CN111287723A - 远程控制投球器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田开发应用领域，公开了一种远程控制投球器，其包括主体、释放机构和计数机构，主体包括高压管、储球筒和导球管，释放机构包括活动板、保险杆、气腔体和挡杆，计数机构包括电磁计数器探头、电缆和接收器；主体用于置放暂堵球以及管线的连接，释放机构用于把暂堵球有效的依次投入井内，计数机构用于记录投球的个数。本发明结构简单，可以实现远程控制，操作方便，成本低廉，是一种压裂过程中投暂堵球的新工具。

Description

远程控制投球器

技术领域

本发明涉及油气田开发应用领域，尤其是一种远程控制投球器。

背景技术

对于层间距比较近的井进行压裂施工，使用投暂堵球分层是一种有效的方法，常规的投球器结构复杂，容易失效，可靠性不好，不能满足压裂分层的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种结构简单、操作方便、成本低廉且可靠性好的远程控制投球器。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种远程控制投球器，包括主体和释放机构；

所述主体包括高压管、储球筒和导球管；所述高压管水平设置，且该高压管连接在压裂地面管线中；所述储球筒竖直设置在高压管的外壁上部，该储球筒上端开口并通过盖可拆卸地封堵，该储球筒的内腔纵向装有一列暂堵球，该储球筒的内腔底部还形成有斜面；所述导球管设置在储球筒下部一侧且固接在高压管的外壁上部，该导球管一侧与储球筒的内腔底部连通、下部与高压管的内腔连通；所述储球筒内腔底部的斜面朝向导球管一侧倾斜向下设置，以使得暂堵球能够依靠重力进入导球管并落入高压管的内腔；

所述释放机构包括活动板、保险杆、气腔体和挡杆；所述活动板上端铰接在导球管内腔顶部靠近储球筒的一侧；所述保险杆可左右移动地横向密封贯穿安装在导球管的侧壁上，其中保险杆置于导球管内腔的一端为内侧端、置于导球管外侧的一端为外侧端，且保险杆的内侧端位于活动板远离储球筒的一侧；所述气腔体设置在导球管的外侧，该气腔体的内腔滑动安装有活塞且活塞将气腔体的内腔分隔为高压气腔和低压气腔，其中高压气腔还通过气管线与高压气源连接；所述挡杆一端垂直安装在活塞的端面上、另一端为自由端并穿过高压气腔并向外伸出；

初始状态时，挡杆的自由端顶在保险杆的外侧端，保险杆的内侧端顶在活动板的一侧，使得活动板朝向储球筒一侧倾斜并堵住储球筒和导球管之间的连通通道以将暂堵球限位在储球筒的内腔中；需要投球时，高压气源启动，高压气体经气管线进入高压气腔并推动活塞及挡杆移动，使挡杆脱离保险杆，保险杆失去阻挡并在主体内部高压流体的作用下向主体外侧移动，活动板失去限位暂堵球的作用，暂堵球在自身重力的作用下，依次进入导球管并落入高压管的内腔中，高压流体把暂堵球携带到井内。

进一步地，还包括计数机构，所述计数机构包括电磁计数器探头、电缆和接收器，其中电磁计数器探头通过电缆与接收器电性连接；所述电磁计数器探头密封贯穿安装在导球管的顶板上，该电磁计数器探头对准活动板设置且用于采集活动板的活动次数，并将采集信息传输给接收器。

进一步地，所述导球管的顶板上开有圆孔Ⅰ，所述电磁计数器探头朝下贯穿安装在该圆孔Ⅰ内且两者之间通过密封圈实现密封。

进一步地，所述高压管、储球筒和导球管一体制成。

进一步地，所述储球筒的内腔还设有一呈圆柱状的压铁，所述压铁的外径与储球筒的内径相匹配并能够沿着储球筒的轴线上下自由移动，该压铁置于暂堵球的上部并用于推动暂堵球依次进入导球管并落入高压管的内腔中。

