一種井口投球器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種井口投球器，包括：本體，包括封閉端、敞開端以及形成在兩端之間的內腔；穿過封閉端并延伸到內腔的推動軸，包括整體式徑向形成在其上限位部；設置在內腔內的推動筒，其一端通過螺紋與推動軸連接，而在另一端上設有推球件；與推動筒固定連接的球框，其與設置在內腔內的軸向槽相接合，在球框內設有憋壓球。其中，當推動軸轉動時，推動筒連同球框沿軸向朝向敞開移動，當球框完全伸出到敞開端之外時，推球件將憋壓球推離井口投球器。本發明的井口投球器在投放憋壓球過程中無需停止泥漿泵和卸掉水龍帶，就能夠有效地、快速地完成投放憋壓球的操作。
【專利說明】一種井口投球器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油工程【技術領域】，尤其涉及一種用于投放憋壓球的井口投球器。
【背景技術】
[0002] 在石油工程【技術領域】中，通常井下施工工具都需要在井口處投放一個憋壓球來觸 發工具功能。例如，液壓式懸掛器坐掛、液壓式封隔器坐封等。
[0003] 目前，常用的投球器在投放憋壓球過程中需要待井眼內循環通暢后，停止泥漿泵， 卸掉水龍帶，然后往敞開的井口內投放憋壓球。當投放完成后，還需連接水龍帶，使用小排 量泵運送憋壓球，當憋壓球到達球座位置后，封堵管住液流通道。由于小排量泵不斷地運送 泥漿，使得管柱內部出現憋壓。當管柱內的壓力達到一定值時，將會觸發工具功能。然而， 此類投球器的缺點是：投放憋壓球時需要停止泥漿泵，導致剛投出的憋壓球僅能依靠自身 重力緩慢下降，從而延長到達球座位置的時間，降低施工效率；投放憋壓球時還需要卸掉水 龍帶，待憋壓球投放后，還需再次連接水龍帶，使得整個操作過程費時費力，從而耽誤施工 進度；投放憋壓球時井口需要敞開，導致異物可以落入井口，從而增加了施工風險。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種井口投球器，其在投放憋壓球過程中無需 停止泥漿泵和卸掉水龍帶，就可以有效地、快速地完成憋壓球的投放，從而提高施工效率和 施工進度。另外，該井口投球器還能夠有效地避免異物落入井口，從而保證施工的安全。
[0005] 根據本發明提供了一種井口投球器，包括：本體，包括封閉端、相對的敞開端以及 形成在兩端之間的內腔，在本體的外壁上設有用于與連接關節連接的連接部；穿過封閉端 并延伸到內腔的推動軸，推動軸包括整體式徑向形成在其上并用于限制推動軸朝向封閉端 移動的限位部，在推動軸的第一端部上設有操作件；設置在內腔內的推動筒，推動筒的一端 通過螺紋與推動軸連接，在推動筒的另一端上設有推球件；與推動筒固定連接的球框，球框 與設置在內腔內的軸向槽相接合，使得球框僅能沿軸向槽移動而不可轉動，在球框內設有 憋壓球。其中，當外力轉動操作件而帶動推動軸轉動時，推動筒連同球框沿軸向朝向敞開端 移動；當球框完全伸出到敞開端之外時，推球件將憋壓球推離井口投球器。
[0006] 在一個實施例中，球框大致為U形，包括兩條分別與內腔內的軸向槽相接合的軸 向邊緣以及將兩條軸向邊緣相連的底邊，在各軸向邊緣的自由端處設有沿徑向向內延伸的 卡鉤，各卡鉤分別卡入到設于推動筒的外壁上的卡槽中。
[0007] 在一個實施例中，在軸向槽和球框之間設有過砂間隙。
[0008] 在一個實施例中，推球件為階梯圓柱形，在推球件的小徑部分與推動筒通過螺紋 連接。
[0009] 在一個實施例中，在推動軸的第二端部上設有用于限定推動筒朝向敞開端的最大 位移的擋塊。
[0010] 在一個實施例中，推球件具有用于連通球框的內腔與推動筒的內腔的第一傳壓 孔。 toon] 在一個實施例中，推動筒具有用于連通推動筒的內腔與處于推動筒和封閉端之間 的本體的內腔的第二傳壓孔。
[0012] 在一個實施例中，在限位部與封閉端之間設有推力軸承。
[0013] 在一個實施例中，敞開端設置成與連接關節的縱向內壁齊平。
[0014] 在一個實施例中，在推動軸與封閉端的接合面上設有密封圈，在連接關節與本體 之間的接合面上設有密封圈。
[0015] 根據本發明的井口投球器，能夠直接與水泥頭、水龍帶或其他井口裝置連接，使得 其無需停止泥漿泵和卸掉水龍帶，就可以有效地、快速地完成憋壓球的投放，從而提高施工 效率和施工進度。另外，本發明的井口投球器采用了直接的連接結構，使得整個投放憋壓球 的過程是對外密封的，消除了落入異物的危險，從而提高了施工的安全性。
[0016] 根據本發明的井口投球器的結構簡單，加工容易，安裝方便，使用安全高效，便于 實施推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中：
