CN111720103A - 智能型电液遥控投球装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻探作业设备领域，提供一种智能型电液遥控投球装置，包括：底座、防爆电控柜、液压泵站、高压组合闸板阀以及多组投球单元；每一组投球单元包括：数球器和投球器；所述投球器的下料口与数球器的输入端连接；所述高压组合闸板阀包括：主阀体以及通过主阀体连接在一起的一级高压闸板阀和二级高压闸板阀；所述主阀体的轴心中空；所述一级高压闸板阀靠近高压组合闸板阀的投球输出端，所述二级高压闸板阀靠近高压组合闸板阀的投球输入端；所述一级高压闸板阀与二级高压闸板阀之间形成容球腔；所述高压组合闸板阀的投球输出端通过高压管路三通与高压压裂管线连接。本发明能够提高暂堵球投球作业的安全性、可靠性及生产效率。

Description

智能型电液遥控投球装置

技术领域

本发明涉及钻探作业设备领域，尤其涉及一种智能型电液遥控投球装置。

背景技术

目前在石油钻探行业压裂施工作业中，需要将压裂酸化用可降解暂堵球投入到高压压裂管线中，暂堵球通过高压压裂液携带进入井筒，并在压差作用下优先封堵高渗透层射孔炮眼，迫使工作液转向到中低渗透层进行改造。施工结束后，水解成水溶性混合物，并随着其他液体一起排出，从而达到对地层的清洁改造，实现纵向上物理分层改造，同时降低地面流程堵塞的风险，在测试及完井阶段都需要使用。

暂堵球目前的投球方式多数通过手动投球方式向高压压裂管线定时定量投放，由于压裂井口高压压裂管线的最高20000psi的工作压力环境，而且每次至少需要2个以上工人进入管口位置操作，强度高、效率低。人工投放时，工人一直处于高压作业环境，高压环境危险性很大，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明主要解决现有技术的压裂施工作业中暂堵球投放时，传统人力投球的劳动强度大、效率低的缺点及人工高压压裂管线近距离操作存在安全隐患等技术问题，提出一种智能型电液遥控投球装置，采用网电液一体化的融合设计，实现人工智能控制和远程遥控监测，以达到提高暂堵球投球作业的安全性、可靠性及生产效率的目的，使投球控制非常智能、便捷。

本发明提供了一种智能型电液遥控投球装置，包括：底座(1)、防爆电控柜(3)、液压泵站(4)、高压组合闸板阀(6)以及多组投球单元；

每一组投球单元包括：数球器(7)和投球器(8)；所述投球器(8)的下料口与数球器(7)的输入端连接，所述数球器(7)设置在高压组合闸板阀(6)的投球输入端；

所述高压组合闸板阀(6)包括：主阀体(17)以及通过主阀体(17)连接在一起的一级高压闸板阀(15)和二级高压闸板阀(16)；所述主阀体(17)的轴心中空；所述一级高压闸板阀(15)靠近高压组合闸板阀(6)的投球输出端，所述二级高压闸板阀(16)靠近高压组合闸板阀(6)的投球输入端；所述一级高压闸板阀(15)与二级高压闸板阀(16)之间形成容球腔(11)；所述一级高压闸板阀(15)与一级高压闸板阀执行器(9)连接，所述二级高压闸板阀(16)与二级高压闸板阀执行器(10)连接；所述高压组合闸板阀(6)的投球输出端通过高压管路三通(5)与高压压裂管线连接；所述高压管路三通(5)的中间接口与高压组合闸板阀(6)的投球输出端连接；

所述防爆电控柜(3)和液压泵站(4)分别设置在底座(1)上，所述防爆电控柜(3)分别与液压泵站(4)、数球器(7)、高压组合闸板阀(6)信号连接；所述液压泵站(4)通过投球控制阀组(14)与投球器(8)、一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)连接。

优选的，所述投球器(8)包括：多个投球机构以及将多个投球机构汇集在一起的下料管(40)；

每个投球机构包括：料仓(36)、减速器(37)、液压马达(38)和投球控制单元(39)；所述投球控制单元(39)设置在料仓(36)下方，所述投球控制单元(39)的进料口与料仓(36)的出料口连接；所述投球控制单元(39)的出料口与下料管(40)连接；所述投球控制单元(39)内设置送料轮，所述送料轮上开设六个容球舱。

