液控重力式五通道暂堵球预置投送装置及方法与流程

1.本发明涉及试油完井工程技术领域，更具体地说，涉及一种液控重力式五通道暂堵球预置投送装置及方法。


背景技术：

2.油气井压裂目前已经发展到长水平段、大斜度、大位移井，多级分段压裂工艺越来越多的被采用，暂堵球是目前多段压裂的一种常用产品。在页岩气水平井暂堵转向压裂工艺中，每次投注粒径10～20mm的聚酯球30～50颗，其工艺原理主要是，由于簇间的非均质性的存在，页岩气采用一段多簇的压裂工艺往往会导致大量的射孔簇不能充分开启，利用堵塞球暂时封堵已压开的射孔簇炮眼，迫使压裂液压开未充分开启的射孔簇，从而有效提高射孔簇的开启率，提高改造效果。
3.常规的拆卸管线手动投球方式工序繁多、劳动强度大、安全风险高、投球速度慢、作业效率低。近年来，国内外相继出现了一些多球投注器在一定程度上解决了多球快速投放的问题，但这些多球投球器普遍存在装球繁琐、对压裂球的直径差要求较高、控制精度低等不足。同时，在应用中也反映出装球数量少、规格单一、工作压力有限、性能不稳定等问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，提供一种液控重力式五通道暂堵球预置投送装置及方法，可实现缝口转向压裂施工中大数量、多规格的暂堵球连续、快速投注。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种液控重力式五通道暂堵球预置投送装置，包括远程液压控制装置和五组并联设置的暂堵球投注器，所述暂堵球投注器与六通压裂头连接，每组暂堵球投注器都设置有上旋塞阀和下旋塞阀，上旋塞阀和下旋塞阀之间为暂堵球容纳管，每个上旋塞阀和下旋塞阀都通过独立的液压管路与远程液压控制装置连接，所述六通压裂头与整体式高压三通连接。
6.按上述方案，所述暂堵球投注器设置在压裂用高压管汇与压裂井口之间的高压流程内，暂堵球在重力作用下经过六通压裂头进入高压管线，依靠液体动力运送至射孔簇炮眼。
7.按上述方案，所述上旋塞阀和下旋塞阀的液压开关通过液压管线与远程液压控制装置连接。
8.按上述方案，所述六通压裂头上设有六个注入口，上注入口和下注入口对称设置，左注入口与右注入口对称设置，注入口与开口的夹角为60
°
。
9.按上述方案，所述六通压裂头与整体式高压三通采用法兰联接，六通压裂头与暂堵球投注器采用法兰联接。
10.本发明还提供了一种利用所述的液控重力式五通道暂堵球预置投送装置的暂堵球投送方法，包括以下步骤：
11.步骤1：在压裂施工前将液控重力式五通道暂堵球预置投送装置预先连接在压裂用高压管汇与多具压裂井口之间的高压流程内；
12.步骤2：分别控制五组液控下旋塞开关，关闭五组暂堵球投注器的下旋塞阀；分别控制五组液控上旋塞开关，打开五组暂堵球投注器的上旋塞阀；根据施工工艺需要，将一定数量、规格的暂堵球通过暂堵球加注口预置到暂堵球容纳管；
13.步骤3：分别控制五组液控上旋塞开关，关闭五组暂堵球投注器的上旋塞阀，保持旋塞阀关闭状态，准备施工；
14.步骤4：施工中分别控制五组液控下旋塞开关，打开五组暂堵球投注器的下旋塞阀，相应规格或数量的暂堵球在重力作用下经过六通压裂头进入整体式高压三通，由压裂液携带至射孔簇炮眼；
15.步骤5：压裂施工结束后，通过高压管汇，对成套液控重力式五通道暂堵球预置投送装置进行泄压至0mpa。
16.步骤6：重复步骤2～步骤5，实现多井连续投注。
17.实施本发明的液控重力式五通道暂堵球预置投送装置及方法，具有以下有益效果：
18.1、本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置，设置了五组暂堵球投注器，单组1000mm的暂堵球容纳管可容纳直径13.5mm暂堵球1941只、直径15mm暂堵球1415只、直径18mm暂堵球819只、直径20mm暂堵球597只，5组投注器成并联布置，可连续完成4～5口井的暂堵球投送工作，提高了一次多球的数量、规格及单段暂堵球投送精度。
19.2、本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置中，每组暂堵球投注器上旋塞阀、下旋塞阀均采用远程液压控制，可以在20～30m的距离，远程控制10件上旋塞阀和下旋塞阀的开关，避免了高压区人员操作的安全风险，减少了劳动强度。
20.3、本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置工作方法中，五通道暂堵球预置投送装置在压裂施工前预先连接在压裂用高压管汇与多具压裂井口之间的高压流程内，简化了工艺流程，提高作业效率达60％以上。