[0018] 圖1顯示了根據本發明的井口投球器的結構示意圖，此時處于未投球位置。
[0019] 圖2顯示了根據本發明的井口投球器的安裝圖，此時處于投球的臨界位置。
[0020] 圖3顯示了根據本發明的井口投球器的本體。
[0021] 圖4顯示了根據本發明的井口投球器的推動軸。
[0022] 圖5顯示了根據本發明的井口投球器的推動筒。
[0023] 圖6顯示了根據本發明的井口投球器的球框。
[0024] 在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0026] 圖1顯示了根據本發明的井口投球器100,此時處于未投球（憋壓球2)位置。井 口投球器100包括本體8。本體8包括封閉端20、相對的敞開端21以及形成在兩端之間的 大致圓形的內腔25。本體8在附圖3中更清晰地顯示出。在本體8的內腔25內對稱地設 有兩個軸向槽22,其是由敞開端21起沿軸向向內大致延伸到內腔25的中部。為了方便加 工，在軸向槽22延伸末端可構造出退刀槽24。
[0027] 如圖1所示，井口投球器100還包括推動軸7,其穿過封閉端20并大致延伸到內腔 25的中部。推動軸7包括整體式徑向形成在其上的限位部9。限位部9可以有效地限制推 動軸7朝向封閉端20移動。推動軸7還包括第一端部30和第二端部31，如圖4中清晰地 示出。第一端部30位于封閉端20的外側（圖1所示左側)，而第二端部31位于內腔25內。 在推動軸7的第一端部30上設有操作件11，其用于帶動推動軸7轉動。操作件11優選為 圓形手輪，其通過螺母13緊固在推動軸7上。由于考慮到操作件11反復使用后螺母13容 易發生松動，因此需要對連接后的螺母13進行鎖緊。例如，螺母13可以通過沿徑向設置的 開口銷18 (見圖2)鎖緊在推動軸7上。為了減小摩擦阻力并改善操作件11的使用性，例 如可以在限位部9與封閉端20之間設置推力軸承10。容易理解，為了保證井口投球器100 的密封性，在推動軸7與封閉端20的接合處可設置密封圈12。
[0028] 根據本發明，井口投球器100還包括設置在內腔25內的推動筒4，其在圖5中也同 時示出。推動筒4的一端通過螺紋與推動軸7連接，使得推動軸7可以在推動筒4的內部 旋轉，從而發生軸向移動。在推動筒4的另一端上設有推球件3,其可用于推動憋壓球2軸 向移動。推球件3優選為階梯圓柱形，其小徑部分嵌入到推動筒4的內部并通過螺紋與推 動筒4連接成一個整體。在推動筒4的外壁上對稱地設有兩個卡槽36 (見圖5)，其優選為 矩形槽。
[0029] 根據本發明，井口投球器100還包括設置在本體8的內腔25內的球框1，其大致 為U形。球框1包括兩條軸向邊緣40,以及將兩條軸向邊緣40相連的底邊41。在一個實 施例中，在各軸向邊緣40的自由端處設有沿徑向向內延伸的卡鉤37,其用于卡入到推動筒 4的卡槽36內，從而實現推動筒4與球框1的固定連接。另外，球框1的兩個邊緣40分別 與內腔25內的軸向槽22相接合，使得固定連接的球框1和推動筒4僅能沿軸向移動而不 可轉動。為了順暢球框1的移動，在構造軸向槽22時，還可以預留過砂間隙。
[0030] 在圖示實施例中，為了防止推動軸7旋轉過度后推動筒4與推動軸7脫離，在推動 軸7的第二端部31上可設有用于限定推動筒4軸朝向敞開端21的最大位移的擋塊5。例 如，擋塊5可以通過螺紋與推動軸7連接，然后再通過沿徑向設置的鎖緊螺釘14緊固在推 動軸7上。為了方便擋塊5的裝配，在推動筒4的外壁上還可構造出工藝孔38 (見圖5)。
[0031] 為了延長井口投球器100的使用壽命，以及流暢操作件11的使用，還應該考慮壓 力傳遞問題。在一個實施例中，推球件3具有用于連通球框1的內腔與推動筒4的內腔的 第一傳壓孔15,其可以將壓力順利傳遞到推動筒4的內腔。在另一個實施例中，推動筒4具 有用于連通推動筒4的內腔與處于推動筒4和封閉端20之間的本體8的內腔25的第二傳 壓孔39 (見圖5)，其可以將壓力順利傳遞到處于推動筒4和封閉端20之間的本體8的內 腔25中，然后將壓力作用在限位部9上。由于，限位部9與推力軸承10接觸式連接，使得 限位部9所承受的壓力可以傳遞給推力軸承10,從而方便操作件11的轉動。
[0032] 圖2顯示了根據本發明的井口投球器100的安裝圖，此時處于投球位置。當井口 投球器100與待投放憋壓球2的管柱連接時，還需要連接關節50,其優選為三通接頭。為了 方便井口投球器1〇〇和連接關節50的連接，在本體8的外壁上設有連接部6。連接部6優 選為法蘭盤，其連接結構具有較好的穩定性和氣密性。容易理解，該連接關節50還需要通 過連接件17來進行緊固，其優選為螺栓。為了更好地保證氣密性，例如可以在本體8和連 接關節50之間的接合面上設置密封圈16。該井口投球器100安裝后，敞開端21與連接關 節50的縱向內壁齊平，由此方便了憋壓球2的投放。