优选的，所述数球器(7)包括：计数传感器；

计数传感器通过法兰结构设置在高压组合闸板阀(6)输入端；

所述计数传感器与防爆电控柜(3)信号连接。

优选的，所述一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)采用氮气蓄能型执行器、弹簧复位型执行器和液压双作用油缸型蓄能器中的一种。

优选的，所述一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)分别包括：缸筒(22)、活塞组件(23)、活塞杆(27)、充气阀(32)、执行器液压管路(33)和可调节流阀(29)；

所述缸筒(22)内设置活塞杆(27)，所述活塞杆(27)的上设置活塞组件(23)，所述活塞组件(23)能够上下移动；所述活塞组件(23)下方设置用于缓冲的缸头组件(24)；

所述活塞杆(27)的顶部设置用于密封的缸尾组件(35)；所述活塞杆(27)的底部通过闸板连接件(26)与高压闸板阀的阀杆连接；

所述缸筒(22)上部设置充气阀(32)，所述缸筒(22)的内壁、活塞杆(27)和活塞组件(23)的上端面之间形成氮气腔(31)；所述缸筒(22)的内壁、活塞杆(27)、活塞组件(23)的下端面、缸头组件(24)之间形成液压腔；

所述缸筒(22)下部设置进油口，并通过进油口实现液压腔与液压管路(33)连通，所述液压管路(33)上设置可调节流阀(29)。

优选的，所述底座(1)上罩有外罩(2)。

优选的，防爆电控柜(3)通过遥控线缆(13)与远程的遥控箱(12)连接。

优选的，所述遥控箱(12)设置液晶触摸屏。

本发明提供的一种智能型电液遥控投球装置，高压组合闸板阀由两个高压闸板阀组合而成，两路高压闸板阀各自独立控制，结构紧凑，外形尺寸小，避免了传统单路闸板阀两个串联安装时，连接复杂、外形尺寸长的弊端。对整机设备外形尺寸的减小起到了决定性的作用。当两路高压闸板阀同时关闭时，两高压闸板阀之间形成一个密封的容球腔，暂堵球下落但还未投入高压压裂管线前进行暂时存放，实现了对该组合闸板阀结构的合理利用，进一步节省了空间和成本。不但满足高压压裂管线智能投球的需求，使投放控制非常智能、便捷，而且提高了工作效率、安全性和可靠性，降低劳动强度，填补了国内空白。

附图说明

图1是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的外形图；

图2是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图一(正面)；

图3是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图二(左面)；

图4是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图三(右面)；

图5是高压组合闸板阀的剖视图；

图6是高压闸板阀执行器的结构示意图；

图7是高压闸板阀执行器的剖视图；

图8是投球器的结构示意图；

图9是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的系统原理框图。

附图标记：1底座；2、外罩；3、防爆电控柜；4、液压泵站；5、高压管路三通；6、高压组合闸板阀；7、数球器；8、投球器；9、一级高压闸板阀执行器；10、二级高压闸板阀执行器；11、容球腔；12、遥控箱；13、遥控线缆；14、投球控制阀组；15、一级高压闸板阀；16、二级高压闸板阀；17、主阀体；18、一级阀杆；19、一级闸板；20、二级阀杆；21、二级闸板；22.缸筒；23.活塞组件；24.缸头组件；25.前法兰；26.闸板连接件；27.活塞杆；28.高压耐震压力表；29.可调节流阀；30.执行器快换接头；31.氮气腔；32、充气阀；33、执行器液压管路；34、执行器高压胶管；35.缸尾组件；36、料仓；37、减速器；38、液压马达；39、投球控制单元；40、下料管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的外形图；图2是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图一(正面)；图3是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图二(左面)；图4是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的内部结构图三(右面)。如图1-4所示，本发明实施例提供的智能型电液遥控投球装置，包括：底座1、防爆电控柜3、液压泵站4、高压组合闸板阀6以及多组投球单元。

所述防爆电控柜3和液压泵站4分别设置在底座1上，投球单元设置在防爆电控柜3上方。所述底座1上罩有外罩2，外罩2能够保护防爆电控柜3、液压泵站4、高压组合闸板阀和投球单元。本实施例把主要部件集成在一个由底座1和外罩2组成的柜体总成内，通过高压管路三通5与高压压裂管线连接，放置在高压压裂管线的旁通部分，属于就地装置。本实施例的底座1和外罩2采用分体式结构，设备组装、调试完成后，再把外罩2与底座1通过螺钉安装在一起，该结构使设备在满足安装调试空间的条件下，使设备的整机外形尺寸达到最小。

