一种压裂放喷装置

技术领域

本发明属于油井压裂设备技术领域，具体涉及一种压裂放喷装置。

背景技术

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。封隔器是压裂设备中重要的组成部件，连接于井下管柱之上，用于封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间。

如公开(公告)号:CN203769711 U，提出的一种封隔器，通过在下接头上设置进液通道、喷嘴以及滑套等的设置，使得封隔器分级坐封，同时还可以通过观察套管压力和返液情况，查验判断各级封隔器的密封情况。

再如公开(公告)号:CN209195339U，提出的一种封隔器，扩张胶筒至少一端处的钢带与钢套连接处设有保护钢带的护圈。采用这种结构的封隔器，在井下反复的坐封、解封过程中仍能保持扩张胶筒钢带的韧性，解决了扩张胶筒钢带易断裂进而扎破内胆导致封隔器失封的问题。

经检索发现，在现有技术中多是为提高封隔器密封性，缺乏对封堵球的保护，使得封隔器在移动过程中容易造成封堵球的磨损，从而减低了密封效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压裂放喷装置，在封堵球的外侧设置防护组件，用来保护封堵球，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种压裂放喷装置，包括封隔器，所述封隔器包括中心管和设置在所述中心管上的封堵球，所述中心管的上端设有用于保护所述封堵球的防护组件；所述防护组件包括：连接件，其安装在所述中心管的端部；防护管，其可移动的连接在所述连接件的外侧，并罩在封堵球的外部；限位件，其设置在所述连接件和防护管之间用于限制所述防护管的移动位置；驱动件，其连接在所述限位件上用于带动防护管移动；其中，所述防护管在封隔器移动过程中处于罩设在封堵球外部的状态，在所述封隔器移动至预定位置之后，所述驱动件可带动防护管移开使得所述封堵球裸露出。

优选的，所述连接件包括：连接管，其两端设置为外螺纹结构，并螺纹连接在所述中心管的端部；套环，其连接在所述连接管的外部，且内侧壁与所述连接管的内侧壁相重合；其中，防护管套设在所述套环的外部。

优选的，所述限位件包括：限位槽，其开设在套环的表面；限位条，其沿着连接管的延伸方向固定在所述连接管的内侧；卡块，其设置有两组，分别固定在所述连接管的内侧两端，并与限位槽呈错位设置；其中，所述限位条和限位槽均以套环的中心点对称设置两组，且限位条滑动连接在所述限位槽的内侧。

优选的，所述限位槽的底部开设有贯穿至所述套环内部的安装孔，所述驱动件位于所述安装孔中。

优选的，所述驱动件包括：液压马达，其安装在所述安装孔的内部；涡轮，其安装在所述液压马达的输出轴端部；蜗杆，其与所述涡轮啮合连接；其中，所述限位条的表面开设有内凹槽，所述蜗杆安装在所述内凹槽的内部。

优选的，所述封隔器还包括锚定件，所述锚定件设置在所述中心管的外侧，并位于所述封堵球的下方。

优选的，所述锚定件包括：锥头，其固定在所述中心管的外部；锚定爪，其上端活动连接在所述锥头的外侧；锚定爪的下端活动连接在所述锚定座上；其中，所述锥头和锚定座上开设有用于安装所述锚定爪的滑动槽，在所述锥头上下移动过程中可带动锚定爪在滑动槽中移动。

优选的，所述锚定爪包括：爪体和连接在所述爪体下端的滑块；其中，所述爪体的上端一侧设置为坡面结构，滑块设置为工型结构。

优选的，所述滑动槽包括：坡口槽和T型槽；其中，所述坡口槽开设在锥头的表面，且爪体活动连接在所述坡口槽中；所述T型槽开设在所述锚定座的端部，且滑块活动连接在所述T型槽中。

优选的，所述封隔器还包括扶正器，所述扶正器包括：扶正套管和扶正头；所述扶正头连接在所述扶正套管的外部，所述扶正套管套接在所述中心管的外部；其中，所述中心管的外侧固定连接有转向凸块，所述扶正套管的端部开设有与所述转向凸块相匹配的转向槽。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种压裂放喷装置，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明在中心管的上端设有用于保护封堵球的防护组件，防护组件中的防护管可移动的连接在所述连接件的外侧，并罩在封堵球的外部，其在封隔器移动过程中处于罩设在封堵球外部的状态，在封隔器移动至预定位置之后，驱动件可带动防护管移开使得封堵球裸露出，不会影响其封堵功能，可以实现对封堵球有效的保护，避免其在移动过程中受到磨损，从而可以提高封堵球的密封效果。

