本發(fā)明涉及采油作業(yè)，具體為一種智能投球裝置及其操作方法。

背景技術(shù)：

1、在采油作業(yè)領(lǐng)域中，為清除集輸油管線中析出凝結(jié)的蠟質(zhì)和垢質(zhì)，常采用向集輸油管線中投放橡膠清蠟球，借用管線中的壓力及油液的流動(dòng)，推動(dòng)橡膠球順著管線滾動(dòng)，以達(dá)到清管目的。

2、為了將清蠟球簡(jiǎn)單有效的投放至管線中，應(yīng)運(yùn)而生了一系列投球裝置。這些投球裝置從操作方式上分類，分為機(jī)械式手動(dòng)投球和程序式控制的自動(dòng)投球；從主要結(jié)構(gòu)上分類，主要分為柱塞推動(dòng)式、球閥旋轉(zhuǎn)式和撥輪撥動(dòng)式三種。

3、隨著近年來(lái)大數(shù)據(jù)概念的普及，采油廠‘大監(jiān)控’理念的推出，設(shè)備智能化、自動(dòng)化的趨勢(shì)日漸凸顯，機(jī)械式手動(dòng)投球由于其沉重、繁瑣的操作過(guò)程，已經(jīng)逐步被自動(dòng)投球全面取代。而對(duì)于自動(dòng)投球裝置來(lái)說(shuō)，無(wú)論是柱塞推動(dòng)式、球閥旋轉(zhuǎn)式和撥輪撥動(dòng)式結(jié)構(gòu)，均存在著密封圈易磨損漏失、投球運(yùn)行過(guò)程中會(huì)攜帶一部分油液排至裝置外，造成一定的事故和井場(chǎng)環(huán)境污染，同時(shí)自動(dòng)化程度低，很多異常情況如儲(chǔ)球管內(nèi)已無(wú)清蠟球，裝置排污滲漏導(dǎo)致原油大量外泄，裝置堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致前端管線憋壓甚至憋泵等，均需要巡井人員現(xiàn)場(chǎng)巡查時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，往往因?yàn)楫惓０l(fā)現(xiàn)較遲而帶來(lái)無(wú)法挽回的損失和事故。

4、并且，還存在著每次在投球作業(yè)時(shí)，清蠟球會(huì)因管道內(nèi)壁殘留的油液而發(fā)生輸送遲緩，甚至粘連，導(dǎo)致清蠟球無(wú)法準(zhǔn)確的進(jìn)入到預(yù)定位置，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法繼續(xù)投球的狀況發(fā)生。同時(shí)，在投球時(shí)會(huì)攜帶一定量的氣體進(jìn)入至流液管道內(nèi)部，結(jié)合其他步驟中的設(shè)備，造成流液管道內(nèi)存積有大量的氣體，導(dǎo)致油液在輸送過(guò)程中管道不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種智能投球裝置及其操作方法，解決了現(xiàn)有的投球裝置密封性差、投球不穩(wěn)定，且投球時(shí)會(huì)攜帶氣體一同進(jìn)入流液管道的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種智能投球裝置，包括底座和設(shè)置在底座上的裝置外殼，所述裝置外殼上設(shè)置有防爆控制箱，所述防爆控制箱與中控平臺(tái)以及操作終端無(wú)線連接；

3、所述裝置還包括設(shè)置在裝置外殼內(nèi)的流液管路和安裝在流液管路上的轉(zhuǎn)盤式投球裝置，所述轉(zhuǎn)盤式投球裝置上設(shè)置有給球機(jī)構(gòu)和回油機(jī)構(gòu)；所述回油機(jī)構(gòu)收集轉(zhuǎn)盤式投球裝置內(nèi)部的油液；

4、所述轉(zhuǎn)盤式投球裝置包括殼體，所述流液管路連通在殼體一側(cè)，所述給球機(jī)構(gòu)和回油機(jī)構(gòu)呈上下相對(duì)設(shè)置，且連通在殼體另一側(cè)；

5、所述殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)盤上對(duì)稱的開有至少兩個(gè)給球開孔；所述殼體上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)與防爆控制箱電連接；

6、所述給球機(jī)構(gòu)包括連接在殼體上的給球筒，所述給球筒內(nèi)設(shè)置有推進(jìn)組件；所述給球筒的一側(cè)傾斜的連通有儲(chǔ)球筒，所述儲(chǔ)球筒內(nèi)預(yù)放置有清蠟球；所述儲(chǔ)球筒的端部設(shè)置有與防爆控制箱電連接的高度檢測(cè)傳感器；

7、其中，在所述清蠟球被推進(jìn)組件推送并固定在給球開孔內(nèi)時(shí)，所述回油機(jī)構(gòu)將收集的油液充滿所述清蠟球與給球開孔之間的間隙，所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)將所述清蠟球和油液輸送至另一側(cè)共同進(jìn)入流液管路內(nèi)。