每一组投球单元包括：数球器7和投球器8；所述投球器8的下料口与数球器7的输入端连接，所述数球器7设置在高压组合闸板阀6的投球输入端；

图5是高压组合闸板阀的剖视图。如图5所示，所述高压组合闸板阀6包括：主阀体17，以及通过主阀体17连接在一起的一级高压闸板阀15和二级高压闸板阀16；所述主阀体17的轴心中空；所述一级高压闸板阀15靠近高压组合闸板阀6的投球输出端(高压油液输入端)，所述二级高压闸板阀16靠近高压组合闸板阀6的投球输入端；所述一级高压闸板阀15与二级高压闸板阀16之间形成容球腔11。所述一级高压闸板阀15与一级高压闸板阀执行器9连接，所述二级高压闸板阀16与二级高压闸板阀执行器10连接。具体的，所述一级高压闸板阀15包括：一级阀杆18和一级闸板19；所述一级阀杆18一端与一级高压闸板阀执行器9传动连接，另一端与一级闸板19连接，在一级高压闸板阀执行器9的驱动下，能够开启、关闭。所述二级高压闸板阀16包括：二级阀杆20和二级闸板21；所述二级阀杆20一端与二级高压闸板阀执行器10传动连接，另一端与二级闸板21连接，在二级高压闸板阀执行器10的驱动下，能够开启、关闭。高压组合闸板阀6的投球输出端通过高压管路三通5与高压压裂管线连接，具体的，所述高压管路三通5接在高压压裂管线中，所述高压管路三通5的中间接口与高压组合闸板阀6的投球输出端连接。

本实施例的高压组合闸板阀6采用专门定制的双联闸板阀结构，由两个高压闸板阀组合而成，与高压管路三通5相连的闸板阀为一级高压闸板阀15，与上端设置的数球器7连接的闸板阀为二级高压闸板阀16，两路高压闸板阀各自独立控制，结构紧凑，外形尺寸小，避免了传统单路闸板阀两个串联安装时，连接复杂、外形尺寸长的弊端。对整机设备外形尺寸的减小起到了决定性的作用。当一级高压闸板阀15与二级高压闸板阀16同时关闭时，两高压闸板阀之间形成一个密封的容球腔11，即投球时，暂堵球下落但还未投入高压压裂管线前而暂时存放的腔室，实现了对该组合闸板阀结构的合理利用，进一步节省了空间和成本。由于组合闸板阀在不投球时，都是处于两级高压闸板阀同时关闭状态，相当于非工作状态时，该设备做为旁路设备与主路的高压压裂管线是双层密封，保证了可靠性和安全性。

一级高压闸板阀执行器9和二级高压闸板阀执行器10，可以采用氮气蓄能型执行器、弹簧复位型执行器和液压双作用油缸型蓄能器中的一种。本实施例采用氮气蓄能型执行器。图6是高压闸板阀执行器的结构示意图，图7是高压闸板阀执行器的剖视图。如图6、7所示，所述一级高压闸板阀执行器9和二级高压闸板阀执行器10分别包括：缸筒22、活塞组件23、活塞杆27、充气阀32、执行器液压管路33和可调节流阀29。

所述缸筒22内设置活塞杆27，所述活塞杆27的上设置活塞组件23，所述活塞组件23能够上下移动；所述活塞组件23下方设置用于缓冲的缸头组件24，缸头组件24采用防缓冲结构形式防止高压闸板阀关闭时有冲击。活塞杆27采购标准规格活塞杆，材质为45#表面镀铬，防腐和耐磨性良好。

所述活塞杆27的顶部设置用于密封的缸尾组件35，缸尾组件35实现活塞杆27与尾端外部密封。所述活塞杆27的底部通过闸板连接件26与高压闸板阀的阀杆连接。闸板连接件26实现活塞杆27和高压闸板阀的阀杆的对接，传递高压闸板阀开启和关闭的驱动力。

