[實用新型]一種連續分層壓裂投球器

有效

• 申請號: 201520243356.8
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN204646206U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 孫虎;李尊團;鄧繼學;王祖文;米虎寧;樊煒;樊啟國;劉培潤;韓靜靜;韓蓉;張曉祥;任斌
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B23/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本實用新型涉及油氣田勘探開發設備，具體涉及一種連續分層壓裂投球器，用于不動管柱連續分層壓裂施工。

背景技術

油氣井內有多個油氣層需要開發時，為了加快壓裂開發速度，常采用不動管柱分層壓裂施工。不動管柱分層壓裂時，要將各個層(段)用封隔器進行封隔，分層壓裂時，只需要將各個封隔器之間的滑套開關，通過投球封堵球打滑套的方式，打開進入新層的通道，同時堵住已壓開層位的通道，實現新層的壓裂。連續分層壓裂就是在壓裂施工過程中，不停泵連續注入壓裂液的情況下，投入封堵球或尼龍球，打開滑套進行分層壓裂施工。

目前，常采用井口閥門或連接在管線上的高壓旋塞，在停泵后進行投球封堵球。如中國專利CN101929330B公開了一種是遙控旋塞式鋼球投球系統，至少包括三通，連接在壓裂施工的高壓管線上；三通兩直通端使高壓管線貫通；一個高壓旋塞連接在三通的垂直端，不同直徑的鋼球放置在高壓旋塞內；一個執行器與高壓旋塞連接，用于控制高壓旋塞的開口度；一個控制器用于向執行器輸入一開口度的命令信號，使執行器對應控制高壓旋塞的開口度與投放的鋼球直徑相一致。

現有連續分層壓裂施工過程中投球封堵球時操作人員面臨高壓風險，投球封堵球時間相對較長，投球封堵球往往要在30分鐘以上；當壓裂施工層段多，投球封堵球數量多時，則投球封堵球時間要達到2-3小時，影響工作時效，且具有一定的安全風險。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有連續分層壓裂施工過程中投球封堵球時操作人員面臨高壓風險、投球時間長，影響工作效率的問題。

為此，本實用新型提供了一種連續分層壓裂投球器，包括外殼，所述外殼內設置有高壓儲球筒，所述高壓儲球筒內腔中斜設有弧形排球板,所述弧形排球板上表面與高壓儲球筒筒壁之間形成的空間內自下而上疊放直徑依次增大的多個封堵球，所述弧形排球板下端與高壓儲球筒筒壁之間形成投放口，所述弧形排球板下端鉸接有一個往復桿，往復桿通過螺紋連接有旋轉桿，所述旋轉桿通過第二推力軸承延伸出外殼，并與設置在外殼外部的步進電機連接，所述步進電機電連接有一遠程控制器，所述高壓儲球筒上部設有投球探測裝置，該投球探測裝置包括探測塊、鋼絲、滾輪和滾輪軸，所述探測塊通過鋼絲連接在滾輪上，滾輪設置在滾輪軸上，滾輪軸設置在高壓儲球筒內壁上并通過滾輪軸上安裝的第一推力軸承延伸至外殼，所述滾輪軸一端設有復位旋鈕，滾輪軸一端連接角度傳感器，所述角度傳感器通過信號線與遠程控制器連接。

上述遠程控制器包括PLC控制器，供電電源和操作箱面板；所述操作箱面板上設有顯示屏，電源開關，投球按鈕，指示燈，復位開關和安全開關。

上述疊放的多個封堵球的直徑自下而上呈等差數列。

上述弧形排球板的軸向為梯形狀，上寬下窄，周向為圓弧形狀，且該圓弧與高壓儲球筒的截面圓為同心結構。

上述弧形排球板的長度S_n＝na₁+n(n-1)c/2，其中，a₁＝d，d為最小封堵球的直徑，n為封堵球個數，c為封堵球直徑呈等差數列的級差。

上述弧形排球板下端的寬度L＝2(Dd/2-d²/4)^0.5，其中，D為高壓儲球筒內徑，d為最小封堵球的直徑。

上述鋼絲為1.0mm不銹鋼絲。

上述滾輪軸與第一推力軸承之間設置密封圈一。

上述旋轉桿與第二推力軸承之間設置密封圈二。

本實用新型的有益效果：

(1)本實用新型提供的這種連續分層壓裂投球器可根據投放口的開度和封堵球的直徑，分別投入不同直徑的封堵球，達到了分層投球封堵球打滑套的要求。

(2)本實用新型提供的這種連續分層壓裂投球器實現了封堵球的自動投球，且能夠遠程控制和精確投球，減少了投放時間，提高了工作效率。

(3)本實用新型提供的這種連續分層壓裂投球器有效減少了工作人員高壓投球的風險，達到了安全高效施工的要求。

以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型連續分層壓裂投球器的結構示意圖。

圖2是本實用新型連續分層壓裂投球器中弧形排球板的尺寸示意圖。

圖3是本實用新型連續分層壓裂投球器控制方法流程圖。