一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統的製作方法

2023-12-08 19:59:36 3

一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，結構包括依次相連通的自動投球機、投球四通、泵入頭和井口連接裝置；自動投球機與投球四通連接處設置有1#液壓旋塞閥，投球四通與泵入頭連接處設置有2#液壓旋塞閥，投球四通左通路連接有調壓高壓泵，投球四通右通路設置為備用投球接口；所述泵入頭通過注液管連接有壓裂泵車；所述自動投球機連接有用於控制自動投球機、調壓高壓泵、1#液壓旋塞閥及2#液壓旋塞閥開啟的PLC電氣控制箱。本實用新型可實現了自動、高效、精確的投球作業，避免操作者直接進入施工現場進行投球作業帶來的安全隱患，保證了投球的質量。
【專利說明】一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣田酸化壓裂【技術領域】，特別涉及一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統。

【背景技術】
[0002]投球作業是油氣田酸化壓裂作業中的重要階段，現有的投球方式大多需要人工現場操作，依靠人力操縱投球器動作進行投球。人工投球作業時，施工人員需要多次進入高壓區手動投球，存在嚴重的安全風險，同時，人工手動投球工作繁瑣、勞動強度大、控制精度低、不利於高效投球作業。
[0003]隨著油氣田井深不斷增大，多分支井和水平井鑽井技術的不斷提升和廣泛應用，作業壓力不斷增大，造成在高壓環境下作業的危險性增大；同時因壓力增大，使得投球的阻力也變大，人力操作困難甚至無法操縱高壓投球器。
[0004]基於以上分析，急需對現有的投球系統進行改進。


【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是，針對現有油氣田酸化分層壓裂過程中，依賴於人工投球作業導致的投球操作繁瑣費力、控制精度低、作業效率低下、安全風險高，且難以滿足超高壓投球作業環境的技術缺點，提供一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統。
[0006]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0007]一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，結構包括依次相連通的自動投球機〔0、投球四通口)、泵入頭(3)和井口連接裝置「);所述自動投球機(1)與投球四通(2)連接處設置有I#液壓旋塞閥(5),投球四通(2)與泵入頭(3)連接處設置有2#液壓旋塞閥(6),投球四通(2)左通路連接有調壓高壓泵(7),投球四通(2)右通路設置為備用投球接口( 8 )；所述泵入頭(3 )通過注液管(31)連接有壓裂泵車(9 )；所述自動投球機
(1)連接有用於控制自動投球機〔0、調壓高壓泵(了)、#液壓旋塞閥(5)及2#液壓旋塞閥
(6)開啟的？IX電氣控制箱(22)0
[0008]進一步，所述調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通。
[0009]進一步，所述壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72),洩壓閥(72)上設置有3#液壓旋塞閥〔700。
[0010]進一步，所述調壓高壓泵(7)與壓力輸送管道(71)相接處設置有指定調壓高壓泵
(7)方向的單向閥(73)0
[0011]進一步，所述自動投球機(1)結構包括固定支架(11),設置於固定支架(11)上的旋轉板(12),以及設置於旋轉板(12)左下方的球體引導通孔(13):所述旋轉板(12)圓周外側均勻間隔設置有裝球孔(201),旋轉板(12)圓周內側均勻間隔設置有定位孔(202)；所述旋轉板(12)通過轉軸(14)連接有驅動電機(15 )；所述定位孔(202 )正上方與定位孔(202 )相對的位置設置有與定位孔(202)相配合的定位杆(16):所述球體引導通孔(13)正上方設置有直徑傳感器(17)；所述球體引導通孔(13)上方靠近旋轉板(12)的位置設置有用於阻擋球體下落的擋板(19〉；所述電氣控制箱(22)可控制旋轉板(12)轉動、定位杆(16)伸縮、直徑傳感器(17)運作及擋板(19)伸縮。
[0012]進一步，所述擋板(19)連接有用於控制擋板
[0013]進一步，所述旋轉板(12)底部設置有與旋轉板(12)相貼合的底板〔2(0。
[0014]進一步，所述轉軸(14)通過齒輪(21)與旋轉板(12 )相固定。
[0015]進一步，所述裝球孔(201)直徑與球體引導通孔(13)直徑相同，裝球孔(201)直徑大於球體直徑，裝球孔(201)設置為多個。
