專利名稱：液控旋轉(zhuǎn)式投球器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬油氣田用完井和修井作業(yè)工具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種液控旋轉(zhuǎn)式投球器，適用于石油、天然氣、煤層氣和頁(yè)巖等領(lǐng)域的作業(yè)和開(kāi)發(fā)。
背景技術(shù)：
在油氣井完井和修井作業(yè)領(lǐng)域壓裂酸化作業(yè)過(guò)程中，投球器用于打開(kāi)滑套作業(yè)。目前，油氣井壓裂酸化作業(yè)打開(kāi)滑套采用 兩種方式一是采用絲桿螺母手動(dòng)投球方式，此種方式投球數(shù)量少，精度低，可靠性差，勞動(dòng)強(qiáng)度大；ニ是采用多級(jí)液缸分層裝球投球方式，投球數(shù)量少，設(shè)備龐大復(fù)雜，操作繁瑣，維護(hù)困難，上述投球設(shè)備和方式嚴(yán)重限制了油氣田的作業(yè)能力和開(kāi)發(fā)效率，因此有必要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題提供一種液控旋轉(zhuǎn)式投球器，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制投球滾筒旋轉(zhuǎn)完成裝球和投球過(guò)程，且投球滾筒上設(shè)有單向自動(dòng)調(diào)節(jié)裝球倉(cāng)ロ尺寸的閘板，可以投擲相同球徑或不同球徑的球，且工作壓カ高，投球數(shù)量多，投球精度高，可靠性好，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。本發(fā)明采用的技術(shù)方案液控旋轉(zhuǎn)式投球器，具有殼體，所述殼體內(nèi)有垂直投球通孔和水平空腔，所述投球通孔上部為進(jìn)球筒，下部為投球筒，所述水平空腔內(nèi)通過(guò)軸承與端蓋裝有投球滾筒，且投球滾筒上方的楔形裝球倉(cāng)ロ位于投球通孔上部進(jìn)球筒的正下方，所述投球滾筒的右端軸上固定的齒輪與位于殼體上的雙作用液壓缸活塞桿上固定的齒條相( 合。優(yōu)選方式之一，所述投球滾筒包括筒體、襯板及可調(diào)閘板，所述筒體上具有開(kāi)ロ，內(nèi)腔底面上具有燕尾形導(dǎo)軌，燕尾形導(dǎo)軌兩側(cè)對(duì)稱固定有棘條，襯板內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ的一端，可調(diào)閘板前端面呈棱錐形并位于開(kāi)ロ中且通過(guò)其下端面制有的燕尾形凹槽座于燕尾形導(dǎo)軌上，使襯板內(nèi)端面與可調(diào)閘板前端面之間形成ー個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ ；可調(diào)閘板前端制有軸孔，后端制有彈簧孔，復(fù)位凸輪固定在轉(zhuǎn)軸中部且轉(zhuǎn)軸置于軸孔內(nèi)，棘爪、扭簧對(duì)稱套裝在轉(zhuǎn)軸的兩端且位于復(fù)位凸輪的兩側(cè)，并使棘爪與棘條相嚙合；所述彈簧孔內(nèi)裝有復(fù)位彈簧I。另ー優(yōu)選方式，所述投球滾筒包括筒體、襯板及可調(diào)閘板，所述筒體上具有開(kāi)ロ，內(nèi)腔后端面上固定有水平導(dǎo)桿，襯板內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ的一端，可調(diào)閘板前端面呈棱錐形并位于開(kāi)口中，可調(diào)閘板套裝在水平導(dǎo)桿上且座于筒體內(nèi)腔底面上，使襯板內(nèi)端面與可調(diào)閘板前端面之間形成ー個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ ；所述可調(diào)閘板后端制有臺(tái)階形內(nèi)孔，臺(tái)階形內(nèi)孔前端的小內(nèi)孔中嵌裝有單向自鎖螺母；所述單向自鎖螺母中部制有內(nèi)錐面兩端具有內(nèi)螺紋，弾性橡膠圈、壓緊螺母及解鎖螺母均套裝在導(dǎo)桿上，導(dǎo)桿前端插裝在單向自鎖螺母中，解鎖螺母安裝在單向自鎖螺母的后端，壓緊螺母安裝在單向自鎖螺母的前端，且通過(guò)壓緊螺母和彈性橡膠圈將鋼珠壓緊在單向自鎖螺母內(nèi)錐面和導(dǎo)桿外表面之間，復(fù)位彈簧II位于臺(tái)階形內(nèi)孔后端的大孔內(nèi)。