所述缸筒22上部设置充气阀32，所述缸筒22的内壁、活塞杆27和活塞组件23的上端面之间形成氮气腔31，用于蓄能；所述缸筒22的内壁、活塞杆27、活塞组件23的下端面、缸头组件24之间形成液压腔。活塞组件23不能设置在活塞杆27顶端。在本实施例中，缸筒22承受氮气腔31和液压腔的高压压力，使活塞杆27和活塞组件23及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，两端均采用螺纹连接结构。当液压力推动活塞组件23向上运动，把缸筒22分成上下两腔(氮气腔31和液压腔)，通过压力油和氮气的作用，在缸筒22内作往复运动，活塞组件23的密封环采用进口密封，密封效果好。

所述缸筒22下部设置进油口，并通过进油口实现液压腔与液压管路33连通，所述液压管路33上设置可调节流阀29，单向可调节流阀29实现控制高压闸板阀开启时的速度。通过执行器液压管路33对液压腔进行供油。所述缸筒22底部通过前法兰25与高压闸板阀固定。前法兰25实现本实施例的执行器和高压闸板阀的连接，安装、检修方便。

在上述方案基础上，所述液压管路33上设置高压耐震压力表28。是高压耐震压力表28方便现场工人巡检时就地检测高压闸板阀工作压力。所述液压管路33的输入端设置执行器快换接头30，所述执行器快换接头30用于连接执行器高压胶管34。执行器快换接头30，高压闸板阀检修或者转厂运输时，把快换两端分开，阀芯自动闭合，防止泄漏，可实现液压腔保压，保证闸板阀开启状态。

高压闸板阀执行器的工作过程：当高压闸板阀开启时：油液经过执行器高压胶管34、执行器快换接头30、单向节流阀29、压力表28，并从缸筒22下端的油口进入到液压腔。当液压动力源压力达到液压动力源配置的蓄能器的预充压力，并克服管路压力损失，开始推动活塞组件23向上移动，同时带动闸板连接件26一起向上移动，高压闸板阀开启，并逐渐向全开状态转变，当到达设定行程后停止运动，此时高压闸板阀处于全开状态。当高压闸板阀关闭时：执行器缸筒22内活塞组件23以下腔体内的高压油，经过执行器高压胶管34直接回油箱，此时下腔压力快速降低到零，同时氮气腔31的高压氮气推动闸板连接件26克服闸板高压管路液体阻力，使闸板向关闭方向运动，直至运行到行程终点，此时高压闸板阀处于全关位置，全开和全关位置控制精度，可以根据需要增加行程位置检测开关。

本实施例采用的高压闸板阀执行器，采用充氮蓄能与液压驱动相结合的工作原理，实现了高压闸板阀在液压驱动时开启，应急关闭时蓄能释放使闸板快速关断功能。高压闸板阀关闭不需要启动液压动力单元，只需要旋钮切换，通过PLC系统控制该路闸板阀的单电磁阀电磁铁得电，电磁阀油路打开，液压管路的高压油就通过阀组通道直接卸荷会油箱，不耗能；闸板阀开启油路采用单作用液压缸结构，只需要单根高压胶管，节省液压管路，节省成本，方便现场安装与维护；与传统型闸板阀液压执行器相比，外形尺寸小，结构紧凑，重量轻。

在本实施例中，投球单元设置两组，投球器8也相应的为两组，两组投球机构并列设置，分别对应两种不同规格的暂堵球，能够将数球主体分成大小两个规格，防止暂堵球卡住的风险，造成暂堵球损坏。图8是投球器的结构示意图；如图8所示，每组投球器8包括：多个投球机构以及将多个投球机构汇集在一起的下料管40。每个投球机构包括：料仓36、减速器37、液压马达38和投球控制单元39；所述投球控制单元39设置在料仓36下方，所述投球控制单元39的进料口与料仓36的出料口连接；所述投球控制单元39的出料口与下料管40连接。多个投球机构中的暂堵球通过下料管40进行汇集。所述投球控制单元39内设置送料轮，所述送料轮上开设六个容球舱，容球舱为弧面圆滑过渡，每个容球舱最多能容纳一个小球。投球控制单元39的出料口尺寸与送料轮厚度匹配，既能保证送料轮旋转灵活，又能保证暂堵球只能单个进入容球舱内，无论送料轮如何旋转，暂堵球都不会被料口卡住，独特的零卡滞设计，结构巧妙新颖，达到落球均匀，安全可靠。所述送料轮的转轴通过减速器37与液压马达38的输出轴连接。液压马达38为投球器提供稳定可控的转数。减速器37能够将较高的液压马达38转数降低至数球装置理想的稳定转数，动力源为液压站。通过投球控制单元39可以有序的将料仓36内暂堵球逐一投放到下料管40中，并通过下料管40将暂堵球投放到投球设备的下一级机构中。投球控制单元39设置防护罩，起到安全保护以及导向暂堵球的作用。当更换为其他规格的暂堵球时，可将保护罩拆下，将存在投球控制单元的暂堵球取出。所述料仓36的主体部分采用钢板制成，并设置透明塑料板制成的观察窗，可以观察到料仓36内暂堵球量，决定是否添加暂堵球。料仓36根据需要设置加料仓盖。