[0016]進一步，所述撞球孔(201)設置為12個。
[0017]本實用新型涉及一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，有益效果在於:
[0018]1、本實用新型涉及的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，集成有自動投球機(11調壓高壓泵(了)、投球四通(2)和泵入頭(3),自動投球機(1)與投球四通(2)連接處設置有I#液壓旋塞閥(5),投球四通(2)與泵入頭(3)連接處設置有2#液壓旋塞閥(6),調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通，壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72 )，洩壓閥(72 )上設置有3#液壓旋塞閥(701)，？10電氣控制箱(22 )對各組件進行控制，採用此種結構可遠程實現自動、高效、精確投球，避免操作者直接進入施工現場進行投球作業帶來的安全隱患，同時保證了投球的質量。
[0019]2、本實用新型自動投球機(1)涉及的裝球孔(201)設置有多個，可根據需要選擇在對應裝球孔(201)安裝球體，提升裝置的應用範圍，通常情況下，每個裝球孔(201)放置一個球體，避免投球作業時引起的多投或少投現象。
[0020]3、本實用新型通過？IX電氣控制箱(22)對旋轉板(12)的轉動角度進行控制，繼而完成對裝球孔(201)轉動角度的調整，同時利用定位杆(16)對旋轉板(12)進行定位，此種結構使得待投球的裝球孔(201)能夠與球體引導通孔(13)和直徑傳感器(17)位於同一垂直線，保證投球的精度。
[0021]4、本實用新型調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通，壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72),洩壓閥(72 )上設置有3#液壓旋塞閥(701)，通過洩壓閥(72)和的相互配合，可實現對壓力輸送管道(71)內的高壓進行洩壓，保持系統的安全性，與此同時，調壓高壓泵(7)與壓力輸送管道(71)相接處設置有指定調壓高壓泵(7)方向的單向閥(73),此種設計結構，避免了高壓相逆行。
[0022]5、本實用新型投球四通(2)右通路設置為備用投球接口(8),若自動投球機(1)出現意外故障時，可通過備用投球接口(8)進行人工投球，保證壓裂作業的順利進行。
[0023]6、本實用新型泵入頭(3)設置有多根注液管(31),可連接多輛壓裂泵車(9),提升酸化壓裂的效率，同時當其中一輛泵車出現故障時，可及時切換，保證裝置的持續工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統結構示意圖。
[0025]圖2為本實用新型自動投球機結構示意圖。
[0026]圖3為本實用新型自動投球機涉及的旋轉板一種實施例結構示意圖。

【具體實施方式】
[0027]參閱附圖1、附圖2及圖3對本實用新型做進一步描述。
[0028]本實用新型涉及一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，結構包括依次相連通的自動投球機〔0、投球四通(21泵入頭(3)和井口連接裝置(4)；所述自動投球機(1)與投球四通(2)連接處設置有I#液壓旋塞閥(5),投球四通(2)與泵入頭
(3)連接處設置有2#液壓旋塞閥(6),投球四通(2)左通路連接有調壓高壓泵(7),投球四通(2 )右通路設置為備用投球接口( 8 )；所述泵入頭(3 )通過注液管(31)連接有壓裂泵車
(9)；所述自動投球機(1)連接有用於控制自動投球機〔0、調壓高壓泵(了)、#液壓旋塞閥(5 )及2#液壓旋塞閥(6 )開啟的電氣控制箱(22)0
[0029]優選地，作為改進，所述調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通。
[0030]優選地，作為改進，所述壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72),洩壓閥(72)上設置有3#液壓旋塞閥(701)。
[0031]優選地，作為改進，所述調壓高壓泵(7)與壓力輸送管道(71)相接處設置有指定調壓高壓泵(7)方向的單向閥(73^
[0032]優選地，作為改進，所述自動投球機(1)結構包括固定支架(11),設置於固定支架
(11)上的旋轉板(12),以及設置於旋轉板(12)左下方的球體引導通孔(13)；所述旋轉板
(12)圓周外側均勻間隔設置有裝球孔(201),旋轉板(12)圓周內側均勻間隔設置有定位孔(202)；所述旋轉板(12)通過轉軸(14)連接有驅動電機(15)；所述定位孔(202)正上方與定位孔(202)相對的位置設置有與定位孔(202)相配合的定位杆(16)；所述球體引導通孔