進(jìn)ー步地，所述投球滾筒左端軸上制有第一通孔，可調(diào)閘板前端制有與第一通孔同軸的第二通孔，第一通孔內(nèi)端與彈簧孔貫通且外端ロ用絲堵密封，第二通孔一端與彈簧孔貫通，另一端與軸孔貫通且端ロ位于復(fù)位凸輪15處。進(jìn)ー步地，所述投 球滾筒左端軸上制有與導(dǎo)桿同軸的第一通孔，第一通孔內(nèi)端與彈簧孔貫通且外端ロ用絲堵密封。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明投球滾筒內(nèi)設(shè)有可調(diào)閘板，可實(shí)現(xiàn)裝球倉(cāng)ロ的自動(dòng)調(diào)節(jié)，投球精度高，除相同球徑外，還可投擲直徑差為球徑的球；與已有技術(shù)要求球直徑差至少3mm以上相比，投球精度更高；2、投球數(shù)量多，由于投球精度的提高，在一定投球范圍內(nèi)可投球的數(shù)量增多，通過(guò)調(diào)整集球筒的高度，可裝載更多數(shù)量的投球；3、投球可靠性高，通過(guò)可調(diào)閘板和單向自鎖機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確保證投球滾筒的倉(cāng)ロ尺寸適應(yīng)所裝球的直徑，從而確保投球過(guò)程的可靠性，防止出現(xiàn)空投或連投現(xiàn)象；4、操作簡(jiǎn)單，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制操作ー個(gè)雙作用液壓缸，帶動(dòng)投球滾筒旋轉(zhuǎn)完成連續(xù)的裝球和投球過(guò)程；相對(duì)于現(xiàn)有的絲桿螺母型投球器需計(jì)量搖入絲桿長(zhǎng)度和液控分層裝球型投球器需控制多個(gè)與承壓腔相連的雙作用液缸相比，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，更易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；5、體積小，重量輕。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的投球滾筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的第一實(shí)施例投球滾筒爆炸圖；圖5為本發(fā)明的投球滾筒另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1、2、3、4描述本發(fā)明的第一種實(shí)施例。液控旋轉(zhuǎn)式投球器，具有殼體1，所述殼體I內(nèi)垂直制有投球通孔2和水平空腔3，所述投球通孔2上部為進(jìn)球筒，下部為投球筒，所述水平空腔3內(nèi)通過(guò)軸承5與端蓋7裝有投球滾筒4，且投球滾筒4上方的楔形裝球倉(cāng)ロ 6位于投球通孔2上部進(jìn)球筒的正下方，所述投球滾筒4的右端軸37上固定的齒輪11與位于殼體I上的雙作用液壓缸8活塞桿上固定的齒條12相嚙合。