制延时投球的延时时间。若将泄油小孔的尺寸减小，则装置中的工业液剂通过该泄油小孔被挤出的速度减缓，投球的延时时间变长；若将泄油小孔的尺寸增大，则装置中的工业液剂通过该泄油小孔被挤出的速度加快，投球的延时时间缩短。
可选地，所述活塞5内侧还设置有用于限制剪切套7的上行程的剪切套上限位台。
另外，如图1所示，滑动芯轴6侧壁开设有贯穿其内外壁的四个均布的传压孔。本实施例不对传压孔的数量及具体分布方式进行限定，例如，可将实施例中四个均布的传压孔改为五个非均布的传压孔。
可选地，如图1所示，卡爪9的数量为六个，且六个卡爪9平均分布于下接头2上端内侧。本实施例不对卡爪9的数量及其具体分布方式进行限定，可根据需要进行合理选择，如将实施例中六个均布的卡爪9改为四个非均布的卡爪9。
如图1所示，受压缩的弹性部件10套装装配于壳体1内壁、滑动芯轴6外壁、活塞5下端面及下接头2上端面形成的环形空腔。其中，本实施例采用矩形弹簧作为弹性部件10。当然，本发明实施例对该弹性部件10的选择不局限于矩形弹簧，可更换为任意形状及材质的能推动活塞5运动的部件。
如图1所示，球形部件11在装配时预置于装置内部的空腔内，被卡爪9固定。可选地，球形部件11采用为钢球，本发明实施例中，该球形部件11的材质不局限于钢，可根据实际需要对其材质进行更换。
可选地，活塞5外壁与壳体1内壁之间设置有活塞密封圈，本实施例可根据实际情况选择是否使用活塞密封圈，也可任意选择密封圈的种类及材质。
另外，剪切套7外壁与活塞5内壁之间设置有剪切套密封圈，本实施例可根据实际情况选择是否使用剪切套密封圈，也可任意选择密封圈的种类及材质。
可选地，滑动芯轴6外壁与活塞5内壁之间设置有滑动芯轴密封圈，本实施例可根据实际情况选择是否使用滑动芯轴密封圈，也可任意选择密封圈的种类及材质。
需要说明的是，本实施例不对各部件具体的连接方式进行限定，除上述螺纹旋接、滑动装配、套装装配外，本实施例还可以选择任何合理的连接方式对各部件进行连接。
在一趟管柱分层射孔试油作业时，将本发明实施例提供的加压延时投球装置接于封隔下部漏失性储层的封隔器上部，此时剪切销钉8穿过活塞5和剪切套7将二者固定，装置各内部组件无法产生相对位移，装置处于锁定状态。
封隔器坐封后，通过油管内加压实现下部漏失性储层射孔枪起爆，继续加压，此时剪切套7在上下两端压差作用下，剪断剪切销钉8并向下移动，使得活塞5上的泄油小孔露出，从而实现装置的解锁。为保证装置在射孔枪对下部漏失性储层进行射孔后解锁，即保证剪断压力略大于漏失性储层射孔枪起爆压力，因而可通过调整剪切销钉8的数量、调整剪切销钉8的剪切强度等方式完成对剪断压力的调整，使装置在实际操作中的使用范围更广。
装置解锁后，弹性部件10推动活塞5向上移动，使硅油从活塞5上设置的泄油小孔中缓慢挤出，并带动滑动芯轴6向上移动，经过一段时间，卡爪9末端上移到下接头2扩径槽处，卡爪9解除缩径状态，球形部件11释放并落到下端球座3上，封隔下部漏失性储层，因而既可以防止洗井作业对已射开的下部低压漏失性储层造成污染，又可以防止洗井作业对下部漏失性储层压力计的影响，提高压力计所测量的数据的准确性，进而获得真实的压力恢复曲线。
综上所述，本发明实施例通过采用油管加压方式引爆下部漏失性储层射孔枪，继续加压实现延时投球装置解锁，通过调整泄油小孔大小控制延时投球时间，因此能为射孔处试油作业留出足够的作业时间，可以充分满足下部漏失性储层射孔测试的要求；投球后球形部件落于球座上，封隔下部漏失性储层，因而既可以防止洗井作业对已射开的下部低压漏失性储层造成污染，又可以防止洗井作业对下部漏失性储层压力计的影响，提高压力计所测量的数据的准确性，进而获得真实的压力恢复曲线。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种加压延时投球装置，其特征在于，所述装置包括：外部组件与内部组件；
其中，所述外部组件包括：壳体(1)、下接头(2)、球座(3)和注油孔塞(4)；所述壳体(1)下端与所述下接头(2)上端连接，所述下接头(2)下端与所述球座(3)上端连接；所述壳体(1)侧壁上设置有贯穿内外壁的注油孔，所述注油孔塞(4)连接在所述注油孔内；
所述内部组件包括活塞(5)、滑动芯轴(6)、剪切套(7)、剪切销钉(8)、卡爪(9)、弹性部件(10)和球形部件(11)；所述活塞(5)装配于所述壳体(1)内侧，所述活塞(5)下端与所述滑动芯轴(6)上端连接；所述剪切套(7)上端装配于所述活塞(5)内侧，所述剪切套(7)下端装配于所述滑动芯轴(6)上端内侧，所述剪切销钉(8)穿过所述活塞(5)和所述剪切套(7)将活塞(5)和剪切套(7)固定；
所述滑动芯轴(6)下端连接卡爪(9)，且所述卡爪(9)装配于所述下接头(2)上端内侧，所述卡爪(9)处于缩径状态；所述弹性部件(10)装配于所述壳体(1)内壁、所述滑动芯轴(6)外壁、所述活塞(5)下端面及所述下接头(2)上端面形成的环形空腔；所述球形部件(11)在装配时预置于装置内部的空腔内，且被所述卡爪(9)固定，并在所述卡爪(9)解除缩径状态后，所述球形部件(11)落到所述球座(3)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体(1)上设置有用于限制所述活塞(5)上行的活塞上限位台。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下接头(2)上设置有用于解除卡爪(9)的缩径状态的扩径槽。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活塞(5)内侧设置有用于限制所述剪切套(7)上行的剪切套上限位台。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述活塞(5)设置有泄油小孔。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滑动芯轴(6)设置有传压孔；
所述传压孔开设在所述滑动芯轴(6)侧壁，贯穿所述滑动芯轴(6)的内外壁。
7.根据权利要求1-6中任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：活塞密封圈；
所述活塞密封圈设置在所述活塞(5)外壁与所述壳体(1)内壁之间。
8.根据权利要求1-6中任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：剪切套密封圈；
所述剪切套密封圈设置在所述剪切套(7)外壁与所述活塞(5)内壁之间。
9.根据权利要求1-6中任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：滑动芯轴密封圈；
所述滑动芯轴密封圈设置在所述滑动芯轴(6)外壁与所述活塞(5)内壁之间。
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