进一步地，所述盖通过丝扣与储球筒的上端开口螺纹密封连接。

进一步地，所述保险杆通过导向套安装在导球管的侧壁上，所述导球管的侧壁上开有圆孔Ⅱ，所述导向套同轴横向贯穿焊接在该圆孔Ⅱ内，所述保险杆能够横向滑动地匹配同轴安装在导向套内且两者之间通过密封圈实现密封。

进一步地，所述保险杆的两端分别设有一限位环以防止保险杆从导向套内脱落，其中位于保险杆内侧端上的限位环通过丝扣与保险杆可拆卸地连接。

本发明的有益效果是：本发明用于投暂堵球压裂施工时，可远程控制投球，并能够把暂堵球有效的依次投入井内，实行压裂层充分改造，提高压裂效果；而且本发明结构简单、操作方便、成本低廉且可靠性好。

附图说明

图1为本发明远程控制投球器的结构示意图；

图2为本发明中主体的的结构示意图；

图3为本发明远程控制投球器的工作示意图。

其中，1.高压管，2.储球筒，3.盖，4.压铁，5.暂堵球，6.活动板，7.电磁计数器探头，7-1电缆，8.导球管，9.保险杆，10.挡杆，11.高压气腔，11-1.气管线，12气腔体，12-1.低压气腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

参见图1至图3，本发明的一种远程控制投球器主要包括主体、释放机构和计数机构。

如图1至图3所示，主体包括高压管1、储球筒2和导球管8，三者一体加工且彼此内腔相通，可以承受高压。

高压管1水平设置，高压管1的两端是油壬，用于和压裂地面管线(压裂地面的高压流程)连接。

储球筒2竖直设置在高压管1的外壁上部；储球筒2的上端形成有开口，开口便于暂堵球5和压铁4的装入，开口通过盖3可拆卸地封堵，具体地，盖3通过丝扣与储球筒2的上端开口螺纹密封连接；储球筒2的内腔纵向装有一列暂堵球5，暂堵球5的直径与储球筒2的内腔直径相匹配，恰好能够允许一个暂堵球5在储球筒2的内腔中上下移动；暂堵球5的最上方还设计有压铁4，压铁4呈圆柱状且其外径略小于储球筒2的内径，可以沿着储球筒2的轴线上下自由移动，压铁4置于暂堵球5的上部并用于推动暂堵球5下移；储球筒2的内腔底面设计成斜面，斜面朝向导球管8一侧倾斜向下设置，可以使得暂堵球5依靠重力沿着斜面进入到导球管8内并落入高压管1的内腔。

导球管8设计成90度圆管弯头形状；导球管8设置在储球筒2下部一侧且位于高压管1的外壁上部；导球管8一侧与储球筒2的内腔底部之间形成有连通通道，导球管8下部还与高压管1的内腔连通，构成了从储球筒2到高压管1的暂堵球通道。

如图1和图3所示，释放机构包括活动板6、保险杆9、气腔体12和挡杆10。

活动板6由金属制成，活动板6上端通过轴铰接在导球管8内腔顶部，且靠近储球筒2的一侧，活动板6可以沿轴自由转动；活动板6可以是矩形板或圆形板，活动板6受力向左倾斜时可以抵在最下方的暂堵球5上，以此将纵向一列暂堵球5的全部限定在储球筒2内，活动板6失去阻挡时，暂堵球5会推开活动板6，活动板6向右倾斜并让出连通通道以便于暂堵球5能够通过，根据需求设计，活动板6在暂堵球5的推动下向右移动的过程中不会与导球管8的内壁产生干涉。

