一种电子标签式助溶球

技术领域

本发明涉及油气田压裂装置技术领域，具体涉及一种电子标签式助溶球。

背景技术

在致密油气藏气田水平井分段压裂过程中，主要以水力泵送可溶球座或可溶桥塞压裂工艺为主，而压裂步骤中需要使用到压裂球。由于压裂过程中产生的巨大压力导致压裂后的压裂球和桥塞、球座等配套工具紧密的配合在一起，压裂球发生变形和配套工具紧密结合在一起堵住了井管的上下通道。为了将油、气开采出来，需要从新建立井管的上下通道。

现有技术中的压裂球通常采用实心可溶球，在完成井下作业后，完全溶解的速率较慢。同时，工作人员无法在井外实现监测井下及压裂装置的相关数据。

如何有效地解决上述技术问题，是目前本领域技术人员需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种电子标签式助溶球。

电子标签式助溶球，包括球体，所述球体包括球壳，所述球壳上设置有密封件，所述球壳和所述密封件的连接处还分别设置有密封装置；

所述球体的内部设置有第一空腔，远离所述密封件侧的所述第一空腔连通有第二空腔；

所述第一空腔和所述第二空腔共同形成溶解剂腔，所述溶解剂腔内装有溶解剂、电子标签、传感器及示踪物。

可选的，所述第一空腔包括由靠近所述第一空腔侧的密封件的球体壁形成的第一腔壁，所述第一腔壁的两个端侧分别设置有第一弧形壁。

可选的，所述第一弧形壁的弧度与远离所述第一空腔侧的所述球壳表面的弧度相同。

可选的，所述第二空腔为朝向远离第一空腔侧凸起的矩形腔体。

可选的，所述第二腔体包括分别与所述第一弧形壁相连接的第二腔壁；

远离所述第一弧形壁侧的所述第二腔壁上连接有第二弧形壁；

所述第二弧形壁之间连接有第三腔壁。

可选的，所述密封装置包括设置在与所述密封件相连接处的所述球壳上的第一密封结构，以及设置在所述密封件上的与所述第一密封结构密封连接的第二密封结构。

可选的，所述第一密封结构包括朝向所述密封件侧凸起的凸块，所述凸块上设置有密封球；

所述第二密封结构包括与所述凸块密封连接的第一凹陷部，所述第一凹陷部设置有与所述密封球密封连接的第二凹陷部。

可选的，所述凸块与所述密封球之间设置有弹性装置。

可选的，靠近所述第一空腔侧的密封件的球体壁上设置有朝向远离所述第一空腔侧凸起的第三空腔；

所述第三空腔与所述第一空腔和所述第二空腔共同形成溶解剂腔。

可选的，两个所述第一弧形壁上的中心点之间的距离大于两个所述密封装置之间的距离。

在本发明中，第一空腔和第二空腔共同形成的溶解剂腔内填充有溶解剂，当球体的外表面被外部溶解剂溶解裂开后，球体内部填充的溶解剂会释放出来，使外部溶解液浓度增加，加速球体和桥塞或球座的溶解。因此，省去了反排作业和二次压裂工艺，降低了作业难度和作业成本，提升了油气田开采效率，具有稳定的可靠性。同时，电子标签在单井压裂后放喷作业时，随着井筒内流体自喷流出井口，方便工作人员在井口处收集电子标签并读取电子标签内的数据。传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等传感器，各传感器用于采集压裂过程中井下的相关数据。示踪物在球体溶解后，随着井筒内流体自喷流出井口，方便工作人员在井口处通过收集示踪物并根据示踪物的尺寸大小、形状、颜色等信息来判断其来源自哪一个压裂球。

附图说明

图1是本发明提供的球体的结构示意图；

图2是本发明提供的第一密封结构的结构示意图；

图3是本发明提供的第二密封结构的结构示意图；

图4是本发明提供的第三空腔的结构示意图；

图5是本发明提供的另一种第三空腔的结构示意图。

附图标记：

1、球体；

2、密封件；

3、密封装置；31、凸块；32、密封球；33、第二凹陷部；34、第一凹陷部；

4、第一空腔；41、第一腔壁；42、第一弧形壁；

5、第二空腔；51、第二腔壁；52、第二弧形壁；53、第三腔壁；

6、溶解剂；61、电子标签；62、示踪物；63、传感器；

7、球壳；

8、第三空腔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“连接”、“相连”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明提供的一实施例，如图1所示，一种电子标签式助溶球，包括球体1，球体1包括球壳7，球壳7上设置有密封件2，球壳7和密封件2的连接处还分别设置有密封装置3；

球体1的内部设置有第一空腔4，远离密封件2侧的第一空腔4连通有第二空腔5；

第一空腔4和第二空腔5共同形成溶解剂腔，溶解剂腔内装有溶解剂6、电子标签61、传感器63及示踪物62。

在本实施例中，密封装置3增强球壳7和密封件2之间的密封性能。

第一空腔4和第二空腔5共同形成的溶解剂腔内填充有溶解剂6，当球体1的外表面被外部溶解剂溶解裂开后，球体1内部填充的溶解剂6会释放出来，使外部溶解液浓度增加，加速球体1和桥塞或球座的溶解。因此，省去了反排作业和二次压裂工艺，降低了作业难度和作业成本，提升了油气田开采效率，具有稳定的可靠性。同时，电子标签61在单井压裂后放喷作业时，随着井筒内流体自喷流出井口，方便工作人员在井口处收集电子标签61并读取电子标签61内的数据。传感器63包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等，可根据实际工作情况增加其他传感器，各传感器63用于采集压裂过程中井下的相关数据。示踪物62在球体1溶解后，随着井筒内流体自喷流出井口，方便工作人员在井口处通过收集示踪物62并根据示踪物62的尺寸大小、形状、颜色等信息来判断其来源自哪一个压裂球。

