[發明專利]一種致密油氣藏轉盤式井口自動投球設備

在審

• 申請號: 201910011109.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109707361A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 王旱祥;車家琪;婁暉;張硯雯;賈晨曦;劉家春;王姣姣
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利屬于石油機械技術領域，具體是針對致密油氣藏壓裂生產實際，為實現任意尺寸順序投球、完成油氣田分段壓裂工作而設計的一種致密油氣藏轉盤式井口自動投球設備。通過控制步進電機轉動可完成任意尺寸順序壓裂球的分段壓裂投球作業，當井底某段壓裂滑套出現故障時或者需要調整壓裂作業順序時，可以在不停工的前提下根據現場需求完成壓裂球投球順序的調整，有效提高施工效率，更好的適應致密油氣藏分段壓裂現場的復雜工況；壓裂球采用周向布置的方式，在控制徑向尺寸的前提下，顯著降低投球設備的高度，從而降低投球設備的重心，后期的操作、維護和檢修更加方便，有效降低了操作風險，保障致密油氣藏壓裂作業現場安全。

技術領域

本發明專利屬于石油機械技術領域，具體是針對致密油氣藏壓裂生產實際，為實現任意尺寸順序投球、完成油氣田分段壓裂工作而設計的一種致密油氣藏轉盤式井口自動投球設備。

背景技術

在國家大力倡導低碳綠色能源的背景下，我國非常規油氣(頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣等)發展迅速，水平井分段壓裂技術已成為致密油氣藏開發的有效手段。投球壓裂技術是水平井分段壓裂改造常用的壓裂技術，依靠在井口投放壓裂球，在井底打開壓裂滑套的方式進行逐級壓裂，因此井口投球器非常重要。

但是，目前投球器基本按照尺寸由小到大的順序裝球，并按照尺寸由小到大的順序逐個投球，當井底某段壓裂滑套出現故障時或者需要調整壓裂作業順序時，只能通過停止壓裂作業并取出壓裂球進行順序調整，無法實現任意尺寸順序壓裂球的投放；另外，目前投球器的壓裂球普遍按照尺寸由小到大的順序豎直安裝在球筒內部，導致投球器高度比較大，將投球器安裝到井口裝置之后，后期的操作、維護和檢修不方便，同時重心較高也增加了操作的風險，不能更好的適應致密油氣藏分段壓裂現場的復雜工況。

發明內容

本發明旨在克服現有技術和裝備存在的上述不足，提出一種致密油氣藏轉盤式井口自動投球設備，通過控制步進電機轉動，調節齒輪轉盤轉動位置，當指定儲球室與壓裂球孔同心時，可完成指定壓裂球的投放，進而完成任意尺寸順序壓裂球的分段壓裂投球作業，其采用的技術方案如下：

一種致密油氣藏轉盤式井口自動投球設備，包括雙頭螺柱、鎖緊螺母、轉盤外殼、步進電機A、底座、步進電機B、球筒外殼、法蘭封蓋、壓裂球筒、小齒輪A、齒輪轉盤A、壓裂球孔A、軸承、壓裂球孔B、齒輪轉盤B、小齒輪B、壓裂球、中心銷軸、定位銷、儲球室和定位槽，所述步進電機A和步進電機B對稱布置在轉盤外殼兩側，且步進電機A輸出軸與小齒輪A通過鍵連接同軸固定，所述小齒輪A與齒輪轉盤A通過邊緣輪齒進行嚙合傳動，所述齒輪轉盤A邊緣布置壓裂球孔A，所述步進電機B輸出軸與小齒輪B通過鍵連接同軸固定，所述小齒輪B與齒輪轉盤B通過邊緣輪齒進行嚙合傳動，所述齒輪轉盤B邊緣布置壓裂球孔B，所述小齒輪A與小齒輪B均布置在轉盤外殼內，所述軸承設置有上下兩個，所述齒輪轉盤A中心孔與上方的軸承外圈通過過盈配合進行同軸固定，所述齒輪轉盤B中心孔與下方的軸承外圈通過過盈配合進行同軸固定，所述軸承內圈與中心銷軸通過過盈配合進行同軸固定，兩個軸承之間設置有微小間隙，所述齒輪轉盤A與齒輪轉盤B同軸轉動且兩者之間設置有微小間隙，所述中心銷軸下端與底座上端通過螺紋連接進行固定，所述齒輪轉盤A與齒輪轉盤B均布置在轉盤外殼內且齒輪轉盤A布置在齒輪轉盤B上方，所述轉盤外殼下端與底座上端通過焊接固定連接，所述底座下端法蘭盤與井口裝置固定連接，所述齒輪轉盤A上方布置壓裂球筒，所述壓裂球筒布置在球筒外殼內且與球筒外殼過盈配合，所述齒輪轉盤A的上方與壓裂球筒之間設置有微小間隙，所述壓裂球筒上周向布置多個不同尺寸的儲球室，所述儲球室內布置對應尺寸大小的壓裂球，所述球筒外殼下端與轉盤外殼上端通過雙頭螺柱與鎖緊螺母固定連接，所述球筒外殼上端與法蘭封蓋通過雙頭螺柱與鎖緊螺母固定連接。

優選的，所述壓裂球筒在相同的周向半徑位置均勻布置多個不同尺寸大小的儲球室，所述齒輪轉盤A在與壓裂球筒相同的周向半徑位置布置壓裂球孔A，所述壓裂球孔A直徑與最大尺寸的儲球室直徑相等，所述齒輪轉盤B在與壓裂球筒相同的周向半徑位置布置壓裂球孔B，所述壓裂球孔B直徑與最大尺寸的儲球室直徑相等。