專利名稱：遙控旋塞式鋼球投球器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油天然氣行業，特別是井下技術作業中不動管柱分層壓裂工藝 技術的配套技術，確切說是遙控旋塞式鋼球投球器，用于進行安全高效地投鋼球進行分層 壓裂。
背景技術：
不動管柱分層壓裂施工中，要停泵投鋼球，打滑套進行分層壓裂，現用投鋼球的方 式是在第一層壓裂完成后，利用壓裂井口上的閥門進行投入的。首先要在30-40MPa的高壓 下，將井口上的總閥門關上，再將井口上部的壓力放掉，將壓裂施工管線拆卸掉，再將鋼球 投入井口的上部，然后關上井口上部的閥門，打開總閥門，將鋼球投入井內，再連接高壓管 線進行施工。這樣做存在以下幾個問題(1)在高壓狀況下，開關閥門比較危險，并且也很費力費事，開關兩個閥門約需15 分鐘，一旦閥門出問題，就會傷及現場施工人員和設備；(2)拆裝一次井口的壓裂高壓管線，也是很費時費力的事情，工作量大，也很費力 費事，約需15分鐘；(3)當鋼球置于井口兩個閥門中間時，因井內壓力高，兩個閥門之間已進行放空， 把井口閥門打開時，井內液體向兩個閥門空間沖入時，會將鋼球沖到井口的旁通閥門處，當 井口壓力恢復后，往往會出現鋼球投不下去的情況，造成分層壓裂失敗。
發明內容本實用新型的目的是提供一種安全性好、節省時間、工藝性好的遙控旋塞式鋼球 投球器。本實用新型的目的是這樣實現的，遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是至少包括三 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，在高壓旋塞內有不同直徑的鋼球；執行器與高壓旋塞連接，執行器與控制器 電連接。所述的鋼球是從小到大排列，鋼球數在1-3個。所述的高壓旋塞是2" -3〃的高壓旋塞。所述的執行器是液動執行器或電動執行器，所述的執行器最大扭矩可以達到 500Nm。所述的最大鋼球的直徑為70mm。本實用新型的工作過程及優點是由于將鋼球置于這個旋塞內，當不動管柱分層 壓裂施工，當第一層壓完后，需投鋼球進行第二層壓裂時，只要將旋塞打開一定的角度，使 鋼球自由落入高壓管線中，高壓管線中高速流動的液體就能將鋼球帶入井內，達到分層壓 裂的要求；可以根據旋塞的開度與鋼球所對應的直徑，分別投入不同直徑的鋼球(一次可以 裝入2-3個鋼球)，達到分壓打滑套的要求；投球過程中可以停泵投鋼球也可以不停泵投鋼球，達到精確遙控控制和安全高效施工的要求。
下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型工作過程說明圖；圖3是控制箱電源旋鈕示意圖。圖中1、三通；2、高壓旋塞；3、堵頭；4、執行器；5、控制器；6、高壓管線；7、鋼球。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，在壓裂施工的高壓管線6上，安裝一個三通1，在三通1上再 安裝一個2"或3"的高壓旋塞2，將不同直徑的鋼球7置于這個高壓旋塞2內，高壓旋塞2 上端固定堵頭3，一個執行器4與高壓旋塞2連接，用于控制高壓旋塞的開口度；一控制器5 與執行器4電連接，用于向執行器4輸入一開口度的命令信號，使執行器4對應控制高壓旋 塞2的開口度與投放的鋼球7直徑相一致。鋼球7是以小到大排列，鋼球數在1-3個。最 大鋼球7的直徑為70mm。當不動管柱分層壓裂施工時，第一層壓完后，需投鋼球進行第二層壓裂時，只要通 過控制器輸入參數，執行器根據參數將旋塞打開到選擇參數的角度，使鋼球自由落入高壓 管線中，高壓管線中高速流動的液體就能將鋼球帶入井內，達到分層壓裂的要求；一次可以 裝入2-3個鋼球，可以根據旋塞的開度與鋼球所對應的直徑，分別投入不同直徑的鋼球7， 達到分壓打滑套的要求；投球過程中可以停泵投鋼球也可以不停泵投鋼球。如圖1和圖2所示，高壓旋塞2是2 “ -3 〃的高壓旋塞，高壓旋塞2的閥芯可進行 遙控，鋼球7在高壓旋塞2內，鋼球7在高壓旋塞2內是以小到大排列2-3個。利用閥芯的 開啟度與鋼球直徑相對應，達到每次可以投入2-3不同直徑鋼球。下表是旋塞內的工作壓 力與執行器工作扭矩的關系表 執行器4采用液動執行器或電動執行器，其最大扭矩可以達到500Nm。控制執行器 4的控制器5包括一個鍵盤、一個顯示器、一個控制單元和遠程控制接口，通過鍵盤輸入需 要的投放的鋼球直徑，顯示在顯示器上，經確認無誤后，啟動確認鍵，控制單元通過遠程控 制接口向執行器發送信號，由執行器控制高壓旋塞打開選定鋼球直徑的開口度投放鋼球。本實施例中最少可以投1-3個鋼球，是為了保證不動管柱壓裂工藝可以連續壓裂 2-4個層。本實施例中的高壓旋塞2是壓裂高壓管匯中的高壓流體控制器，其主要作用是在 高壓流體的狀態下，關閉或打開高壓管線的流體通道，是鋼球投球器的主體部件，也是成熟 的高壓流體控制元器件之一。執行器可以精確控制旋塞閥的開啟度，按鋼球直徑的大小，來 控制旋塞的開啟度。高壓三通1是壓裂高壓管匯的主要流體控制件之一，在主要作用是將 其竄連接在壓裂高壓管線上，將旋塞式鋼球投球器與高壓主管線連通，能夠將鋼球投到高 壓管線中。