[发明专利]一种油田压裂用投球装置

说明书

本发明涉及一种油田压裂用投球装置，包括常压计数单元以及设置在常压计数单元底部的高压投球单元；高压投球单元包括承压本体、沿水平方向移动设置在承压本体内部的平移密封体以及与平移密封体传动连接的平移驱动机构，承压本体的顶部设有进球口，底部设有高压流体通道，并且进球口与高压流体通道错位设置，平移密封体上沿竖直方向开设有上下贯通的置球腔，置球腔的顶部与进球口相适配，底部与高压流体通道相适配。与现有技术相比，本发明采用常压计数、高压投球的工作模式，其中平移密封体采用平移输送方式，将常压区的压裂球定量输送至高压区并实现压裂球的投放，适用于各种尺寸的钢制球、低密度可降解球以及可溶暂堵塞的投球压裂施工。

技术领域

本发明属于油田生产设备技术领域，涉及一种油田压裂用投球装置。

背景技术

目前，在油气田酸化压裂作业中，分层压裂一般包括：封隔器分层压裂、堵塞球选择压裂、限流阀分层压裂、蜡球选择性压裂四种形式。油气田多年的酸化分层压裂作业结果显示，传统的封隔器分层压裂、限流阀分层压裂、蜡球选择性压裂作业因工艺陈旧，作业难度大，压裂成本高，特别是在深井酸化压裂作业中，难以达到预期的分层压裂作业效果。相反，堵塞球选择压裂工艺因其分层压裂效果显著、投球堵塞操作便利、作业成本经济等原因，逐渐取代了其他传统分层压裂模式。本发明涉及的投球装置(或称投球器)就是进行堵塞球分层压裂必不可少的工艺设备。

根据压裂工艺的不同，投球器投球种类以及尺寸各不相同。压裂球有钢制球、低密度可降解球等，大多数情况下压裂球都为规则圆球形，不同工艺、压裂球尺寸都需要专门的投球器配套使用。随着压裂工艺的进步，出现了可溶暂堵塞，其形状不规则，由高强度、高耐磨纤维编制打结而成，为了顺利投放一般在施工前将其放入可溶壳体内部使其能使用投球器顺利进入高压管汇，但是实际施工中多使用电动或液动旋塞阀作为临时“投球器”来使用，经过实际试验在压力环境下组装球的壳体易损坏，如此其内部的可溶暂堵塞的特性很容易造成电动或液动旋塞阀旋塞(即其执行机构)的损坏，从而对施工造成影响甚至于造成严重的施工安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田压裂用投球装置。本发明通过对各种投球压裂施工需求的分析，开发出一种全面满足各种投球压裂工艺的投球装置，尤其可满足不规则形状的可溶暂堵塞的直接投放。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种油田压裂用投球装置，该装置包括常压计数单元以及设置在常压计数单元底部的高压投球单元，该高压投球单元包括承压本体、沿水平方向移动设置在承压本体内部的平移密封体以及与平移密封体传动连接的平移驱动机构，所述的承压本体的顶部设有进球口，所述的承压本体的底部设有高压流体通道，并且所述的进球口与高压流体通道错位设置，所述的平移密封体上沿竖直方向开设有上下贯通的置球腔，该置球腔的顶部与进球口相适配，底部与高压流体通道相适配。常压计数单元将压裂球按照所需的数量经进球口定量投放在置球腔中，之后平移驱动机构带动平移密封体运动，将置球腔中的压裂球带至高压流体通道中，在高压流体通道中的流体以及重力作用实现压裂球的投放，之后平移密封体复位。

优选地，该装置还包括与平移驱动机构相连的电缆与远程控制模块。由于油田设备需要极高的可靠性要求，故使用电缆连接，在技术可靠的情况下完全可使用无线传输控制的模式。

进一步地，所述的承压本体的内部沿水平方向开设有平移密封体活动腔，所述的平移密封体移动设置在平移密封体活动腔中，所述的进球口、高压流体通道分别与平移密封体活动腔相连通。

进一步地，所述的进球口位于承压本体一端的顶部，所述的高压流体通道位于承压本体另一端的底部。

进一步地，所述的平移密封体活动腔内设有密封机构，该密封机构位于平移密封体与承压本体之间。

进一步地，所述的密封机构包括并列设置的第一密封组件、第二密封组件及第三密封组件，所述的第一密封组件及第二密封组件均位于进球口与高压流体通道之间，所述的高压流体通道位于第二密封组件与第三密封组件之间。