所述投球滾筒4包括筒體22、襯板10及可調(diào)閘板13，所述筒體22上具有開(kāi)ロ 9，內(nèi)腔底面上具有燕尾形導(dǎo)軌18，燕尾形導(dǎo)軌18兩側(cè)對(duì)稱固定有棘條16，襯板10內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ 9的一端，可調(diào)閘板13前端面呈棱錐形并位于開(kāi)ロ 9中且通過(guò)其下端面制有的燕尾形凹槽17座于燕尾形導(dǎo)軌18上，使襯板10內(nèi)端面與可調(diào)閘板13前端面之間形成一個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ 6 ;可調(diào)閘板13前端制有軸孔20，后端制有彈簧孔21，復(fù)位凸輪15固定在轉(zhuǎn)軸19中部且轉(zhuǎn)軸19置于軸孔20內(nèi)，棘爪14、扭簧23對(duì)稱套裝在轉(zhuǎn)軸19的兩端且位于復(fù)位凸輪15的兩側(cè)，并使棘爪14與棘條16相嚙合；所述彈簧孔21內(nèi)裝有復(fù)位彈簧I 24。所述左右棘爪14、左右扭簧23和左右棘條16組成單向自鎖機(jī)構(gòu)。所述投球滾筒4左端軸25上制有第一通孔26，可調(diào)閘板13前端制有與第一通孔26同軸的第二通孔，第一通孔26內(nèi)端與彈簧孔21貫通且外端ロ用絲堵35密封，第二通孔一端與彈簧孔21貫通，另一端與軸孔20貫通且端ロ位于復(fù)位凸輪15處。使用時(shí)，投球通孔2上端與集球筒連接，下端與井口連接，球35依靠重力沿進(jìn)球筒滑入投球滾筒4 上方的裝球倉(cāng)ロ 6上，完成裝球動(dòng)作。通過(guò)液壓系統(tǒng)控制操作雙作用液壓缸8，通過(guò)齒輪齒條副帶動(dòng)投球滾筒4轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)殼體I內(nèi)表面對(duì)球的擠壓作用，推動(dòng)可調(diào)閘板13向后移動(dòng)以使球35完全進(jìn)入裝球倉(cāng)ロ 6中；當(dāng)投球滾筒4翻轉(zhuǎn)180度后，投球滾筒4的裝球倉(cāng)ロ 6與殼體I下部井口對(duì)齊，球35在重力和復(fù)位彈簧I 24的作用下被推離裝球倉(cāng)ロ 6沿投球筒進(jìn)入下部井筒內(nèi)，完成投球動(dòng)作。與此同時(shí)通過(guò)棘爪14與棘條16嚙合自鎖使可調(diào)閘板13位置保持不變，從而使投球滾筒4的裝球倉(cāng)ロ 6尺寸保持不變，進(jìn)而完成自鎖動(dòng)作。之后繼續(xù)操作雙作用液壓缸8，通過(guò)齒輪齒條副帶動(dòng)投球滾筒4反向轉(zhuǎn)動(dòng)180度，使投球滾筒4的裝球倉(cāng)ロ 6對(duì)齊進(jìn)球筒ロ，以保證第二個(gè)球35滑入裝球倉(cāng)ロ 6上，如此循環(huán)，即可將集球筒內(nèi)的球依次投入井下。投球作業(yè)全部完成后，打開(kāi)投球滾筒4左端絲堵35，將專用工具自第一通孔26、彈簧孔21伸入轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位凸輪15，通過(guò)轉(zhuǎn)軸19帶動(dòng)棘爪14轉(zhuǎn)動(dòng)脫離與棘條16嚙合，與此同時(shí)可調(diào)閘板13在復(fù)位彈簧124作用下回到初始工作狀態(tài)，擰上絲堵35，打開(kāi)殼體I上端的集球筒重新裝球準(zhǔn)備進(jìn)行下ー組投球作業(yè)。結(jié)合附圖1、2、5描述本發(fā)明的第二種實(shí)施例?；窘Y(jié)構(gòu)與第一種實(shí)施例相同，不同之處在于投球滾筒4結(jié)構(gòu)有所不同。所述投球滾筒4包括筒體22、襯板10及可調(diào)閘板13，所述筒體22上具有開(kāi)ロ 9，內(nèi)腔后端面上固定有水平導(dǎo)桿27，襯板10內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ 9的一端，可調(diào)閘板13前端面呈棱錐形并位于開(kāi)ロ 9中，可調(diào)閘板13套裝在水平導(dǎo)桿27上且座于筒體22內(nèi)腔底面上，使襯板10內(nèi)端面與可調(diào)閘板13前端面之間形成ー個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ 6 ;所述可調(diào)閘板13后端制有臺(tái)階形內(nèi)孔33，臺(tái)階形內(nèi)孔33前端的小內(nèi)孔中嵌裝有單向自鎖螺母28 ；所述單向自鎖螺母28中部制有內(nèi)錐面兩端具有內(nèi)螺紋，弾性橡膠圈29、壓緊螺母30及解鎖螺母32均套裝在導(dǎo)桿27上，導(dǎo)桿27前端插裝在單向自鎖螺母28中，解鎖螺母32安裝在單向自鎖螺母28的后端，壓緊螺母30安裝在單向自鎖螺母28的前端，且通過(guò)通過(guò)壓緊螺母30和弾性橡膠圈29將鋼珠31壓緊在單向自鎖螺母28內(nèi)錐面和導(dǎo)桿27外表面之間，復(fù)位彈簧II 34位于臺(tái)階形內(nèi)孔33后端的大孔內(nèi)。所述單向自鎖螺母28、弾性橡膠圈29、壓緊螺母30及鋼珠31與導(dǎo)桿27配合組成單向自鎖機(jī)構(gòu)。所述投球滾筒4左端軸25上制有與導(dǎo)桿27同軸的第一通孔26，第一通孔26內(nèi)端與彈簧孔21貫通且外端ロ用絲堵35密封。使用方法和工作過(guò)程與第一種實(shí)施例基本相同，不同之處在于單向自鎖機(jī)構(gòu)工作過(guò)程不同，當(dāng)可調(diào)閘板13向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼珠31與單向自鎖螺母28內(nèi)錐面和導(dǎo)桿27外表面之間摩擦角大于自鎖所需最小摩擦角，可調(diào)閘板13沿導(dǎo)桿27向后滑動(dòng)；當(dāng)可調(diào)閘板13停止向后滑動(dòng)后，因復(fù)位彈簧II 34的作用，可調(diào)閘板13通過(guò)單向自鎖螺母28內(nèi)錐面對(duì)鋼珠31 一個(gè)向前的作用力，但由于壓緊螺母30和弾性橡膠圈29將鋼球壓緊在單向自鎖螺母28內(nèi)錐面和導(dǎo)桿27外表面之間，此時(shí)鋼珠31與單向自鎖螺母28內(nèi)錐面和導(dǎo)桿27外表面之間摩擦角小于自鎖所需最小摩擦角，鋼珠31在單向自鎖螺母28內(nèi)錐面作用下抱緊導(dǎo)桿27外表面實(shí)現(xiàn)可調(diào)閘板13的自鎖。當(dāng)需要可調(diào)閘板13復(fù)位吋，打開(kāi)投球滾筒4左端絲堵35，將專用工具自第一通孔26和彈簧孔21伸入轉(zhuǎn)動(dòng)解鎖螺母32，將鋼珠31頂離單向自鎖螺母 28內(nèi)錐面和導(dǎo)桿27外表面，可調(diào)閘板13在復(fù)位彈簧II 34的作用下完成復(fù)位動(dòng)作。上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.液控旋轉(zhuǎn)式投球器，具有殼體(1)，其特征在干所述殼體(I)內(nèi)有垂直投球通孔(2)和水平空腔(3)，所述投球通孔(2)上部為進(jìn)球筒，下部為投球筒，所述水平空腔(3)內(nèi)通過(guò)軸承(5)與端蓋(7)裝有投球滾筒(4)，且投球滾筒(4)上方的楔形裝球倉(cāng)ロ(6)位于投球通孔(2)上部進(jìn)球筒的正下方，所述投球滾筒(4)的右端軸上固定的齒輪(11)與位于殼體(I)上的雙作用液壓缸(8)活塞桿上固定的齒條(12)相嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液控旋轉(zhuǎn)式投球器，其特征在于所述投球滾筒(4)包括筒體(22)、襯板(10)及可調(diào)閘板(13)，所述筒體(22)上具有開(kāi)ロ(9)，內(nèi)腔底面上具有燕尾形導(dǎo)軌(18)，燕尾形導(dǎo)軌(18)兩側(cè)對(duì)稱固定有棘條(16)，襯板(10)內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ(9)的一端，可調(diào)閘板(13)前端面呈棱錐形并位于開(kāi)ロ(9)中且通過(guò)其下端面制有的燕尾形凹槽(17)座于燕尾形導(dǎo)軌(18)上，使襯板(10)內(nèi)端面與可調(diào)閘板(13)前端面之間形成ー個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ(6);可調(diào)閘板(13)前端制有軸孔(20)，后端制有彈簧孔(21)，復(fù)位凸輪(15)固定在轉(zhuǎn)軸(19)中部且轉(zhuǎn)軸(19)置于軸孔(20)內(nèi)，棘爪(14)、扭簧(23)對(duì)稱套裝在轉(zhuǎn)軸(19)的兩端且位于復(fù)位凸輪(15)的兩側(cè)，并使棘爪(14)與棘條(16)相嚙合；所述彈簧孔(21)內(nèi)裝有復(fù)位彈簧I (24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液控旋轉(zhuǎn)式投球器，其特征在于所述投球滾筒(4)包括筒體(22)、襯板(10)及可調(diào)閘板(13)，所述筒體(22)上具有開(kāi)ロ(9)，內(nèi)腔后端面上固定有水平導(dǎo)桿(27)，襯板(10)內(nèi)端面呈圓弧形并固定在開(kāi)ロ(9)的一端，可調(diào)閘板(13)前端面呈棱錐形并位于開(kāi)ロ(9)中，可調(diào)閘板(13)套裝在水平導(dǎo)桿(27)上且座于筒體(22)內(nèi)腔底面上，使襯板(10)內(nèi)端面與可調(diào)閘板(13)前端面之間形成ー個(gè)楔形裝球倉(cāng)ロ(6);所述可調(diào)閘板(13)后端制有臺(tái)階形內(nèi)孔(33)，臺(tái)階形內(nèi)孔(33)前端的小內(nèi)孔中嵌裝有單向自鎖螺母(28);所述單向自鎖螺母(28)中部制有內(nèi)錐面兩端具有內(nèi)螺紋，弾性橡膠圈(29)、壓緊螺母(30)及解鎖螺母(32)均套裝在導(dǎo)桿(27)上，導(dǎo)桿(27)前端插裝在單向自鎖螺母(28)中，解鎖螺母(32)安裝在單向自鎖螺母(28)的后端，壓緊螺母(30)安裝在單向自鎖螺母(28)的前端，且通過(guò)壓緊螺母(30)和弾性橡膠圈(29)將鋼珠(31)壓緊在單向自鎖螺母(28)內(nèi)錐面和導(dǎo)桿(27)外表面之間，復(fù)位彈簧11(34)位于臺(tái)階形內(nèi)孔(33)后端的大孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液控旋轉(zhuǎn)式投球器，其特征在干所述投球滾筒(4)左端軸(25)上制有第一通孔(26)，可調(diào)閘板(13)前端制有與第一通孔(26)同軸的第二通孔(36)，第一通孔(26)內(nèi)端與彈簧孔(21)貫通且外端ロ用絲堵(35)密封，第二通孔(36) —端與彈簧孔(21)貫通，另一端與軸孔(20)貫通且端ロ位于復(fù)位凸輪(15)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液控旋轉(zhuǎn)式投球器，其特征在干所述投球滾筒(4)左端軸(25)上制有與導(dǎo)桿(27)同軸的第一通孔(26)，第一通孔(26)內(nèi)端與彈簧孔(21)貫通且外端ロ用絲堵(35)密封。
全文摘要
提供一種液控旋轉(zhuǎn)式投球器，具有殼體，所述殼體內(nèi)有垂直投球通孔和水平空腔，所述投球通孔上部為進(jìn)球筒，下部為投球筒，所述水平空腔內(nèi)通過(guò)軸承與端蓋裝有投球滾筒，且投球滾筒上方的楔形裝球倉(cāng)口位于投球通孔上部進(jìn)球筒的正下方，所述投球滾筒的右端軸上固定的齒輪與位于殼體上的雙作用液壓缸活塞桿上固定的齒條相嚙合。本發(fā)明通過(guò)液壓系統(tǒng)控制投球滾筒旋轉(zhuǎn)完成裝球和投球過(guò)程，且投球滾筒上設(shè)有單向自動(dòng)調(diào)節(jié)裝球倉(cāng)口尺寸的閘板，可以投擲相同球徑或不同球徑的球，且工作壓力高，投球數(shù)量多，投球精度高，可靠性好，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。
文檔編號(hào)E21B23/00GK102644455SQ20121012831
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者李建波, 楊冠, 郝建 申請(qǐng)人:寶雞市賽孚石油機(jī)械有限公司