[0001]
本发明属于石油钻井技术领域，具体来说涉及一种钻井用投球装置及其作业方法。
背景技术：
[0002]
在一些钻井作业中，存在下部工具需要投球，而球又无法通过上部工具的问题，例如在套管开窗作业过程中，由于斜向器锚定机构需要投球蹩压，而所需球却无法通过斜向器上部的mwd，使得作业无法进行。因此，开发一种合适的钻具投球方法及工具显得尤为紧迫而有意义。
技术实现要素：
[0003]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻井用投球装置及其作业方法，本装置可有效解决某些套管开窗作业中，无法投球锚定的问题，为油气井开发服务。
[0004]
本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005]
一种钻井用投球装置，包括接头、本体、滑套、活塞、弹簧、支撑环、水眼堵头和投球；
[0006]
所述接头下端与本体相连接；所述滑套设置于本体内，所述活塞设置于滑套内；
[0007]
所述本体内部形成有投球腔，所述投球腔通过挡块分隔为若干区域，各区域内均放置有投球；
[0008]
所述滑套内腔上部设置有游动销，所述滑套内腔下部固定安装有支撑环；
[0009]
所述活塞外壁上部形成有导向槽(与游动销相配合)，所述活塞外壁下部形成有投球孔；所述活塞外壁与所述滑套内壁之间设置有弹簧；所述活塞内设置有水眼堵头。
[0010]
在上述技术方案中，所述接头内设置有过滤网。
[0011]
在上述技术方案中，所述本体上圆周上均布有外周孔，外周孔的数量为2-4个，外周孔内设置有外过滤网。
[0012]
在上述技术方案中，所述滑套通过上端沿的挡圈与侧壁上的固定销安装孔固定安装于本体内腔。
[0013]
在上述技术方案中，所述滑套与所述本体之间设置有耐磨环。
[0014]
在上述技术方案中，所述滑套上形成有挡销安装孔，所述支撑环上形成有挡销安装槽，通过挡销将所述支撑环固定安装于所述滑套内腔下部。
[0015]
在上述技术方案中，所述滑套形成有缩径部。
[0016]
在上述技术方案中，所述支撑环上形成有凹槽。
[0017]
在上述技术方案中，所述导向槽包括依次连接的长轨道和短轨道，轨道之间为等距布设，长轨道数量为2，长轨道之间的短轨道数量为5。
[0018]
在上述技术方案中，所述活塞外壁中部形成有台阶，所述台阶与所述凹槽相匹配。
[0019]
在上述技术方案中，所述弹簧通过轴承安装于所述活塞外壁。
[0020]
在上述技术方案中，所述接头与本体的连接处、滑套与本体之间、活塞与滑套之间安装有o圈。
[0021]
一种钻井用投球装置的作业方法，如下所述：
[0022]
以一定的排量从上端向内本体泵入流体，使活塞在流体作用下克服弹簧力量向下位移；活塞通过外部的导向槽与游动销的作用下滑动一定距离，通过排量大小及弹簧弹力，控制活塞的上下活动，在活塞运动往返运动6次后，游动销依次通过导向槽的短轨道后，进入长轨道，活塞上的台阶与下面的支撑环的凹槽咬合，工具处于打开状态，球在重力的作用下从活塞下部的孔投出。
[0023]
本发明的优点和有益效果为：
[0024]
本发明提供的一种钻井用投球装置及其作业方法，本装置的活塞外部的异形滑道与滑套内部的游动销相配合，在注入流体和弹簧的相互作用下，通过活塞特定次数往复运动的方式开启投球工具，结构简单，操作便捷、安全可靠且制造成本较低。
附图说明
[0025]
图1为本发明整体结构示意图。
[0026]
图2为接头结构示意图。
[0027]
图3为本体结构示意图。
[0028]
图4为滑套结构示意图。
[0029]
图5为活塞结构示意图。
[0030]
图6为支撑环结构示意图。
[0031]
图7为导向槽平面展开结构示意图。
[0032]
其中：1为接头，2为过滤网，3为本体，3-1为外周孔，4为滑套，4-1为固定销安装孔，4-2为挡销安装孔，4-3为缩径部，5为活塞，5-1为导向槽，5-2为台阶，5-3为投球孔，6为游动销，7为轴承，8为弹簧，9为支撑环，9-1为凹槽，9-2为挡销安装槽，10为档环，11为o圈，12为耐磨环，13为水眼堵头，14为挡销，15为挡块，101为长轨道，102为短轨道。
[0033]
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0034]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0035]
实施例
[0036]
一种钻井用投球装置，包括接头1、本体3、滑套4、活塞5、弹簧8、支撑环9、水眼堵头13和投球；
[0037]
所述接头下端与本体相连接；所述滑套设置于本体内，所述活塞设置于滑套内；
[0038]
所述本体内部形成有投球腔，所述投球腔通过挡块15分隔为若干区域，各区域内均放置有投球；
[0039]
所述滑套内腔上部设置有游动销6，所述滑套内腔下部固定安装有支撑环；
[0040]
所述活塞外壁上部形成有异型导向槽5-1(与游动销相配合)，所述活塞外壁下部
形成有投球孔5-3；所述活塞外壁与所述滑套内壁之间设置有弹簧；所述活塞内设置有水眼堵头。
[0041]
所述接头内设置有过滤网2。
[0042]
所述本体上圆周上均布有外周孔3-1，外周孔的数量为4个，外周孔内设置有外过滤网。
[0043]
