全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，其包括殼體、由壬堵頭、設(shè)步進(jìn)電機(jī)、強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子、絲杠、從動(dòng)轉(zhuǎn)子、選球棒以及兩個(gè)裝球筒，所述殼體下端通過(guò)下接頭安裝在壓裂井口上，該殼體內(nèi)腔壁上對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)凸出的限位鍵，所述選球棒外壁上分別豎直形成有兩個(gè)允許對(duì)應(yīng)的限位鍵插入的通長(zhǎng)凹槽，兩個(gè)所述裝球筒的上端開(kāi)口分別通過(guò)一裝球筒端蓋封裝，下端開(kāi)口均通過(guò)所述選球棒封堵。該設(shè)備耐壓級(jí)別高，密封可靠性強(qiáng)，作業(yè)時(shí)不停泵，可實(shí)現(xiàn)帶壓連續(xù)投球，在線(xiàn)投球數(shù)量多，而且操作簡(jiǎn)單，投球可靠性高；還可以提高選球的精度，另外設(shè)備體積小、攜帶、安裝方便，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，遠(yuǎn)離高壓區(qū)，操作安全。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣田開(kāi)發(fā)應(yīng)用的井口工具，尤其是一種全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在全球油氣田勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域內(nèi)，為了達(dá)到增產(chǎn)原油的目的，正在廣泛的運(yùn)用封隔器多級(jí)分段壓裂酸化工藝。在進(jìn)行多級(jí)分段壓裂酸化作業(yè)時(shí)，滑套的打開(kāi)與關(guān)閉作業(yè)都需要進(jìn)行投球作業(yè)，投球器是進(jìn)行多級(jí)分段壓裂酸化作業(yè)時(shí)安裝在井口用來(lái)進(jìn)行投球的工具，目前投球方式有兩種:一種是采取絲桿螺母手動(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；二是采用多級(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】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在線(xiàn)連續(xù)投球的全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括殼體、密封安裝在殼體上端的由壬堵頭、設(shè)在由壬堵頭上方的步進(jìn)電機(jī)、固接在步進(jìn)電機(jī)輸出端上且能夠環(huán)繞由壬堵頭旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子、能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體內(nèi)腔中的絲杠、固接在絲杠上端且能夠在強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子的帶動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)轉(zhuǎn)子、螺紋連接在絲杠下部的選球棒以及分別傾斜向上連通設(shè)置在殼體兩側(cè)的兩個(gè)裝球筒，所述殼體下端通過(guò)下接頭安裝在壓裂井口上，該殼體內(nèi)腔壁上對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)凸出的限位鍵，所述選球棒外壁上分別豎直形成有兩個(gè)允許對(duì)應(yīng)的限位鍵插入的通長(zhǎng)凹槽，兩個(gè)所述裝球筒的上端開(kāi)口分別通過(guò)一裝球筒端蓋封裝，下端開(kāi)口均通過(guò)所述選球棒封堵。
[0005]所述絲杠中部固接在一軸承的內(nèi)圈上，該軸承通過(guò)上下設(shè)置的兩個(gè)限位螺圈夾緊在殼體內(nèi)腔壁上。
[0006]兩個(gè)所述裝球筒的傾斜角度為45°。
[0007]所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子呈U型狀設(shè)置，所述強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子呈倒U型狀設(shè)置。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、設(shè)備處于全密閉狀態(tài)，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置，耐壓級(jí)別高，密封可靠性強(qiáng)，作業(yè)時(shí)不停泵，可實(shí)現(xiàn)帶壓連續(xù)投球，投球效果理想；
[0010]2、殼體兩翼均設(shè)計(jì)有投球筒，一次裝入多個(gè)球，在線(xiàn)投球數(shù)量多；
[0011]3、步進(jìn)電機(jī)精度高，可以記錄累計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，操作簡(jiǎn)單，投球可靠性高；
[0012]4、選球棒和過(guò)球通道有角度，可以提高選球的精度，可投擲直徑差為Imm球徑的球；
