本發(fā)明屬于油氣資源鉆探，特別涉及一種井下小球釋放機構和油氣資源鉆探裝置。

背景技術：

1、目前常用的井下控制信號主要包括排量信號、鉆壓信號、重力信號、反壓差信號、投球信號、時間信號等，以上幾種控制信號在實際的井下控制技術中已成功應用。其中投球信號是目前廣泛使用的一種井下控制信號，其控制的基本原理為地面向井下投球，投球到達相關位置后堵塞流體通道從而在工具兩端形成壓差，工具的壓差的作用下實現觸發(fā)動作。投球觸發(fā)方式在現場已經成功的應用，但是投球觸發(fā)結束后投到井筒內部的小球保留在井下，導致管柱內部流體通道面積減小，增大了流體循環(huán)壓耗，嚴重情況下甚至會造成井筒堵塞，增加鉆井風險。

技術實現思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提出一種井下小球釋放機構，能夠構能夠將投入到井筒內部的小球直接釋放進入環(huán)空，即殼體外，避免投入到井筒內部的小球造成的井筒內部的流體通道堵塞風險，適用于多種尺寸和材質的井下投球。該機構通過流量信號觸發(fā)完成井筒內部小球的釋放，不包含任何定子元件，控制方式簡單，無電子元件失效風險。具體包括：

2、殼體，具有相連通的第一容納腔和釋放孔，所述釋放孔與所述殼體外界連通，在所述第一容納腔內壁上設有臺階；

3、驅動單元，設置于所述第一容納腔內，其具有通過預設壓力在所述第一容納腔內滑動的活塞部，以及與所述活塞部連接的傳動部；

4、釋放單元，間隙設于所述第一容納腔內且靠近所述臺階處，其位于所述活塞部下方，所述釋放單元靠近所述臺階的一面設有釋放槽，所述釋放單元設有通孔，使所述釋放槽和所述通孔連通，一球體放置于所述釋放槽和所述臺階之間所形成的空間內，所述釋放單元與所述傳動部傳動連接驅使所述釋放單元轉動，直至所述釋放槽轉動至與所述釋放孔對準以使所述球體在壓力下滾動至所述殼體外。

5、可選的，所述釋放單元包括轉盤和所述轉盤連接的旋轉部，所述轉盤和所述旋轉部均設有所述通孔并通過各自所述通孔相互連通，以使所述轉盤和所述旋轉部與所述第一容納腔連通，所述傳動部與所述旋轉部傳動連接，在所述轉盤靠近所述臺階的一面設有所述釋放槽。

6、可選的，在所述旋轉部上設置弧形滑道，所述傳動部與所述弧形滑道滑動連接。

7、可選的，所述活塞部包括活塞、噴嘴和彈性件，所述活塞間隙設置于所述第一容納腔內，所述噴嘴設置于所述活塞上具有的中心孔內，所述彈性件的一端與所述活塞連接，另一端與在所述第一容納腔設有的擋塊連接，所述擋塊具有一流通孔以通過所述流通孔與所述通孔連通，所述釋放單元被所述擋塊阻隔在遠離所述彈性件一側，所述傳動部一端與所述活塞連接，另一端穿過所述擋塊與所述釋放單元傳動連接。

8、可選的，所述傳動部包括連桿和所述擋塊，在所述擋塊上設有連接孔，所述連接孔和所述流通孔間隔設置，且所述流通孔位于所述擋塊中心區(qū)域，所述連桿一端通過連接孔與所述釋放單元傳動連接，所述連桿另一端與所述活塞連接。

9、可選的，所述擋塊將所述第一容納腔分隔形成第一腔室和第二腔室，所述驅動單元設置于所述第一腔室內，所述釋放單元設置于所述第二腔室內，且所述臺階設于所述第二腔室內壁上。

10、可選的，在所述第二腔室內壁上設有對應的第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和所述第二凸起與所述擋塊所形成的空間用于固定所述釋放單元的尾部，所述第一凸起和所述第二凸起與所述臺階所形成的空間用于固定所述釋放單元的頭部。

11、可選的，所述連桿包括相互垂直連接的第一桿和第二桿，所述第一桿一端與所述活塞連接，所述第二桿的一端與所述釋放單元傳動連接。

12、可選的，在所述殼體外壁上設有螺紋以與鉆柱相連。

13、本發(fā)明還提供一種油氣資源鉆探裝置，包括井下小球釋放機構。

14、本發(fā)明的井下小球釋放機構，當鉆井液的流量進入第一容納腔內達到一定量后，腔內的活塞部附近形成壓差推動活塞部下移，活塞部下移過程中帶動傳動部運動，使得傳動部驅動釋放單元旋轉，直至活塞下移到指定位置后，旋轉中的釋放單元帶動在釋放槽內球體轉動，直至釋放槽與釋放孔對準，球體在壓力從釋放孔滾動至所述殼體外。實現了井筒內部球體釋放進入環(huán)空，避免井筒內部鉆井液流動通道堵塞風險，且能夠安裝多個釋放機構，滿足不同位置球體釋放要求。