附图说明

图1为本发明封隔器的结构示意图；

图2为本发明防护管的剖面结构示意图；

图3为本发明连接管的剖面结构示意图；

图4为本发明限位槽的结构示意图；

图5为本发明锚定件的结构示意图；

图6为本发明扶正器的结构示意图；

图7为本发明锚定座的结构示意图；

图8为本发明锚定爪的结构示意图；

图9为本发明锚定爪的收缩状态结构示意图；

图10为本发明锚定爪的变换状态结构示意图；

图11为本发明锚定爪的张紧状态结构示意图。

图中：

100、封隔器；

200、中心管；

300、封堵球；

400、防护组件；401、连接件；402、防护管；403、限位件；404、驱动件；405、连接管；406、套环；407、限位槽；408、限位条；409、卡块；410、安装孔；411、液压马达；412、涡轮；413、蜗杆；414、内凹槽；

500、锚定件；501、锥头；502、锚定爪；503、锚定座；504、滑动槽；505、爪体；、506滑块；507、坡口槽；508、T型槽；

600、扶正器；601、扶正套管；602、扶正头；603、转向凸块；604、转向槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中提供了一种压裂放喷装置，其可包括压裂车一套、及其配套的配液车三台，液氮泵车两台，连续油管车一台以及液体过滤器、投球器等各种配套装置、管道、封隔器等其他设备。

在本实施例中主要是提出一种带有保护装置的封隔器，用于解决现有技术中不能够对封堵球进行保护的问题。具体如下。

示例性地，如图1-图2所示的，上述封隔器100包括：中心管200、封堵球300、防护组件400、锚定件500、扶正器600。

其中，防护组件400、封堵球300、锚定件500、扶正器600呈从上到下设置在中心管200的外部。封堵球300起到密封油气管道的作用，锚定件500用于将封隔器固定在管道中，扶正器600用于保持封隔器移动的范围，避免其倾斜，防护组件400用于在封隔器移动的过程中对封堵球300进行保护，避免其受到磨损。

具体的，如图3和图4所示，上述防护组件400包括：连接件401、防护管402、限位件403、驱动件404。

其中，连接件401安装在所述中心管200的端部；防护管402可移动的连接在所述连接件401的外侧，并罩在封堵球300的外部；限位件403设置在所述连接件401和防护管402之间用于限制所述防护管402的移动位置；驱动件404连接在所述限位件403上用于带动防护管402移动；

具体的，防护管402在封隔器100移动过程中处于罩设在封堵球300外部的状态，在封隔器100移动至预定位置之后，驱动件404可带动防护管402移开使得封堵球300裸露出，不会影响其封堵功能，可以实现对封堵球有效的保护，避免其在移动过程中受到磨损，从而可以提高封堵球的密封效果。

进一步的，上述连接件401包括：连接管405和套环406。其中的连接管405的两端设置为外螺纹结构，并螺纹连接在所述中心管200的端部；套环406连接在所述连接管405的外部，且内侧壁与所述连接管405的内侧壁相重合；另外，防护管402套设在所述套环406的外部。

作为优选的，套环406设置成两组，其对称连接在连接管405的内部，方便其连接在管道和中心管200上。连接管405和套环406的主要作用是用于安装防护管402。

进一步的，上述限位件403包括：限位槽407、限位条408、卡块409。其中，限位槽407开设在套环406的表面，该限位条408和限位槽407均以套环406的中心点对称设置两组，且限位条408滑动连接在所述限位槽407的内侧；限位条408沿着连接管405的延伸方向固定在所述连接管405的内侧；卡块409设置有两组，分别固定在所述连接管405的内侧两端，并与限位槽407呈错位设置，避免卡块409进入到限位槽407中，可以将卡块409和卡块409之间的夹角设置为九十度。