[0033] 以下介紹根據本發明的井口投球器100的具體操作。首先將待投放憋壓球2的管 柱與連接關節50相連，再將井口投球器100的連接部6與連接關節50連接。當外力轉動 操作件11而帶動推動軸7轉時，則推動筒4連同球框1沿軸向朝向敞開端21移動，同時連 接在推動筒4上的推球件3也會推動設置在球框1內的憋壓球2朝向敞開端21移動。當 球框1完全伸出到敞開端21之外時，推球件3將憋壓球2推離該井口投球器100。
[0034] 根據本發明的井口投球器100,能夠直接與水泥頭、水龍帶或其他井口裝置連接， 使得其無需停止泥漿泵和卸掉水龍帶，就可以有效地、快速地完成憋壓球2的投放，從而提 高施工效率和施工進度。另外，本發明的井口投球器100采用了直接的連接結構，使得整個 投放憋壓球2的過程是對外密封的，消除了落入異物的危險，從而提高了施工的安全性。
[0035] 根據本發明的井口投球器100的結構簡單，加工容易，安裝方便，使用安全高效， 便于實施推廣應用。
[0036] 雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的范圍的情況 下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖 突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發明并不局限于文 中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。
【權利要求】
1. 一種井口投球器，包括： 本體，包括封閉端、相對的敞開端以及形成在兩端之間的內腔，在所述本體的外壁上設 有用于與連接關節連接的連接部， 穿過所述封閉端并延伸到所述內腔的推動軸，所述推動軸包括整體式徑向形成在其上 并用于限制所述推動軸朝向所述封閉端移動的限位部，在所述推動軸的第一端部上設有操 作件， 設置在所述內腔內的推動筒，所述推動筒的一端通過螺紋與所述推動軸連接，在所述 推動筒的另一端上設有推球件， 與所述推動筒固定連接的球框，所述球框與設置在所述內腔內的軸向槽相接合，使得 所述球框僅能沿所述軸向槽移動而不可轉動，在所述球框內設有憋壓球， 其中，當外力轉動所述操作件而帶動所述推動軸轉動時，所述推動筒連同所述球框沿 軸向朝向所述敞開端移動，當所述球框完全伸出到所述敞開端之外時，所述推球件將所述 憋壓球推離所述井口投球器。
2. 根據權利要求1所述的井口投球器，其特征在于，所述球框大致為U形，包括兩條分 別與所述內腔內的軸向槽相接合的軸向邊緣以及將所述兩條軸向邊緣相連的底邊，在各所 述軸向邊緣的自由端處設有沿徑向向內延伸的卡鉤，各所述卡鉤分別卡入到設于所述推動 筒的外壁上的卡槽中。
3. 根據權利要求1或2所述的井口投球器，其特征在于，在所述軸向槽和所述球框之間 設有過砂間隙。
4. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，所述推球件為階梯圓 柱形，在所述推球件的小徑部分與所述推動筒通過螺紋連接。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，在所述推動軸的第二 端部上設有用于限定所述推動筒朝向敞開端的最大位移的擋塊。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，所述推球件具有用于 連通所述球框的內腔與所述推動筒的內腔的第一傳壓孔。
7. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，所述推動筒具有用于 連通所述推動筒的內腔與處于所述推動筒和封閉端之間的所述本體的內腔的第二傳壓孔。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，在所述限位部與所述 封閉端之間設有推力軸承。
9. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，所述敞開端設置成與 所述連接關節的縱向內壁齊平。
10. 根據上述權利要求中任一項所述的井口投球器，其特征在于，在所述推動軸與封閉 端的接合面上設有密封圈，在所述連接關節與本體之間的接合面上設有密封圈。
【文檔編號】E21B23/00GK104120991SQ201310150538
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2013年4月26日
【發明者】吳姬昊, 戴文潮, 秦金立, 尹慧博, 朱和明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院