分层压裂连续投球装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种分层压裂连续投球装置。分层压裂连续投球装置，包括本体、投球齿轮和用于驱动投球齿轮转动的驱动装置，投球齿轮上设有储球孔，本体上设有落球孔，所述驱动装置包括与所述投球齿轮适配的齿条，所述投球齿轮为单向齿轮并且/或者所述齿条与所述投球齿轮单向传动连接，所述齿条的单次行程与投球齿轮的投球转角对应。上述分层压裂连续投球装置与现有技术中采用步进电机相比，有利于降低成本，便于控制，调试维护方便。

Multi level fracturing continuous ball throwing device

The invention relates to a multi-layer fracturing continuous ball throwing device. The layered fracturing continuous ball throwing device comprises a body, a ball throwing gear and a driving device for driving the rotation of the ball throwing gear. A ball storage hole is arranged on the ball throwing gear and a ball drop hole is arranged on the body. The driving device includes a rack adapted to the ball throwing gear, the ball throwing gear is a one-way gear and/or the rack is connected with the ball throwing gear. The one-way transmission connection of the pitching gear is described. The single stroke of the rack corresponds to the pitching angle of the pitching gear. Compared with the stepper motor used in the prior art, the above layered fracturing continuous throwing device is advantageous in reducing cost, controlling conveniently, debugging and maintenance conveniently.