旋塞2的一端與高壓三通相連，另一端為一個堵頭3將其封堵，與壓裂管線形成一個高壓連通器。本實用新型中控制器5有兩種工作模式，通過電源開關的位置決定1. 試驗模式如圖1和圖3所示，試驗旋塞閥開度的方法先將電源開關旋鈕旋到工作位置 (順時針方向旋轉)，試驗開關旋鈕旋到回位位置一按控制器5鍵盤中的▲鍵或▼鍵讓 參數值指令值達到初步想設定的值，一將試驗開關旋鈕旋到工作狀態位置(順時針方旋 轉)，一旋塞閥便在執行器的驅動下，逐漸開啟到設定的位置。若鋼球提前通過旋塞閥， 說明予先設置的指令值(參數)過大，因此要及時記下鋼球通過旋塞閥時顯示的指令值； 若鋼球未通過旋塞閥，說明旋塞閥的開度不夠，此時可按住控制器5鍵盤中的▲鍵，直到 鋼球通過旋塞閥，記下此時顯示的參數值。為了施工安全，上面操作步驟須重復作一兩 次，以保證指令值(參數)準確無誤。用上面方法得到的參數值，就成為在工作狀時設定
IS^l鍵(旋鈕)的值令值。用同樣的方法確認鍵、EH鍵的指令值。值得特別強調的是為了保證旋塞閥在高壓工況下也能順利開啟，平衡旋塞閥的 上下壓差是必要的選擇。I位一I就是為平衡旋塞閥的上下壓力而予留的開度。其開度應小 于最小球通過旋塞閥的開度。當四個位點的指令值確定后。將試驗旋鈕旋到回位位置，下一步便可以進行各位 點的指令設置了。2. 工作模式(1)四個位點開關的指令設置系數控制箱可設置和儲存四個指令。當指令發出后，執行器便開始動作并準確停在予 先設置的位置。四個指令分別由>E3、E3、EH四個旋鈕開關控制。四 個指令與四個旋鈕分別一一對應。修改指令前必須先寫入該旋鈕的設置系數。I位一丨F2. 30I位二丨F2. 31 位
F2. 32I位四丨F2. 33(2)修改指令先將I電源開關I旋鈕搬到工作位置，|5^|、|S3|、l^1、gW1旋鈕搬到回位
位置，然后開始下面的操作步驟
按_數_4顯示IF-O-I —技▲鍵顯示|f-2-[ 按I寫入_ —顯示|F2. OOl 4按▲鍵Λ示|F2. 3O卜按同入顯示丨F10. 0 0[(顯示的數值是上次設定的指令數值)一按▲鍵
或▼鍵來加大或減小指令數值，直到達到需要的數值(指令數值也就是執行器動作全程的 百分比數，例如想讓執行器動作到全行程的15%，指令值便設定為1X^1)。最后再按一次鍵。修改(或者確認)E3旋鈕指令的工作便告完成。此時的顯示為IFirni。再按gg]鍵兩次，便可進行旋鈕指令數值的修改。用同樣的方法，用
irrm >EOl設置系數修改E3、！EH旋鈕的指令值。(3)發出指令 當各位點的指令修改工作完成后，便可以根據需要逐一搬動位一、位二、位
位四旋鈕到工作位置發出指令，讓執行器動作到設定的位置。要注意的是每當某個旋
鈕的指令執行完后，須將該旋鈕搬回到回位位置，下一個旋鈕才能發出指令。
權利要求遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是至少包括三通，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，在高壓旋塞內有不同直徑的鋼球；執行器與高壓旋塞連接，執行器與控制器電連接。
2.根據權利要求1所述的遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是所述的鋼球是以小到大 排列，鋼球數在1-3個。
3.根據權利要求1所述的遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是所述的高壓旋塞是 2" -3〃的高壓旋塞。
4.根據權利要求1所述的遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是所述的執行器是液動執 行器或電動執行器，所述的執行器最大扭矩為500Nm。
5.根據權利要求1所述的遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是所述的鋼球的最大直徑 為 70mmo
專利摘要本實用新型屬于石油天然氣行業，特別是井下技術作業中不動管柱分層壓裂工藝技術的配套技術，確切說是遙控旋塞式鋼球投球器，其特征是至少包括三通，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，在高壓旋塞內有不同直徑的鋼球；執行器與高壓旋塞連接，執行器與控制器電連接；所述的鋼球是從小到大排列，鋼球數在1-3個；所述的高壓旋塞是2″-3″的高壓旋塞；所述的執行器是液動執行器或電動執行器，所述的執行器最大扭矩可以達到500Nm。提供一種安全性好、節省時間、工藝性好的遙控旋塞式鋼球投球器。
文檔編號E21B23/00GK201650255SQ20102017037
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者劉培潤, 孫虎, 曹欣, 白珠葉, 鄧繼學 申請人: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