8、優(yōu)選的，所述流液管路包括：

9、總進(jìn)液管道，連通在所述殼體頂部一側(cè)，所述總進(jìn)液管道上設(shè)置有第一電磁閥；

10、總出液管道，連通在所述殼體底部一側(cè)，且與所述總進(jìn)液管道相對(duì)設(shè)置，所述總出液管道上設(shè)置有第二電磁閥；其中，所述總進(jìn)液管道與給球開孔和總出液管道形成油液通路，所述總出液管道承接清蠟球和油液；

11、旁通管道，連通在所述總進(jìn)液管道和總出液管道之間，所述旁通管道上設(shè)置有第三電磁閥；所述第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥均與防爆控制箱電連接。

12、優(yōu)選的，所述總進(jìn)液管道上設(shè)置有壓力變送器，所述壓力變送器與防爆控制箱電連接。

13、優(yōu)選的，所述殼體上開有與回油機(jī)構(gòu)相通的通孔；

14、所述回油機(jī)構(gòu)包括連通在殼體上的連接管道，所述連接管道通過(guò)三通分別連接有回液管道和排液管道，所述回液管道和排液管道均連通在儲(chǔ)液箱上，所述儲(chǔ)液箱上設(shè)置有液位計(jì)；所述回液管道上設(shè)置有第四電磁閥和增壓泵，所述排液管道上設(shè)置有第五電磁閥；所述第四電磁閥和增壓泵及第五電磁閥均與防爆控制箱電連接。

15、優(yōu)選的，所述回油機(jī)構(gòu)還包括與防爆控制箱電連接的柱塞泵，所述柱塞泵的一端通過(guò)進(jìn)泵管道與儲(chǔ)液箱相連通，另一端通過(guò)出泵管道與總出液管道相連通。

16、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)盤式投球裝置還包括檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)，所述檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)包括：

17、若干板件，固定于所述轉(zhuǎn)盤的外側(cè)壁，且與所述給球開孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；

18、腔體，開設(shè)于所述殼體上，且貼近所述流液管路設(shè)置；

19、第一推進(jìn)機(jī)構(gòu)，固定在所述殼體上，且與所述防爆控制箱電連接，所述第一推進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端貫穿殼體后伸入至腔體內(nèi)，所述第一推進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端上設(shè)置有檢測(cè)元件，所述檢測(cè)元件與防爆控制箱電連接。

20、優(yōu)選的，所述推進(jìn)組件包括第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)，所述第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端貫穿給球筒伸入至給球筒的內(nèi)腔；所述第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)的輸出端固定連接有筒形件，所述筒形件的底部周向設(shè)置有密封圈；

21、所述給球筒的底部與殼體的連通處設(shè)置有與防爆控制箱電連接的的液位傳感器；

22、所述筒形件的底部設(shè)置有下壓件，所述給球筒的下方側(cè)壁面設(shè)置有與防爆控制箱電連接的限位傳感器，所述筒形件與限位傳感器接觸時(shí)所述第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)停止推進(jìn)工作，使所述下壓件與給球筒之間形成有間隙腔。

23、優(yōu)選的，所述下壓件包括基體部和彎曲部，所述基體部固定在筒形件上，所述彎曲部形成在所述基體部的底部；

24、所述彎曲部的內(nèi)腔設(shè)置有彈性件，所述彎曲部的底部固定有接觸部。

25、優(yōu)選的，所述殼體的內(nèi)壁面貼近總進(jìn)液管道和總出液管道處設(shè)置有密封件，所述密封件固定于一個(gè)頂緊壓塊的內(nèi)側(cè)，所述頂緊壓塊通過(guò)第一頂緊彈簧與殼體相連接；

26、所述密封件包括環(huán)形的密封環(huán)，所述密封環(huán)的頂部向外延伸形成有連接部，所述密封環(huán)的中部向外延伸形成有折彎部，所述折彎部的外側(cè)套設(shè)有第二頂緊彈簧；所述密封環(huán)的底部?jī)?nèi)緣設(shè)置有凸起部，所述密封環(huán)的底面設(shè)置有耐磨環(huán)。

27、本發(fā)明還提供一種智能投球裝置的操作方法，采用如上述任一所述的智能投球裝置，所述方法包括如下步驟：

28、s1、所述儲(chǔ)球筒內(nèi)的清蠟球延儲(chǔ)球筒的斜面滾落至給球開孔內(nèi)，所述第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)推進(jìn)工作帶動(dòng)筒形件和下壓件向下移動(dòng)壓合在清蠟球上；所述增壓泵抽吸儲(chǔ)液箱內(nèi)的油液通過(guò)回液管道和連接管道供給至給球開孔內(nèi)，使油液充滿所述清蠟球與給球開孔之間的間隙，將氣體通過(guò)間隙腔擠入至儲(chǔ)球筒內(nèi)；油液注入至所述液位傳感器時(shí)增壓泵停止工作，所述第四電磁閥關(guān)閉；