(13)正上方設置有直徑傳感器(17)；所述球體引導通孔(13)上方靠近旋轉板(12)的位置設置有用於阻擋球體下落的擋板(…);所述？IX電氣控制箱(22)可控制旋轉板(12)轉動、定位杆(16)伸縮、直徑傳感器(17)運作及擋板(19)伸縮。
[0033]優選地，作為改進，所述擋板(19)連接有用於控制擋板(19)伸縮的抽板裝置⑶)。
[0034]優選地，作為改進，所述旋轉板(12)底部設置有與旋轉板(12)相貼合的底板(20)0
[0035]優選地，作為改進，所述轉軸(14)通過齒輪(21)與旋轉板(12)相固定。
[0036]優選地，作為改進，所述裝球孔(201)直徑與球體引導通孔(13)直徑相同，裝球孔(201)直徑大於球體直徑，裝球孔(201)設置為多個。
[0037]優選地，作為改進，所述撞球孔(201)設置為12個。
[0038]與現有技術相比，本實用新型涉及的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，集成有自動投球機〔0、調壓高壓泵(了)、投球四通(2)和泵入頭(3),自動投球機(1)與投球四通(2)連接處設置有I#液壓旋塞閥(5),投球四通(2)與泵入頭(3)連接處設置有2#液壓旋塞閥(6),調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通，壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72 )，洩壓閥(72 )上設置有3#液壓旋塞閥(701)，？10電氣控制箱(22)對各組件進行控制，採用此種結構可遠程實現自動、高效、精確投球，避免操作者直接進入施工現場進行投球作業帶來的安全隱患，同時保證了投球的質量。
[0039]本實用新型自動投球機(1)涉及的裝球孔(201)設置有多個，可根據需要選擇在對應裝球孔(201)安裝球體，提升裝置的應用範圍，通常情況下，每個裝球孔(201)放置一個球體，避免投球作業時引起的多投或少投現象。
[0040]本實用新型通過？IX電氣控制箱(22)對旋轉板(12)的轉動角度進行控制，繼而完成對裝球孔(201)轉動角度的調整，同時利用定位杆(16)對旋轉板(12)進行定位，此種結構使得待投球的裝球孔(201)能夠與球體引導通孔(13)和直徑傳感器(17)位於同一垂直線，保證投球的精度。
[0041]本實用新型調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通，壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72),洩壓閥(72 )上設置有3#液壓旋塞閥(701)，通過洩壓閥(72)和的相互配合，可實現對壓力輸送管道(71)內的高壓進行洩壓，保持系統的安全性，與此同時，調壓高壓泵(7)與壓力輸送管道(71)相接處設置有指定調壓高壓泵(7)方向的單向閥(73),此種設計結構，避免了高壓相逆行。
[0042]本實用新型投球四通(2)右通路設置為備用投球接口(8),若自動投球機(1)出現意外故障時，可通過備用投球接口(8)進行人工投球，保證壓裂作業的順利進行。
[0043]本實用新型泵入頭(3)設置有多根注液管(31),可連接多輛壓裂泵車(9),提升酸化壓裂的效率，同時當其中一輛泵車出現故障時，可及時切換，保證裝置的持續工作。
[0044]本實用新型自動投球機(1)的工作過程為:首先在裝球孔(201)中安裝相應規格的球體，球體安裝完畢後，啟動裝置，在？IX電氣控制箱(22)的控制下，驅動電機(15)驅動旋轉板(12)開始轉動，轉動至預設角度，使得待投球的裝球孔(201)置於球體引導通孔
(13)正上方，且待投球的裝球孔(201)與球體引導通孔(13)和直徑傳感器(17)位於同一垂直線時，此時，旋轉板(12)停止轉動，定位杆(16)向下伸縮至定位孔(202)內，將旋轉板
(12)精確定位，與此同時，直徑傳感器(17)的探頭下移並與球體接觸並將感應到的數據反饋於電氣控制箱(22)進行數據分析，當待頭球體與預設待投球體規格一致時，在抽板裝置(18)的驅動下，擋板(19)向左縮回，球體由裝球孔(201)下落，經由球體引導通孔(13)繼續前行進入壓裂井，單次投球作業完成後，擋板(19)向右伸出、直徑傳感器(17)的探頭上移、定位杆(16 )上移，整個裝置復位。在整個投球過程中，若直徑傳感器(17 )檢測到的待投球體與預設待投球體規格不一致，或未檢測到球體時，電氣控制箱(22)會通過驅動電機(15)對旋轉板(12)進行角度調整，直至位於球體引導通孔(13)正上方裝球孔(201)內的球體與預設待投球規格一致。