本实施例提供的投球器8的工作过程：使用前，在料斗内分别按规格范围放入两种规格的暂堵球。每个投球装置都可独立投球，互不干涉。当高压压裂管线需要投放可降解暂堵球时，选择相应规格暂堵球的料仓36，并将控制该料仓36的电磁阀得电，液压油路导通，带动液压马达38旋转。液压马达38平稳转动，能保证球与球之间等间距投下，经过减速器37减速可以带动送料轮均速旋转，实现投放可降解暂堵球。通过下料管将两个投球机构的出料口合二为一，使两个投球机构的暂堵球始终都从一个管口进入下一级装置，便于数球。当球量不够需要及时加球的时候，料斗下侧板的透明玻璃板结构，可以直观的观察到料斗内的球容量。加料口为面向操作者斜面入口设计，且料口高度和角度都非常人性化，手动加球、取球都非常方便。通过液压马达与减速机的组合，实现落球速度可控，投球效果良好。本实施例可以更好的和高压闸门液压系统集成，与控制系统无缝衔接。

所述数球器7包括：计数传感器；计数传感器通过法兰结构设置在高压组合闸板阀6输入端；所述计数传感器与防爆电控柜3信号连接。计数传感器设置在法兰结构内孔的侧壁，当投球器8下料管落下来的每个暂堵球通过法兰结构的中心孔时，计数用的计数传感器都会发出感应信号，防爆电控柜3中的控制系统PLC接收计数信号，当计数信号累计到达设定投球数量时，PLC系统就控制投球器停止落球。计数传感器具有精度高、反应快、非接触等优点，性能可靠。

所述液压泵站4通过投球控制阀组14与投球器8、一级高压闸板阀执行器9和二级高压闸板阀执行器10连接。所述液压动力站4包括：防爆电机、高压柱塞泵、投球控制阀组14、油箱、压力表组件等，安装在底座上。防爆电机安装在油箱上盖，防爆电机输出轴通过钟形罩和联轴器与高压柱塞泵连接，柱塞泵出油口与投球控制阀组14的进油口连接，用于给系统提供高压动力源；投球控制阀组14安装在油箱上盖上，用于控制投球器8投球，并用于控制一级高压闸板阀15和二级高压闸板阀16的工作，实现高压闸板阀启闭；压力表组件安装在油箱上盖上，投球控制阀组14上的测压接头通过测压软管连接压力表，用于监测投球控制阀组和工作压力。液压动力站4的电机泵组与防爆电控柜3信号连接，由防爆电控柜3进行控制。图9是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的液压原理图。如图9所示，电机泵组采用防爆电机和高压柱塞泵，隔爆效果好，输出压力高，输出动力稳定可靠。连续投球集成控制阀组结构紧凑，高度集成，控制功能多：a)分别控制高压组合闸板阀6的一级高压闸板阀执行器9和二级高压闸板阀执行器10，实现闸板阀的开启和关闭；b)分别控制投球器8的两个液压马达，可以选择两种不同规格投球器的马达旋转，实现不同规格的暂堵球下料。c)该连续投球集成阀组填补了国内空白，实现了投球系统的连续智能控制，同时集成了投球系统高压闸板阀的启闭功能。仪表组件，可以就近观察各油路压力值，便于巡检及维护。