保险杆9可左右移动地横向密封贯穿安装在导球管8的侧壁上，其中保险杆9置于导球管8内腔的一端为内侧端、置于导球管8外侧的一端为外侧端，且保险杆9的内侧端位于活动板6远离储球筒2的一侧。具体地，保险杆9通过导向套安装在导球管8的侧壁上，导球管8的侧壁上开有圆孔Ⅱ，导向套同轴横向贯穿焊接在该圆孔Ⅱ内，保险杆9匹配地滑动安装在导向套内且两者同轴设置，为了保证密封性，导向套的内壁嵌入安装有密封圈以实现保险杆9和导向套之间的滑动密封。另外，保险杆9的两端分别设有一限位环以防止保险杆9从导向套内脱落，其中位于保险杆9内侧端上的限位环通过丝扣与保险杆9可拆卸地连接，以便于保险杆9的装配。

气腔体12固定在导球管8的外壁一侧，气腔体12的内腔中可上下滑动地安装有活塞，且活塞将气腔体12的内腔分隔为高压气腔11和低压气腔12-1，其中低压气腔12-1位于活塞上方，高压气腔11位于活塞下方，高压气腔11还通过气管线11-1与高压气源连接。

挡杆10一端垂直安装在活塞的下端面上、另一端为自由端并穿过高压气腔11并向下伸出。

初始状态时，挡杆10的自由端顶在保险杆9的外侧端，保险杆9的内侧端顶在活动板6的一侧，使得活动板6朝向储球筒2一侧倾斜并抵在最下方的暂堵球5上，同时不完全堵住储球筒2和导球管8之间的连通通道以将暂堵球5限位在储球筒2的内腔中；需要投球时，由操作手远程操作，启动高压气源，高压气体经气管线11-1进入高压气腔11并推动活塞及挡杆10向上移动，使挡杆10脱离保险杆9，保险杆9的外侧端失去阻挡并在主体内部高压流体的作用下向右移动，活动板6失去了保险杆9的阻挡并处于自由移动状态，也就失去了限位暂堵球5的作用，暂堵球5在自身重力和压铁4的推动作用下，依次进入导球管8并落入高压管1的内腔中，高压流体把暂堵球5携带到井内。

如图1和图3所示，计数机构包括电磁计数器探头7、电缆7-1和接收器，其中电磁计数器探头7通过电缆7-1与接收器电性连接。

电磁计数器探头7密封贯穿安装在导球管8的顶板上，具体地，导球管8的顶板上开有圆孔Ⅰ，电磁计数器探头7朝下贯穿插装在该圆孔Ⅰ内,为了保证密封性，在圆孔Ⅰ内壁嵌入安装有密封圈以实现电磁计数器探头7和圆孔Ⅰ之间的密封。

电磁计数器探头7对准活动板6设置，在暂堵球5投出的过程中，活动板6来回活动，此时电磁计数器探头7会发生电磁变化，电磁计数器探头7通过检测到活动板6活动的次数来记录投球的个数，之后电磁计数器探头7将采集信息通过电缆7-1传输给接收器。

投球器安装：把保险杆9推到最左边，并把挡杆10移动到最下端，此时活动板6会堵住导球管8和储球筒2之间的连接通道，从储球筒2的顶部一次装入多个暂堵球5，然后放入压铁4，并旋紧盖3。把高压管1的两端连接在压裂地面的高压流程中，再依次连接计数机构和高压气源。

投球器工作：压裂开始后，压裂液流经高压管1，整个投球器内部充满高压流体。需要投球时，打开高压气源，让压缩空气进入高压气腔11，挡杆10在高压气体的推动下，向上移动，保险杆9失去阻挡，在投球器内部高压流体的作用下向右移动，活板6失去阻球落下的作用，暂堵球5在自身重力和压铁4的推动作用下，依次进入导球腔8，并落入高压管1中，压裂液把球携带到井内。在上述过程中，电磁计数器探头7通过检测到活动板6活动的次数来记录投球的个数，并将采集信息传输给接收器。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种远程控制投球器，包括主体和释放机构，其特征在于，