[0013]5、設(shè)備體積小、攜帶、安裝方便，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，遠(yuǎn)離高壓區(qū)，操作安全?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中選球棒與殼體裝配在一起的橫面剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0017]參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明的全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器包括殼體12、密封安裝在殼體12上端的由壬堵頭3、設(shè)在由壬堵頭3上方的步進(jìn)電機(jī)1、固接在步進(jìn)電機(jī)I輸出端上且能夠環(huán)繞由壬堵頭3旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2、能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體12內(nèi)腔中的絲杠
5、固接在絲杠5上端且能夠在強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2的帶動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)轉(zhuǎn)子4、螺紋連接在絲杠5下部的選球棒8以及分別傾斜向上連通設(shè)置在殼體12兩側(cè)的兩個(gè)裝球筒11。所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子4呈U型狀設(shè)置，所述強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2呈倒U型狀設(shè)置。
[0018]所述殼體12下端通過(guò)下接頭13安裝在壓裂井口上。所述殼體12為一有四端開(kāi)口的腔體，優(yōu)選為可耐高壓的四端開(kāi)口的四通式的圓筒結(jié)構(gòu)；產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置設(shè)置在殼體12的頂部，動(dòng)力裝置可以是步進(jìn)電機(jī)I或者其他旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置；殼體12的上、下部封閉方式均優(yōu)選為由壬連接方式(即殼體12上端采用由壬堵頭3，下端的下接頭13與壓裂井口也采用由壬連接方式);由壬堵頭3為非磁性材料制成，優(yōu)選奧氏體金屬材料；步進(jìn)電機(jī)I帶動(dòng)輸出端固接有一呈倒U型狀且可環(huán)繞由壬堵頭3旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2，該強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2優(yōu)選用有強(qiáng)磁性的銣鐵硼永磁體。
[0019]所述殼體12兩翼各設(shè)計(jì)有一裝球筒11，優(yōu)選為兩翼向上傾斜45°的圓筒結(jié)構(gòu)。兩個(gè)所述裝球筒11的上端開(kāi)口分別通過(guò)一裝球筒端蓋10封裝，下端開(kāi)口均通過(guò)所述選球棒8封堵，裝球筒11的下端開(kāi)口與選球棒8組合形成過(guò)球通道，過(guò)球通道的尺寸隨著選球棒8的上下移動(dòng)而變化，選球棒8優(yōu)選為一與殼體12內(nèi)徑相配合的圓柱體。殼體12內(nèi)設(shè)計(jì)有從動(dòng)轉(zhuǎn)子4，該從動(dòng)轉(zhuǎn)子4優(yōu)選為具有強(qiáng)磁性的U型鐵結(jié)構(gòu)，可在外部的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2的強(qiáng)磁性作用下隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)，與從動(dòng)轉(zhuǎn)子4連接的絲杠5可隨之進(jìn)行水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩個(gè)限位螺圈6及軸承7的固定作用下絲杠5不能上下移動(dòng)；
[0020]所述絲杠5中部固接在一軸承7的內(nèi)圈上，該軸承7通過(guò)上下設(shè)置的兩個(gè)限位螺圈6夾緊在殼體12內(nèi)腔壁上。所述殼體12內(nèi)壁上部設(shè)計(jì)有內(nèi)螺紋，優(yōu)選與之配套有2個(gè)相同尺寸的限位螺圈6，可以固定絲杠5上的軸承7，將其固定位置不動(dòng)；殼體12上部為選球棒8的移動(dòng)通道，優(yōu)選選球棒8與絲杠5采取螺紋連接。所述殼體12內(nèi)腔壁上對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)凸出的限位鍵9。所述選球棒8外壁上分別豎直形成有兩個(gè)允許對(duì)應(yīng)的限位鍵9插入的通長(zhǎng)凹槽。選球棒8在限位鍵9的作用下只能在移動(dòng)通道內(nèi)部進(jìn)行上下移動(dòng)，優(yōu)選地，兩個(gè)限位鍵9為兩條相位為180°的對(duì)稱(chēng)突起，兩個(gè)突起位于殼體12內(nèi)選球棒8的移動(dòng)通道部位,且突起突出殼體內(nèi)壁表面2-3mm ;選球棒8的圓柱體外壁相應(yīng)的位置設(shè)有凹槽，凹槽凹進(jìn)選球棒8外壁3-4mm,與殼體12內(nèi)的突起相配合,起到限位作用,通過(guò)螺紋把絲杠5的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)檫x球棒8的上下移動(dòng)動(dòng)作。
[0021]所述裝球筒11為向上傾斜45°的圓筒結(jié)構(gòu),優(yōu)選長(zhǎng)1.0m,內(nèi)通徑為C 76mm,裝球筒端蓋10為由壬連接式，理論上即使裝Φ 76mm的球也可裝26個(gè)之多，如需要裝更多的球，可以通過(guò)由壬式連接分體的裝球筒11，以滿(mǎn)足多級(jí)分段壓裂酸化工藝需求；選球棒8在絲杠5的作用下向上移動(dòng)，裝球筒11的過(guò)球通道尺寸相應(yīng)的由小變大，不同球徑的球依靠自身重力作用由小到大依次通過(guò)過(guò)球通道，進(jìn)入投球筒，落入壓裂主管線(xiàn)或者井內(nèi)。