所述防爆电控柜3分别与液压泵站4、数球器7、一级高压闸板阀执行器9、二级高压闸板阀执行器10信号连接，用于对以上组件进行控制。防爆电控柜3就地设置，是整个系统的控制核心，采用西门子PLC控制系统，主要包括主控制器模块、DI/DO、AD、DA模块、工作装置控制开关、双层防爆控制箱体等；PLC控制系统具有自动控制功能，通过监测和利用压力、位置及脉冲三种信号，保证高压压裂管线正常运行的状态下，使暂堵球经过定量落球、二级高压闸板阀开启、计数信号反馈、二级高压闸板阀关闭、一级高压闸板阀开启、暂堵球投球、一级高压闸板阀关闭等动作流程安全、可靠，逻辑严谨，控制更精确，设备运行更加节能。

防爆电控柜3通过遥控线缆13与远程的遥控箱12连接。所述遥控箱12设置液晶屏，通过液晶显示屏监控该装置。本实施例的防爆电控柜3由远程的遥控箱12进行远距离操作控制投球装置。遥控箱12采用电脑便携式结构，7寸液晶触摸屏，使操作更加方便，监测更加便捷。遥控线缆13采用屏蔽双绞线，比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率，传输距离远，抗干扰能力强。显示屏的人机交互界面友好，界面设计简洁、操作简单。由于一般两次投球的时间间隔比较长，把投球器的落球和数球准备工作独立于主控制流程，使投球器落球和数球工作的节点可以由操作者决定，即可以在每次投球结束后，马上或者在投球间隔时间内进行下一次落球和数球，这样就提前把下一次要定量投的暂堵球预先准备在容球腔中，当需要投球时，可以把备好的球一键确认投入高压压裂管线，合理利用了闲置时间；也可以在下一次投球前进行落球和数球，相比来说会增加一些投球过程时间。遥控箱主界面除了有暂堵球数量设定显示及投球确认键以外，还集成了系统动作流程状态、组合闸板阀启闭状态指示、安全互锁模式下的各个部件单独动作功能、各种故障报警提示等功能。综上，该显示屏界面功能齐全，操作简单，控制更加灵活。

图9是本发明提供的智能型电液遥控投球装置的系统原理框图；如图9所示，本发明提供的智能型电液遥控投球装置的工作过程如下：

1.通过把该装置的高压管路三通6安装在高压压裂管线中，遥控箱12与就地设置的防爆电控柜3接线电缆连接，遥控箱12一键开机。

2.投球器的料仓加球：每套设备有两个料仓，小料仓加球的规格是(12-16)mm，大料仓加球的规格是(15-20)mm，把两个料仓根据现场需要加满暂堵球。

3.观察遥控箱12的显示界面，如果有报警提示，按报警内容使各部件动作，达到满足投球器8投球的初始条件，即一级高压闸板阀15必须处于全关位置。当界面正常无报警提示，则进行投球器的规格及数量设定。设定好后，控制系统就控制投球器8就按照设定的要求进行落球和数球动作。

4.二级高压闸板阀16全开：投球器8落球前必须使二级高压闸板阀16全开，保证球能落入容球腔11。控制阀油路给二级高压闸板阀执行器10供油，使二级高压闸板阀16全开。

5.投球器8落球：按设定的规格，对应规格的料仓送料轮动作，其中一个下料时另一个不下料。投球器8的两个料仓各有一个液压马达驱动，液压动力站通过控制阀分别给两个料仓马达供油，分别带动两个送料轮旋转下球。

6.数球：投球器8下料管落下来的每个暂堵球通过数球法兰结构的中心孔，计数传感器发出反馈信号，控制系统记录的反馈信号数量累计后达到设定值，马达控制阀停止给马达供油，投球器8完成一次落球动作。

7.二级高压闸板阀16全关：投球器8定量球全部落球到容球腔11后，二级高压闸板阀16控制油路卸荷回油箱，二级高压闸板阀执行器10释能，使二级高压闸板阀16全关，到全关位置后有行程开关检测并反馈信号。

8.一级高压闸板阀全开：控制阀油路给一级高压闸板阀执行器9供油，使一级高压闸板阀15全开。

9.投球：一级高压闸板阀15开启后，高压压裂液就进入到容球腔11，把腔内的暂堵球全部带入到压裂管路中。投球时间可以由控制系统的系统参数设定中设置。一般出厂设定好默认值，现场用户可以根据情况进行调整。