所述主体包括高压管、储球筒和导球管；所述高压管水平设置，且该高压管连接在压裂地面管线中；所述储球筒竖直设置在高压管的外壁上部，该储球筒上端开口并通过盖可拆卸地封堵，该储球筒的内腔纵向装有一列暂堵球，该储球筒的内腔底部还形成有斜面；所述导球管设置在储球筒下部一侧且固接在高压管的外壁上部，该导球管一侧与储球筒的内腔底部连通、下部与高压管的内腔连通；所述储球筒内腔底部的斜面朝向导球管一侧倾斜向下设置，以使得暂堵球能够依靠重力进入导球管并落入高压管的内腔；

所述释放机构包括活动板、保险杆、气腔体和挡杆；所述活动板上端铰接在导球管内腔顶部靠近储球筒的一侧；所述保险杆可左右移动地横向密封贯穿安装在导球管的侧壁上，其中保险杆置于导球管内腔的一端为内侧端、置于导球管外侧的一端为外侧端，且保险杆的内侧端位于活动板远离储球筒的一侧；所述气腔体设置在导球管的外侧，该气腔体的内腔滑动安装有活塞且活塞将气腔体的内腔分隔为高压气腔和低压气腔，其中高压气腔还通过气管线与高压气源连接；所述挡杆一端垂直安装在活塞的端面上、另一端为自由端并穿过高压气腔并向外伸出；

初始状态时，挡杆的自由端顶在保险杆的外侧端，保险杆的内侧端顶在活动板的一侧，使得活动板朝向储球筒一侧倾斜并堵住储球筒和导球管之间的连通通道以将暂堵球限位在储球筒的内腔中；需要投球时，高压气源启动，高压气体经气管线进入高压气腔并推动活塞及挡杆移动，使挡杆脱离保险杆，保险杆失去阻挡并在主体内部高压流体的作用下向主体外侧移动，活动板失去限位暂堵球的作用，暂堵球在自身重力的作用下，依次进入导球管并落入高压管的内腔中，高压流体把暂堵球携带到井内。

2.根据权利要求1所述的远程控制投球器，其特征在于，还包括计数机构，所述计数机构包括电磁计数器探头、电缆和接收器，其中电磁计数器探头通过电缆与接收器电性连接；所述电磁计数器探头密封贯穿安装在导球管的顶板上，该电磁计数器探头对准活动板设置且用于采集活动板的活动次数，并将采集信息传输给接收器。

3.根据权利要求2所述的远程控制投球器，其特征在于，所述导球管的顶板上开有圆孔Ⅰ，所述电磁计数器探头朝下贯穿安装在该圆孔Ⅰ内且两者之间通过密封圈实现密封。

4.根据权利要求1或2所述的远程控制投球器，其特征在于，所述高压管、储球筒和导球管一体制成。

5.根据权利要求1或2所述的远程控制投球器，其特征在于，所述储球筒的内腔还设有一呈圆柱状的压铁，所述压铁的外径与储球筒的内径相匹配并能够沿着储球筒的轴线上下自由移动，该压铁置于暂堵球的上部并用于推动暂堵球依次进入导球管并落入高压管的内腔中。

6.根据权利要求1或2所述的远程控制投球器，其特征在于，所述盖通过丝扣与储球筒的上端开口螺纹密封连接。

7.根据权利要求1或2所述的远程控制投球器，其特征在于，所述保险杆通过导向套安装在导球管的侧壁上，所述导球管的侧壁上开有圆孔Ⅱ，所述导向套同轴横向贯穿焊接在该圆孔Ⅱ内，所述保险杆能够横向滑动地匹配同轴安装在导向套内且两者之间通过密封圈实现密封。

8.根据权利要求7所述的远程控制投球器，其特征在于，所述保险杆的两端分别设有一限位环以防止保险杆从导向套内脱落，其中位于保险杆内侧端上的限位环通过丝扣与保险杆可拆卸地连接。

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