[0022]全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，具有耐高壓殼體，所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子4在殼體12外部的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2磁性牽引下，隨之旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)絲杠5轉(zhuǎn)動(dòng)，在限位螺圈6和軸承7的作用下，選球棒8頂部的螺紋把絲杠5的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作變成選球棒8的上下動(dòng)作,選球棒8與裝球筒11下端的出口形成過(guò)球通道，選球棒8向上移動(dòng)使得過(guò)球通道由小到大變化，從而實(shí)現(xiàn)不同直徑的球依靠自身重力，由小到大依次進(jìn)入投球筒，落入壓裂主管線(xiàn)或者井內(nèi)。
[0023]本發(fā)明經(jīng)過(guò)研發(fā)試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)投球器各個(gè)分體部件的生產(chǎn)制造及組裝；可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)I帶動(dòng)強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子2通過(guò)磁性作用帶動(dòng)殼體12內(nèi)絲杠5上部從動(dòng)轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)轉(zhuǎn)子4帶動(dòng)絲杠5的轉(zhuǎn)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)絲杠5帶動(dòng)選球棒8進(jìn)行上下高度位置的調(diào)節(jié)變化；可實(shí)現(xiàn)通過(guò)選球棒8調(diào)節(jié)裝球筒11過(guò)球通道尺寸大小的變化；可實(shí)現(xiàn)不同球徑的球依靠自身重力依次通過(guò)過(guò)球通道；可實(shí)現(xiàn)球進(jìn)入投球筒落入壓裂主管線(xiàn)或者井內(nèi)，完成投球功能動(dòng)作。本發(fā)明可應(yīng)用于油氣井完井和修井技術(shù)工具領(lǐng)域，具體用于多級(jí)分層分段壓裂酸化作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)不停泵在線(xiàn)連續(xù)投球作業(yè)，適用于石油、天然氣、煤層氣、致密氣和頁(yè)巖氣等領(lǐng)域的作業(yè)和開(kāi)發(fā)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
[0024]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這些實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，其特征在于:包括殼體(12)、密封安裝在殼體(12 )上端的由壬堵頭(3 )、設(shè)在由壬堵頭(3 )上方的步進(jìn)電機(jī)(I)、固接在步進(jìn)電機(jī)(I)輸出端上且能夠環(huán)繞由壬堵頭(3)旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)、能夠旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體(12)內(nèi)腔中的絲杠(5)、固接在絲杠(5)上端且能夠在強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)的帶動(dòng)下而旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(4)、螺紋連接在絲杠(5)下部的選球棒(8)以及分別傾斜向上連通設(shè)置在殼體(12)兩側(cè)的兩個(gè)裝球筒(11 )，所述殼體(12 )下端通過(guò)下接頭(13 )安裝在壓裂井口上，該殼體(12 )內(nèi)腔壁上對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)凸出的限位鍵(9)，所述選球棒(8)外壁上分別豎直形成有兩個(gè)允許對(duì)應(yīng)的限位鍵(9)插入的通長(zhǎng)凹槽，兩個(gè)所述裝球筒(11)的上端開(kāi)口分別通過(guò)一裝球筒端蓋(10)封裝，下端開(kāi)口均通過(guò)所述選球棒(8)封堵。
2.按照權(quán)利要求1所述的全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，其特征在于:所述絲杠(5)中部固接在一軸承(7)的內(nèi)圈上，該軸承(7)通過(guò)上下設(shè)置的兩個(gè)限位螺圈(6)夾緊在殼體(12)內(nèi)腔壁上。
3.按照權(quán)利要求1所述的全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，其特征在于:兩個(gè)所述裝球筒(11)的傾斜角度為45°。
4.按照權(quán)利要求1所述的全密閉耐高壓磁動(dòng)力多球投球器，其特征在于:所述從動(dòng)轉(zhuǎn)子(4)呈U型狀設(shè)置，所述強(qiáng)磁主動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)呈倒U型狀設(shè)置。
【文檔編號(hào)】E21B43/27GK103628854SQ201310638826
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王林, 陶立達(dá), 劉仕忠, 田勝敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司