[0045]利用本實用新型進行投球作業時，？10電氣控制箱(22)對個部件進行控制，首先打開I#液壓旋塞閥(5)和2#液壓旋塞閥(6),由自動投球機(1)投入的球體進入投球四通
(2),然後關閉I#液壓旋塞閥(5)和3#液壓旋塞閥(701),開啟調壓高壓泵(7),通過壓力輸送管道(71)為投有待投球體的投球四通(2)進行高壓輸入，此時連接壓裂泵車(9)的注液管(31)處於關閉狀態，在高壓的衝擊下，待投球體由泵入頭(3)和井口連接裝置(4)進入油氣井，投球作業完成。之後，2#液壓旋塞閥(6)關閉，連接壓裂泵車(9)的注液管(31)開啟，進行酸化液注入，與此同時，打開3#液壓旋塞閥(701),通過洩壓閥(72)進行洩壓，使得系統中的壓力恢復常態，之後打開I#液壓旋塞閥(5),等待下一個球體投。
[0046]當酸化液注入完成後需要再次進行投球作業時，關閉注液管(31),按照以上同樣的過程進行投球作業。
[0047]整個過程中，當系統壓力大於預設值時，單向閥(73)會移動至調壓高壓泵(7) —端，中斷壓力輸入，保證系統安全。
[0048]按照以上說明，即可完成對本實用新型用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統的應用。
[0049]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，結構包括依次相連通的自動投球機(1)、投球四通(2)、泵入頭(3)和井口連接裝置(4);所述自動投球機(I)與投球四通(2)連接處設置有1#液壓旋塞閥(5)，投球四通(2)與泵入頭(3)連接處設置有2#液壓旋塞閥(6)，投球四通(2)左通路連接有調壓高壓泵(7)，投球四通(2)右通路設置為備用投球接口( 8 );所述泵入頭(3 )通過注液管(31)連接有壓裂泵車(9 );所述自動投球機(I)連接有用於控制自動投球機(I)、調壓高壓泵(7)、1#液壓旋塞閥(5)及2#液壓旋塞閥(6)開啟的PLC電氣控制箱(22)。
2.根據權利要求1所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述調壓高壓泵(7)通過壓力輸送管道(71)與投球四通(2)左通路相連通。
3.根據權利要求2所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述壓力輸送管道(71)上設置有洩壓閥(72 )，洩壓閥(72 )上設置有3#液壓旋塞閥(701)。
4.根據權利要求1所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述調壓高壓泵(7)與壓力輸送管道(71)相接處設置有指定調壓高壓泵(7)方向的單向閥(73)。
5.根據權利要求1所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述自動投球機(I)結構包括固定支架(11)，設置於固定支架(11)上的旋轉板(12)，以及設置於旋轉板(12)左下方的球體引導通孔(13);所述旋轉板(12)圓周外側均勻間隔設置有裝球孔(201)，旋轉板(12)圓周內側均勻間隔設置有定位孔(202);所述旋轉板(12)通過轉軸(14)連接有驅動電機(15);所述定位孔(202)正上方與定位孔(202)相對的位置設置有與定位孔(202)相配合的定位杆(16);所述球體引導通孔(13)正上方設置有直徑傳感器(17);所述球體引導通孔(13)上方靠近旋轉板(12)的位置設置有用於阻擋球體下落的擋板(19)。
6.根據權利要求5所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述擋板(19)連接有用於控制擋板(19)伸縮的抽板裝置(18)。
7.根據權利要求5所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述旋轉板(12 )底部設置有與旋轉板(12 )相貼合的底板(20 )。
8.根據權利要求5所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述轉軸(14)通過齒輪(21)與旋轉板(12)相固定。
9.根據權利要求5所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述裝球孔(201)直徑與球體引導通孔(13)直徑相同，裝球孔(201)直徑大於球體直徑，裝球孔(201)設置為多個。
10.根據權利要求5所述的用於酸化壓裂作業的新型遠程自動投球系統，特徵在於，所述撞球孔(201)設置為12個。
【文檔編號】E21B34/02GK204163688SQ201420607833
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】江玉文, 呂春龍, 江春華, 胡海 申請人:四川康克石油科技有限公司