具体的，通过两组限位槽407、限位条408的设置可以限制住防护管402的轴向角度，避免其倾斜，利于其移动。卡块409可以限制住防护管402在套环406上的位置，避免其从套环406上脱落。值得说明的是，卡块409可以限制住防护管402的极限移动范围。即使得防护管402可以完全覆盖封堵球300和完全脱离封堵球300。

在本实施例中，为了方便驱动件404的安装，在限位槽407的底部开设有贯穿至所述套环406内部的安装孔410，所述驱动件404位于所述安装孔410中。具体如下。

示例性地，上述驱动件404包括：液压马达411、涡轮412、蜗杆413。其中，液压马达411安装在安装孔410的内部；涡轮412安装在液压马达411的输出轴端部；蜗杆413与所述涡轮412啮合连接。

具体的，液压马达411的进油管和出油管位于连接管405的内侧，通过液压马达411驱动涡轮412带动蜗杆413移动，从而使得防护管402可以在套环406的外部移动。

如将防护管402覆盖在封堵球300上时，开启液压马达411反转，将防护管402向着封堵球300移动。

如将防护管402移开封堵球300时，开启液压马达411反转，将防护管402移开封堵球300。

作为优选的，为了方便蜗杆413的安装，在限位条408的表面开设有内凹槽414，所述蜗杆413安装在所述内凹槽414的内部，可以将蜗杆413进行隐藏，避免其阻碍移动。

示例性地，如图5-图8所示，上述的锚定件500设置在所述中心管200的外侧，并位于所述封堵球300的下方。具体如下。

上述锚定件500包括：锥头501、锚定爪502、锚定座503。其中，锥头501固定在所述中心管200的外部；锚定爪502上端活动连接在所述锥头501的外侧；锚定爪502的下端活动连接在所述锚定座503上。具体的，锚定爪502至少设置有4组，利于提高锚定稳定性。

其中，所述锥头501和锚定座503上开设有用于安装所述锚定爪502的滑动槽504，在所述锥头501上下移动过程中可带动锚定爪502在滑动槽504中移动。

进一步的，所述锚定爪502包括：爪体505和连接在所述爪体505下端的滑块506；其中，所述爪体505的上端一侧设置为坡面结构，滑块506设置为工型结构。

进一步的，所述滑动槽504包括：坡口槽507和T型槽508；其中，所述坡口槽507开设在锥头501的表面，且爪体505活动连接在所述坡口槽507中；所述T型槽508开设在所述锚定座503的端部，且滑块506活动连接在所述T型槽508中。

具体的，在释放锚定爪502时，由中心管200下移带动锥头501靠近锚定座503进行挤压锚定爪502，使得锚定爪502在坡口槽507和T型槽508中向外移动，从而张开爪体505，使得爪体505张紧在管道内侧，进行锚定。释放式，反向操作即可，如图9-图11所示。

示例性地，上述封隔器100还包括扶正器600，所述扶正器600包括：扶正套管601和扶正头602；所述扶正头602连接在所述扶正套管601的外部，所述扶正套管601套接在所述中心管200的外部；其中，所述中心管200的外侧固定连接有转向凸块603，所述扶正套管601的端部开设有与所述转向凸块603相匹配的转向槽604。

具体的，扶正头602是与管道内壁相适配的，用于保证封隔器下潜时的稳定性，避免其偏移。常态下，转向凸块603为位于转向槽604外部的。在释放爪体505的时候，回拉中心管200，使得扶正套管601卡住锚定座503，然后转动中心管200使得转向凸块603进入到转向槽604中，可以对锚定座503的位置进行定位。

在另外一些实施例中，防护管402、限位条408可以采用橡胶材质制成，使其具有一定的缓冲作用，利于更好的保护封堵球。

在另外一些实施例中，限位条408的边部可设置导块，在限位槽407的侧壁设置导槽，导块活动连接在导槽中，从而可以限制住限位条408和限位槽407之间的位置，保证涡轮蜗杆的接触。

在另外一些实施例中，蜗杆也可以设置为柔性的，使得其可以跟随限位条408弯曲，因其受到导槽，导块的限制，不会与涡轮脱离。

在另外一些实施例中，爪体505的表面设置防滑纹，可以增强其与管道内壁的摩擦力，进而提高锚定稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。