21.4、本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送方法过程中，上旋塞阀上部开口端可与泵车配合，实现暂堵球密度低、下落困难等特殊情况下的投送。
附图说明
22.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
23.图1是本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置的主视图；
24.图2是本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置的俯视图。
具体实施方式
25.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
26.如图1-2所示，本发明液控重力式五通道暂堵球预置投送装置中，包括整体式高压三通1，整体式高压三通1的上部设置有六通压裂头8，六通压裂头8的上端设置有五组暂堵球投注器ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、
ⅴ
，五组暂堵球投注器的采用并联结构，远程液压控制。
27.远程液压控制装置采用电动液压控制方式，可以在20～30m的距离，远程控制5组投注器的10件上旋塞阀19、25、29、36、42开关20、23、30、34、40和下旋塞阀15、27、32、39、45的开关21、24、33、37、43。
28.整体式高压三通1，主通径为78mm，上通径为103mm，额定工作压力140mpa，进液法兰3、排出法兰6采用3＂fig2002
×
f扣型，进液法兰3、排出法兰6与整体式高压三通1采用法兰联接方式，设置bx154钢圈密封5。
29.六通压裂头8，主通径为103mm，注入口通径为78mm，在压裂头本体上连接有六个注入口，上注入口ⅰ和下注入口对称设置。左注入口与右注入口对称设置ⅱ和ⅳ、ⅲ和
ⅴ
，注入口与开口的夹角为60
°
。六通压裂头8与整体式高压三通1采用法兰联接10，设置bx155钢圈密封9，与五组暂堵球投注器均采用法兰联接11，设bx154钢圈密封13。
30.五组暂堵球投注器由上旋塞阀19、25、29、36、42、下旋塞阀15、27、32、39、45、暂堵球容纳管17、26、31、38、44、联接法兰油壬11组成，上旋塞阀采用3＂
×
3＂远程液控，上部开口端3＂fig2002
×
f为暂堵球加注口19、22、28、35、41，下部3＂fig2002
×
m与暂堵球容纳管上部3＂fig2002
×
f联接，暂堵球容纳管下部采用3＂fig2002
×
m16与下旋塞阀上部3＂fig2002
×
f联接，暂堵球容纳管17、26、31、38、44直径为78mm，长度可选500mm、1000mm，1000mm的暂堵球容纳管可容纳直径13.5mm暂堵球1941只、直径15mm暂堵球1415只、直径18mm暂堵球819只、直径20mm暂堵球597只；5组投注器成并联布置，可完成4～5口井的暂堵球投送工作，下旋塞阀15、27、32、39、45采用3＂
×
3＂远程液控，下部3＂fig2002
×
m14与联接法兰油壬上部3＂fig2002
×
f联接，联接法兰油壬，下部采用法兰12与压裂六通注入口联接，使用bx154钢圈13密封。
31.本实施例中，包括如下步骤：
32.步骤1：在压裂施工前将五通道暂堵球预置投送装置通过进液油壬接口4、排出油壬接口7预先连接在压裂用高压管汇与多具压裂井口之间的高压流程内。
33.步骤2：分别控制五组液控下旋塞开关21、24、33、37、43，关闭五组暂堵球投注器的下旋塞阀15、27、32、39、45；分别控制五组液控上旋塞开关20、23、30、34、40，打开五组暂堵球投注器的上旋塞阀19、25、29、36、42；根据施工工艺需要，将一定数量、规格的暂堵球通过暂堵球加注口19、22、28、35、41预置到暂堵球容纳管17、26、31、38、44。
34.步骤3：分别控制五组液控上旋塞开关20、23、30、34、40，关闭五组暂堵球投注器的上旋塞阀19、25、29、36、42，保持旋塞阀关闭状态，准备施工。
35.步骤4：施工中分别控制五组液控下旋塞开关21、24、33、37、43，打开五组暂堵球投注器的下旋塞阀15、27、32、39、45，相应规格或数量的暂堵球在重力作用下经过六通压裂头8进入整体式高压三通1，由压裂液携带至射孔簇炮眼。
36.步骤5：压裂施工结束后，通过高压管汇，对成套液控重力式五通道暂堵球预置投送装置进行泄压至0mpa。
37.步骤6：重复步骤2～步骤5，实现多井连续投注。
38.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。