在本发明中，由于溶解剂6、电子标签61、传感器63、示踪物62的品牌和类型，以及球壳7和密封件2之间的连接关系不属于本发明的保护要点，因此，溶解剂6、电子标签61、传感器63、示踪物62均采用现有技术中的品牌和类型，球壳7和密封件2之间的连接关系采用现有技术中的连接结构或连接部件，均能够实现本发明的技术方案，此处不做详细介绍。

本发明提供的又一实施例，如图1所示，第一空腔4包括由靠近第一空腔4侧的密封件2的球体壁形成的第一腔壁41，第一腔壁41的两个端侧分别设置有第一弧形壁42。

在本实施例中，第一弧形壁42朝向远离第一空腔4侧凸出，增加第一空腔4内的容积，使第一空腔4内能够填充更多容量的溶解剂6，从而进一步地有助于实现加速对球壳7的溶解。

为了使球壳7的厚度均匀，以及使溶解剂6均匀的对球壳7进行溶解，第一弧形壁42的弧度与远离第一空腔4侧的球壳4表面的弧度相同。

本发明提供的又一实施例，如图1所示，第二空腔5为朝向远离第一空腔4侧凸起的矩形腔体。

在本实施例中，矩形腔体进一步地实现了在有限的局部空间内，增加了第二空腔5的容积，使第二空腔5内填充更多的溶解剂6，从而进一步地有助于实现加速对球壳7的溶解。

矩形腔体为朝向远离第一空腔4侧凸起的凸型腔，也是当第一空腔4与第二空腔5之间人为划为一条虚拟线时，第二空腔5呈现的矩形腔体。

本发明提供的又一实施例，如图1所示，第二腔体5包括分别与第一弧形壁42相连接的第二腔壁51；

远离第一弧形壁42侧的第二腔壁51上连接有第二弧形壁52；

第二弧形壁52之间连接有第三腔壁53。

在本实施例中，第二弧形壁52相对于第二腔壁51与第三腔壁53之间呈直角状态时，能够进一步地使球壳7被均匀的溶解，从而有助于实现加速对球体1的溶解。

本发明提供的又一实施例，如图1所示，密封装置3包括设置在与密封件2相连接处的球壳7上的第一密封结构，以及设置在密封件2上的与第一密封结构密封连接的第二密封结构。

在本实施例中，第一密封结构与第二密封结构进一步地增大了球壳7与密封件2之间的连接面积，从而有助于球壳7与密封件2之间的密封效果。

本发明提供的又一实施例，结合图2和图3，第一密封结构包括朝向密封件2侧凸起的凸块31，凸块31上设置有密封球32；

第二密封结构包括与凸块31密封连接的第一凹陷部34，第一凹陷部34设置有与密封球32密封连接的第二凹陷部33。

在本实施例中，密封球32更进一步地增加了球壳7与密封件2之间的连接面积，使球壳7与密封件2之间实现更好的密封效果。

本发明提供的又一实施例，凸块31与密封球32之间设置有弹性装置。

在本实施例中，弹性装置进一步地方便球壳7与密封件2之间的安装。其中，弹性装置为弹簧或现有技术中的弹性材质的连接片。

为了更进一步地增加溶解剂腔的容积，结合图4和图5，靠近第一空腔4侧的密封件2的球体壁上设置有朝向远离第一空腔4侧凸起的第三空腔8；

第三空腔8与第一空腔4和第二空腔5共同形成溶解剂腔。

在本实施例中，第三空腔8可以是弧形边缘，也可以与第二空腔5结构相同。当第三空腔8与第二空腔5的结构相同时，第三空腔8的位置位于两个密封装置3之间。

第三空腔8一方面增加了溶解剂腔的容积，另一方面也减少了密封件2的厚度，进一步地有助于密封件2被均匀的溶解，从而有助于实现加速对密封件2的溶解。

由于球体1需要在井下进行作业，为了进一步地的增加溶解剂腔的容积，以及增强球壳7与密封件2之间的连接关系，如图1所示，两个第一弧形壁42上的中心点之间的距离大于两个密封装置3之间的距离。

在本发明中，球体的材质采用现有技术中能够被溶解的合金材料。

球体外部的溶解时间根据实际井下工况要求进行确定，通过调整球体外部的溶解液的浓度和温度来进行控制。溶解液的浓度、温度和溶解速率成正比，当溶解液的温度越高，溶解速率越快，溶解液的浓度越高，溶解速率越快，反之溶解越慢。当球体的外表面被外部溶解剂溶解裂开后，球体内部填充的溶解剂会释放出来，使外部溶解液浓度增加，加速球体和桥塞或球座的溶解。同时，释放出便于地面收集的电子标签、传感器、示踪物，读取采集到相应的井况信息，为后续的作业类型的选择提供判定依据。

以上所述并非是对本发明的限制，最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明。本领域的普通技术人员应当理解：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，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或替换，均属于本发明要求保护的范围。