所述滑套通过上端沿的挡圈与侧壁上的固定销(安装于固定销安装孔4-1)固定安装于本体内腔。所述滑套与所述本体之间设置有耐磨环12。所述滑套上形成有挡销安装孔，所述支撑环上形成有挡销安装槽9-2，通过挡销将所述支撑环固定安装于所述滑套内腔下部。所述滑套形成有缩径部4-3。
[0044]
所述活塞外壁中部形成有台阶5-2，所述导向槽包括依次连接的长轨道101和短轨道102，轨道之间为等距布设，长轨道数量为2，长轨道之间的短轨道数量为5。所述弹簧通过轴承7安装于所述活塞外壁。
[0045]
所述支撑环上形成有凹槽9-1，所述台阶与所述凹槽相匹配。
[0046]
所述接头与本体的连接处、滑套与本体之间、活塞与滑套之间安装有o圈11。
[0047]
上述工具的上下扣型均为api标准扣型，这样便于与现场其它工具的连接。
[0048]
下钻时，钻井用投球装置随开窗工具一起下入，以一定的排量从上端向内本体泵入流体，使活塞在流体作用下克服弹簧力量向下位移；活塞通过外部的导向槽与游动销的作用下滑动一定距离，通过排量大小及弹簧弹力，可控制活塞的上下活动，活塞上部有相互连接的6组导向轨道，5组短轨道和1组长轨道，(如图7所示)，本工具活塞运动往返运动6次，游动销抵达长轨道时，活塞上的台阶与下面的支撑环的凹槽咬合，工具处于打开状态，球在重力的作用下从活塞下部的孔投出。
[0049]
钻井用投球装置与目前同类产品比较具有可循环功能、适用性高、安全可靠等多项优点，值得在现场推广应用。
[0050]
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0051]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0052]
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。技术特征：
1.一种钻井用投球装置，其特征在于：包括接头、本体、滑套、活塞、弹簧、支撑环、水眼堵头和投球；所述接头下端与本体相连接；所述滑套设置于本体内，所述活塞设置于滑套内；所述本体内部形成有投球腔，所述投球腔通过挡块分隔为若干区域，各区域内均放置有投球；所述滑套内腔上部设置有游动销，所述滑套内腔下部固定安装有支撑环；所述活塞外壁上部形成有导向槽，所述活塞外壁下部形成有投球孔；所述活塞外壁与所述滑套内壁之间设置有弹簧；所述活塞内设置有水眼堵头。2.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述接头内设置有过滤网。3.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述本体上圆周上均布有外周孔，外周孔的数量为2-4个，外周孔内设置有外过滤网。4.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述滑套通过上端沿的挡圈与侧壁上的固定销安装孔固定安装于本体内腔。5.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述滑套与所述本体之间设置有耐磨环。6.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述滑套上形成有挡销安装孔，所述支撑环上形成有挡销安装槽，通过挡销将所述支撑环固定安装于所述滑套内腔下部。7.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述支撑环上形成有凹槽，所述活塞外壁中部形成有台阶，所述台阶与所述凹槽相匹配。8.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述导向槽包括依次连接的长轨道和短轨道，轨道之间为等距布设，长轨道数量为2，长轨道之间的短轨道数量为5。9.根据权利要求1所述的一种钻井用投球装置，其特征在于：所述接头与本体的连接处、滑套与本体之间、活塞与滑套之间安装有o圈。10.一种钻井用投球装置的作业方法，其特征在于，按照下述步骤进行：以一定的排量从上端向内本体泵入流体，使活塞在流体作用下克服弹簧力量向下位移；活塞通过外部的导向槽与游动销的作用下滑动一定距离，通过排量大小及弹簧弹力，控制活塞的上下活动，在活塞运动往返运动6次后，游动销依次通过导向槽的短轨道后，进入长轨道，活塞上的台阶与下面的支撑环的凹槽咬合，工具处于打开状态，球在重力的作用下从活塞下部的孔投出。
技术总结
本发明公开了一种钻井用投球装置及其作业方法，本装置包括接头、本体、滑套、活塞、弹簧、支撑环、水眼堵头和投球。活塞外部的异形滑道与滑套内部的游动销相配合，在注入流体和弹簧的相互作用下，通过活塞特定次数往复运动的方式开启投球工具，结构简单，操作便捷、安全可靠且制造成本较低。靠且制造成本较低。靠且制造成本较低。
技术研发人员：陈立伟 武广瑷 刘禹铭 陈杰 冯硕 蒋畅 闫伟 陈琳 陈璐思 姬广奇 刘玉立
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2021/2/5
声明：
“钻井用投球装置及其作业方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中海油能源发展股份有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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