15、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。

技術特征：

1.一種井下小球釋放機構，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的井下小球釋放機構，其特征在于，所述釋放單元(d)包括轉盤(7)和所述轉盤(7)連接的旋轉部(6)，所述轉盤(7)和所述旋轉部(6)均設有所述通孔(60)并通過各自所述通孔(60)相互連通，以使所述轉盤(7)和所述旋轉部(6)與所述第一容納腔(11)連通，所述傳動部(b)與所述旋轉部(6)傳動連接，在所述轉盤(7)靠近所述臺階(12)的一面設有所述釋放槽(70)。

3.根據權利要求2所述的井下小球釋放機構，其特征在于，在所述旋轉部(6)上設置弧形滑道(61)，所述傳動部(b)與所述弧形滑道(61)滑動連接。

4.根據權利要求1所述的井下小球釋放機構，其特征在于，所述活塞部(a)包括活塞(2)、噴嘴(3)和彈性件(4)，所述活塞(2)間隙設置于所述第一容納腔(11)內，所述噴嘴(3)設置于所述活塞(2)上具有的中心孔(21)內，所述彈性件(4)的一端與所述活塞(2)連接，另一端與在所述第一容納腔(11)設有的擋塊(9)連接，所述擋塊(9)具有一流通孔(90)以通過所述流通孔(90)與所述通孔(60)連通，所述釋放單元(d)被所述擋塊(9)阻隔在遠離所述彈性件(4)一側，所述傳動部(b)一端與所述活塞(2)連接，另一端穿過所述擋塊(9)與所述釋放單元(d)傳動連接。

5.根據權利要求4所述的井下小球釋放機構，其特征在于，所述傳動部(b)包括連桿(5)和所述擋塊(9)，在所述擋塊(9)上設有連接孔，所述連接孔和所述流通孔(90)間隔設置，且所述流通孔(90)位于所述擋塊(9)中心區(qū)域，所述連桿(5)一端通過連接孔與所述釋放單元(d)傳動連接，所述連桿(5)另一端與所述活塞(2)連接。

6.根據權利要求5所述的井下小球釋放機構，其特征在于，所述擋塊(9)將所述第一容納腔(11)分隔形成第一腔室(111)和第二腔室(112)，所述驅動單元(c)設置于所述第一腔室(111)內，所述釋放單元(d)設置于所述第二腔室(112)內，且所述臺階(12)設于所述第二腔室(112)內壁上。

7.根據權利要求6所述的井下小球釋放機構，其特征在于，在所述第二腔室(112)內壁上設有對應的第一凸起(13)和第二凸起(14)，所述第一凸起(13)和所述第二凸起(14)與所述擋塊(9)所形成的空間用于固定所述釋放單元(d)的尾部，所述第一凸起(13)和所述第二凸起(14)與所述臺階(12)所形成的空間用于固定所述釋放單元(d)的頭部。

8.根據權利要求5所述的井下小球釋放機構，其特征在于，所述連桿(5)包括相互垂直連接的第一桿(51)和第二桿(52)，所述第一桿(51)一端與所述活塞(2)連接，所述第二桿(52)的一端與所述釋放單元(d)傳動連接。

9.根據權利要求1所述的井下小球釋放機構，其特征在于，在所述殼體(1)外壁上設有螺紋(15)以與鉆柱相連。

10.一種油氣資源鉆探裝置，其特征在于，包括權利要求1-9任意一項所述的井下小球釋放機構。

技術總結
本發(fā)明提出一種井下小球釋放機構和油氣資源鉆探裝置，包括：殼體，具有相連通的第一容納腔和釋放孔，釋放孔與殼體外界連通，在第一容納腔內壁上設有臺階；驅動單元，設置于第一容納腔內，其具有通過預設壓力在第一容納腔內滑動的活塞部，以及與活塞部連接的傳動部，釋放單元，間隙設于第一容納腔內且靠近臺階處，其位于活塞部下方，釋放單元靠近臺階的一面設有釋放槽，釋放單元設有通孔，使釋放槽和通孔連通，一球體放置于釋放槽和臺階之間所形成的空間內，釋放單元與傳動部傳動連接驅使釋放單元轉動，直至釋放槽轉動至與釋放孔對準以使球體在壓力下滾動至殼體外。實現了井筒內部球體釋放進入環(huán)空，避免井筒內部鉆井液流動通道堵塞風險。

技術研發(fā)人員：范進朝,許朝輝,房超,劉偉,趙慶,李牧,龐海波,林子力
受保護的技術使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17