29、s2、所述第二推進(jìn)機(jī)構(gòu)繼續(xù)推進(jìn)工作將清蠟球限位在給球開孔內(nèi)；

30、s3、所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)將含有所述清蠟球和油液的給球開孔輸送至另一側(cè)，另一側(cè)的所述給球開孔攜帶部分油液轉(zhuǎn)動(dòng)至給球機(jī)構(gòu)底部；

31、s4、在所述轉(zhuǎn)盤外側(cè)壁的板件碰觸到檢測(cè)單元時(shí)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)停止工作，此時(shí)，所述給球開孔與總進(jìn)液管道和總出液管道形成油液通路，油液與清蠟球被投入至總出液管道內(nèi)；

32、s5、所述第一推進(jìn)機(jī)構(gòu)回縮取消對(duì)板件的限位，待轉(zhuǎn)盤再次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述第一推進(jìn)機(jī)構(gòu)推進(jìn)工作進(jìn)行下一次限位；

33、s6、在s3中另一側(cè)的所述給球開孔攜帶部分油液轉(zhuǎn)動(dòng)至給球機(jī)構(gòu)底部時(shí)，油液通過(guò)所述通孔流入至連接管道內(nèi)，并通過(guò)所述排液管道匯聚在儲(chǔ)液箱內(nèi)；

34、s7、當(dāng)所述儲(chǔ)液箱內(nèi)油液過(guò)量時(shí)，所述柱塞泵通過(guò)進(jìn)泵管道抽吸，并通過(guò)所述出泵管道將油液注入至總出液管道內(nèi)。

35、本發(fā)明的有益效果：通過(guò)使用本發(fā)明提供的一種智能投球裝置及其操作方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

36、1、采用轉(zhuǎn)盤式投球的方式，能夠在油液輸送過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行投球作業(yè)。這種自動(dòng)化的操作減少了人工干預(yù)，提高了作業(yè)效率，同時(shí)也降低了操作人員的工作強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

37、2、通過(guò)設(shè)置旁通管路，裝置能夠確保在投球作業(yè)時(shí)，前端管線不會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)憋壓而破裂。同時(shí)，避免了井口憋壓和憋泵的情況發(fā)生，這些情況往往會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的設(shè)備損壞和生產(chǎn)損失。

38、3、裝置與中控平臺(tái)以及操作終端無(wú)線連接，這意味著一旦檢測(cè)到異常壓力，系統(tǒng)會(huì)立即通知維護(hù)人員。這樣的設(shè)計(jì)使得問(wèn)題可以在初期就得到識(shí)別和處理，避免了潛在的大規(guī)模故障和生產(chǎn)中斷。

39、4、在投球過(guò)程中，傳統(tǒng)方法會(huì)攜帶一定量的氣體進(jìn)入流液管道內(nèi)部，與其他設(shè)備結(jié)合后，可能導(dǎo)致管道內(nèi)積存大量氣體，影響油液輸送的穩(wěn)定性。該智能投球裝置通過(guò)優(yōu)化投球流程，完全避免了氣體的帶入，從而保證了流液管道的穩(wěn)定性和油液輸送的連續(xù)性。并且能夠使清蠟球完全浸入至油液內(nèi)，使清蠟球的表面不干澀，能夠順利的進(jìn)行移動(dòng)和投入至總出液管道內(nèi)。

40、5、清蠟球在管道內(nèi)壁殘留的油液中可能會(huì)發(fā)生輸送遲緩或粘連，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定位置。智能投球裝置通過(guò)給球機(jī)構(gòu)確保清蠟球能夠有效地到達(dá)目標(biāo)位置，從而提高了清蠟作業(yè)的成功率和效率。

41、6、由于智能投球裝置能夠減少管道內(nèi)的石蠟沉積和雜質(zhì)堵塞，這直接減輕了管道和相關(guān)設(shè)備的磨損，延長(zhǎng)了它們的使用壽命。減少設(shè)備故障和維護(hù)次數(shù)，從而降低了長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)成本。

42、7、通過(guò)避免管線破裂、井口憋壓等問(wèn)題，智能投球裝置顯著提升了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全性。減少事故的發(fā)生，保護(hù)了工作人員和設(shè)備的安全，同時(shí)也減少了環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

43、總結(jié)來(lái)說(shuō)，智能投球裝置通過(guò)其自動(dòng)化、智能化的功能，不僅提高了石油開采和輸送的效率，還增強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程的安全性和環(huán)保性。它的應(yīng)用為石油行業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，是現(xiàn)代石油開采技術(shù)中的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，未來(lái)該清蠟球的智能投球裝置將在更多的油田中得到應(yīng)用，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。