【技术实现步骤摘要】
分层压裂连续投球装置
本专利技术涉及一种分层压裂连续投球装置。
技术介绍
低渗透油气田、页岩气田的生产开发中，由于地层存在多个油藏储层，每个储层需要进行一段或多段开采，因此需要分段压裂施工，采用多级投球式分段压裂施工工艺来打开滑套。随着压裂级数的增加，需要投放的球的个数也越来越多。现有投球装置多为单球投放装置，需要施工人员进入施工高压区进行开关阀和投球作业从而完成压裂分段，因此操作人员的人身安全受到了威胁。除此之外，投球过程复杂、不连续且费时费力，并且由于这些投球装置无密封性能，因此投放过程中不能保持井内压力，只能在无压情况下进行投放。公告号为CN105422072B，公告日为2017.12.26的中国专利公开了一种多球投球器。该多球投球器包括本体和转动设置在本体内的投球齿轮（即上述专利文件中的转轮），投球齿轮上设有沿投球齿轮周向排列的储球孔，本体上设有与储球孔对应的落球孔，落球孔下方连接有用于与压裂井口或压裂高压管线口连通的投球通道。投球齿轮与驱动轮适配，驱动轮连接有驱动装置，驱动装置包括步进电机和远程控制台，通过远程控制台对步进电机的运转进行控制，进而带动投球齿轮旋转，使投球齿轮依次转动一个投球转角（即相邻储球孔之间的角度间隔，在某一储球孔与落球孔重合时，转动一个投球转角将使与该储球孔相邻的另一个储球孔与落球孔重合），完成一次投入压裂球的过程。但是，上述多球投球器需要步进电机进行驱动，成本较高，并且需要对步进电机的转角、起始点等进行精确控制，调试、维护不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分层压裂连续投球装置，以解决现有技术中的投球器所存在的成本高、调试维护不便的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：分层压裂连续投球装置，包括本体、投球齿轮和用于驱动投球齿轮转动的驱动装置，投球齿轮上设有储球孔，本体上设有落球孔，所述驱动装置包括与所述投球齿轮适配的齿条，所述投球齿轮为单向齿轮并且/或者所述齿条与所述投球齿轮单向传动连接，所述齿条的单次行程与投球齿轮的投球转角对应。采用该技术方案，齿条的单次行程与投球齿轮的投球转角对应，投球齿轮为单向齿轮并且/或者所述齿条与所述投球齿轮单向传动连接，通过驱动齿条即可单向驱动投球齿轮转动，实现储球孔与落球孔的依次对应，并且，投球齿轮转动角度是由齿条的单次行程保证，而齿条为直线行程，便于控制投球齿轮的转动角度与投球转角相符，与现有技术中采用步进电机相比，有利于降低成本，便于控制，调试维护方便。作为优选的技术方案：为了解决防护问题，所述驱动装置为液压驱动装置，不需电气元件，更适用于野外作业环境，同时成本较低。为了简化结构，所述液压驱动装置包括液压驱动缸，液压驱动缸具有位于齿条的一端的液压腔，液压腔设有进出液口，所述齿条的另一端设有用于齿条复位的复位弹簧。液压腔进液即可实现对齿条的推动，液压腔泄压后，复位弹簧能够驱动齿条回到初始位置，不需在液压驱动缸两端分别设置进油口和出油口，进出液口既可为可进液和出液的单一开口，也可以为进液、出液相互分离的两个开口，结构简单，成本低。为了保证齿条的单次行程的准确性，所述驱动装置还包括用于对齿条的行程进行限制的挡止结构，齿条的行程仅挡止结构就可以确定，设计、调试方便。为了进一步优化结构，所述复位弹簧的背向齿条的一端设有弹簧座，所述弹簧座具有供复位弹簧套设的中心柱，所述中心柱具有用于与齿条挡止配合的挡止端面，所述挡止结构由所述中心柱构成。中心柱能够对弹簧起到导向作用，同时能够起到对齿条的限位挡止作用，结构紧凑，有利于减少零部件数量。为了进一步优化结构，所述齿条以活塞的形式设置在液压驱动缸内。该结构进一步提高了驱动装置的集成度，空间占用少。为了提高可靠性，投球齿轮为单向齿轮，所述齿条与投球齿轮双向啮合，所述投球齿轮包括同轴设置的齿圈和转盘，齿圈和转盘单向传动连接，所述储球孔设置在转盘上。该单向传动结构技术成熟，成本低，可靠性好。所述落球孔下方设有投球通道，所述投球通道上于挡止结构的下方设有两级以上的截止阀，两级截止阀之间设有用于容纳压裂球的容纳空间。其有益效果是：在投球压裂的过程中，始终保持其中一个截止阀关闭，能够在带压环境下作业，防止井喷，提高施工安全性。为了避免油气泄露，所述投球通道上于下球口和截止阀之间设有泄压阀，能够提高安全性。附图说明图1为本专利技术分层压裂连续投球装置的实施例1的结构示意图；图2为图1的俯视视角下的示意图。附图标记说明：1-本体，2-投球齿轮，3-储球孔，4-压裂球，5-液压驱动缸，6-液压腔，7-进出液口，8-齿条，9-落球孔，10-复位弹簧，11-弹簧座，12-中心柱，13-投球通道，14-泄压阀，15-第一液压闸板阀，16-第二液压闸板阀，17-转盘，18-齿圈。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术中分层压裂连续投球装置的具体实施例一如图1至图2所示，该分层压裂连续投球装置包括压裂球托盘总成、托盘驱动总成和设置在压裂球托盘总成下方的投球通道13。压裂球托盘总成包括本体1，本体1内转动装配有投球齿轮2，投球齿轮2上设有沿圆周均布的储球孔3，各储球孔3的直径相同。壳体上设有与储球孔3直径相同的落球孔9，投球通道13连接在落球孔9下方。本实施例中，投球齿轮2包括转动装配在本体1上的转盘17，转盘17外部同轴装配有齿圈18，齿圈18和转盘17单向传动连接，例如通过单向离合器单向传动连接，该结构为现有技术，此处不再详细说明。在其他实施例中，也可以采用其他方式实现齿圈18和转盘17的单向传动，例如采用单向棘轮。托盘驱动总成为用于驱动投球齿轮2转动的驱动装置，包括与所述投球齿轮2适配的齿条8，还包括液压驱动缸5，所述齿条8以活塞的形式设置在液压驱动缸5内，其上的齿形结构与投球齿轮2双向啮合，液压驱动缸5具有位于齿条8的一端的液压腔6，液压腔6设有进出液口7，所述齿条8的另一端设有用于齿条8复位的复位弹簧10。所述驱动装置还包括用于对齿条8的行程进行限制的挡止结构，本实施例中，所述复位弹簧10的背向齿条8的一端设有弹簧座11，所述弹簧座11具有供复位弹簧10套设的中心柱12，所述中心柱12具有用于与齿条8挡止配合的挡止端面，所述挡止结构由所述中心柱12构成。中心柱12可以设置为沿轴向位置可调的形式，以调节投球齿轮2的转动角度。在其他实施例中，也可以通过其他形式实现齿条8的挡止，例如在液压驱动缸5上设置与齿条8远离复位弹簧10的一端挡止配合的挡止结构。通过上述结构，在托盘驱动总成上的齿条8按照图2所示状态从上向下滑动的时候，通过与转盘17驱动总成上的投球齿轮2相互啮合，转盘17可实现逆时针转动，每次转动的角度为相邻两储球孔3的轴心之间的角度。即，在某一储球孔3与落球孔9重合时，转动一个投球转角将使与该储球孔3相邻的另一个储球孔3与落球孔9重合。当转盘17驱动总成上的齿条8从下向上滑动的时候，转盘17与齿圈18之间不传递动力，转盘17不转动。落球孔9下方的投球通道13上于挡止结构的下方设有两级截止阀，两级截止阀之间设有用于容纳压裂球4的容纳空间。本实施例中，所述截止阀为液压闸板阀。所述投球通道13上于下球口和截止阀之间设有泄压阀14。作业时，将分层压裂连续投球装置直接连接在压裂井口或压裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.分层压裂连续投球装置，包括本体、投球齿轮和用于驱动投球齿轮转动的驱动装置，投球齿轮上设有储球孔，本体上设有落球孔，其特征在于：所述驱动装置包括与所述投球齿轮适配的齿条，所述投球齿轮为单向齿轮并且/或者所述齿条与所述投球齿轮单向传动连接，所述齿条的单次行程与投球齿轮的投球转角对应。

【技术特征摘要】
1.分层压裂连续投球装置，包括本体、投球齿轮和用于驱动投球齿轮转动的驱动装置，投球齿轮上设有储球孔，本体上设有落球孔，其特征在于：所述驱动装置包括与所述投球齿轮适配的齿条，所述投球齿轮为单向齿轮并且/或者所述齿条与所述投球齿轮单向传动连接，所述齿条的单次行程与投球齿轮的投球转角对应。2.根据权利要求1所述的分层压裂连续投球装置，其特征在于：所述驱动装置为液压驱动装置。3.根据权利要求2所述的分层压裂连续投球装置，其特征在于：所述液压驱动装置包括液压驱动缸，液压驱动缸具有位于齿条的一端的液压腔，液压腔设有进出液口，所述齿条的另一端设有用于齿条复位的复位弹簧。4.根据权利要求3所述的分层压裂连续投球装置，其特征在于：所述驱动装置还包括用于对齿条的行程进行限制的挡止结构。5.根据权利要求4所述的分层压裂连续投球装置，其特征在于：所述复位弹簧的背向齿条的一端设有弹簧座，所述弹簧座具有供...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋新立，马成云，贾光亮，李晔旻，王飞龙，马辉，隋明政，梁护战，付振永，邸运武，郭立新，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化华北石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11