10.一级高压闸板阀15全关：一级高压闸板阀15控制油路卸荷回油箱，一级高压闸板阀执行器9释能，使一级高压闸板阀15全关，到全关位置后有位置传感器检测并反馈信号。至此完成一次投球流程。

本实施例提供的智能型电液遥控投球装置，不但满足高压压裂管线智能投球的需求，使投放控制非常智能、便捷，而且提高了工作效率、安全性和可靠性，填补了国内空白。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种智能型电液遥控投球装置，其特征在于，包括：底座(1)、防爆电控柜(3)、液压泵站(4)、高压组合闸板阀(6)以及多组投球单元；

每一组投球单元包括：数球器(7)和投球器(8)；所述投球器(8)的下料口与数球器(7)的输入端连接，所述数球器(7)设置在高压组合闸板阀(6)的投球输入端；

所述高压组合闸板阀(6)包括：主阀体(17)以及通过主阀体(17)连接在一起的一级高压闸板阀(15)和二级高压闸板阀(16)；所述主阀体(17)的轴心中空；所述一级高压闸板阀(15)靠近高压组合闸板阀(6)的投球输出端，所述二级高压闸板阀(16)靠近高压组合闸板阀(6)的投球输入端；所述一级高压闸板阀(15)与二级高压闸板阀(16)之间形成容球腔(11)；所述一级高压闸板阀(15)与一级高压闸板阀执行器(9)连接，所述二级高压闸板阀(16)与二级高压闸板阀执行器(10)连接；所述高压组合闸板阀(6)的投球输出端通过高压管路三通(5)与高压压裂管线连接；所述高压管路三通(5)的中间接口与高压组合闸板阀(6)的投球输出端连接；

所述防爆电控柜(3)和液压泵站(4)分别设置在底座(1)上，所述防爆电控柜(3)分别与液压泵站(4)、数球器(7)、高压组合闸板阀(6)信号连接；所述液压泵站(4)通过投球控制阀组(14)与投球器(8)、一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)连接。

2.根据权利要求1所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述投球器(8)包括：多个投球机构以及将多个投球机构汇集在一起的下料管(40)；

每个投球机构包括：料仓(36)、减速器(37)、液压马达(38)和投球控制单元(39)；所述投球控制单元(39)设置在料仓(36)下方，所述投球控制单元(39)的进料口与料仓(36)的出料口连接；所述投球控制单元(39)的出料口与下料管(40)连接；所述投球控制单元(39)内设置送料轮，所述送料轮上开设六个容球舱。

3.根据权利要求1所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述数球器(7)包括：计数传感器；

计数传感器通过法兰结构设置在高压组合闸板阀(6)输入端；

所述计数传感器与防爆电控柜(3)信号连接。

4.根据权利要求1所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)采用氮气蓄能型执行器、弹簧复位型执行器和液压双作用油缸型蓄能器中的一种。

5.根据权利要求4所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述一级高压闸板阀执行器(9)和二级高压闸板阀执行器(10)分别包括：缸筒(22)、活塞组件(23)、活塞杆(27)、充气阀(32)、执行器液压管路(33)和可调节流阀(29)；

所述缸筒(22)内设置活塞杆(27)，所述活塞杆(27)的上设置活塞组件(23)，所述活塞组件(23)能够上下移动；所述活塞组件(23)下方设置用于缓冲的缸头组件(24)；

所述活塞杆(27)的顶部设置用于密封的缸尾组件(35)；所述活塞杆(27)的底部通过闸板连接件(26)与高压闸板阀的阀杆连接；

所述缸筒(22)上部设置充气阀(32)，所述缸筒(22)的内壁、活塞杆(27)和活塞组件(23)的上端面之间形成氮气腔(31)；所述缸筒(22)的内壁、活塞杆(27)、活塞组件(23)的下端面、缸头组件(24)之间形成液压腔；

所述缸筒(22)下部设置进油口，并通过进油口实现液压腔与液压管路(33)连通，所述液压管路(33)上设置可调节流阀(29)。

6.根据权利要求1所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述底座(1)上罩有外罩(2)。

7.根据权利要求1所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，防爆电控柜(3)通过遥控线缆(13)与远程的遥控箱(12)连接。

8.根据权利要求7所述的智能型电液遥控投球装置，其特征在于，所述遥控箱(12)设置液晶触摸屏。

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