CN113431548A - 一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及支撑剂投放领域，尤其涉及一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，包括有第一支撑架、放置框、投料组件、推动组件等；第一支撑架上设有放置框，放置框上设有投料组件，推动组件设于放置框上。通过阻塞架与带筛网圆筒的配合，阻塞架打开会将导向框中部的水放出，可以防止后续投放的支撑剂随着水一同溢出，同时在带筛网圆筒的作用下，可以防止支撑剂随着水一同流出，避免了资源的浪费，达到了能够有效地防止支撑剂溢出的效果。

Description

一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置

技术领域

本发明涉及支撑剂投放领域，尤其涉及一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置。

背景技术

我国低渗透、特低渗透油气藏分布广泛，目前进行油气藏的增产措施主要是水力压裂技术，水力压裂的目的是建立从地层到井筒的流动路径，从而提高油气井产能，常规压裂技术通常采用支撑剂填充裂缝，以保持裂缝开启，从而使裂缝具有较高的导流能力，进而建立有效的生产通道，因此在水力压裂中，支撑剂在裂缝中的铺置对作业的成功与否起着至关重要的作用。

目前国内油田现场压裂中，将不同粒径的支撑剂按一定的比例分段注入裂缝中既能提高支撑剂的抗压能力，又有更高的导流能力，但在铺设过程中应避免不同粒径支撑剂混合铺置，且应采用在裂缝前段铺置小粒径支撑剂，裂缝中部铺置中等粒径支撑剂，缝口位置铺置大粒径的分段铺置方式，现有技术在操作时难以确保支撑剂按粒径分段投放，且在投放支撑剂过程中支撑剂容易溢出。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提出一种能够自动地依次投放三种支撑剂、能够有效地防止支撑剂溢出的石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，以解决上述背景中提出的难以确保支撑剂按粒径分段投放、在投放支撑剂过程中支撑剂容易溢出的问题。

一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，包括有第一支撑架、放置框、投料组件、推动组件、切换组件和阻隔组件，第一支撑架上设有放置框，放置框上设有投料组件，推动组件设于放置框上，切换组件设于第一支撑架上，阻隔组件设于投料组件上。

可选地，投料组件包括有导向框、推板架、挡板架、推动杆、连接管、第二支撑架、摆动板、开槽限位板、限位架、复位推板和伸缩弹簧，第一支撑架上联接有导向框，导向框一侧设置有孔，导向框与放置框联接，放置框上分布滑动式连接有三推板架，推板架上联接有挡板架，挡板架与放置框接触，推板架一端联接有推动杆，导向框底部联接有连接管，放置框上分布式联接有第二支撑架，第二支撑架上转动式连接有摆动板，推动杆上联接有开槽限位板，开槽限位板与摆动板活动连接，放置框一侧分布式联接有三限位架，限位架上滑动式连接有复位推板，复位推板与摆动板接触，复位推板与限位架之间连接有伸缩弹簧。

可选地，推动组件包括有电动推杆、第一推动架、滑动推架和第一复位弹簧，放置框外底部联接有电动推杆，电动推杆一端联接有第一推动架，第一推动架上滑动式连接有滑动推架，滑动推架与第一推动架之间连接有第一复位弹簧。

可选地，切换组件包括有支撑底架、导向板、第一压缩弹簧、限位条、楔形条、楔形块、滑块和第二复位弹簧，第一支撑架上联接有支撑底架，支撑底架上滑动式连接有导向板，导向板顶部设置有滑槽，导向板与滑动推架滑动式配合，导向板与支撑底架之间连接有两对第一压缩弹簧，导向板上联接有一对限位条，导向板上联接有一对楔形条，导向板上联接有楔形块，导向板上滑动式连接有一对滑块，滑块与导向板之间连接有第二复位弹簧。

可选地，阻隔组件包括有第一隔板、第一开槽推架、拉伸弹簧、支撑座、摆动杆、开槽传动架、第二隔板、第二开槽推架和第二压缩弹簧，导向框上滑动式连接有第一隔板，第一隔板上滑动式连接有第一开槽推架，第一开槽推架与第一隔板之间连接有拉伸弹簧，支撑座联接于导向框上，摆动杆转动式连接于支撑座上，摆动杆与第一开槽推架限位配合，第一推动架上联接有开槽传动架，开槽传动架与摆动杆限位配合，导向框上滑动式连接有第二隔板，第二隔板上滑动式连接有第二开槽推架，第二开槽推架与摆动杆限位配合，第二开槽推架与第二隔板之间连接有第二压缩弹簧。

可选地，还包括有防溢出组件，防溢出组件设于导向框上，防溢出组件包括有第二推动架、阻塞架、第三复位弹簧、带筛网圆筒、U形挡板和导流管，第二推动架联接于第一开槽推架上，阻塞架滑动式连接于导向框上，阻塞架与导向框接触，导向框与阻塞架之间连接有第三复位弹簧，导向框内壁一侧联接有带筛网圆筒，U形挡板与第一支撑架联接，U形挡板与导向框联接，第一支撑架上联接有导流管。

本发明的有益效果是：

通过设备内部各零件的配合，使得设备可以依次对三种支撑剂进行投放，为后续其它注射装置将不同粒径的支撑剂分段式注入裂缝中提供了便利，从而提高了裂缝的导流能力，达到了能够自动地依次投放三种支撑剂的效果。

通过阻塞架与带筛网圆筒的配合，阻塞架打开会将导向框中部的水放出，可以防止后续投放的支撑剂随着水一同溢出，同时在带筛网圆筒的作用下，可以防止支撑剂随着水一同流出，避免了资源的浪费，达到了能够有效地防止支撑剂溢出的效果。

由于滑块与导向板高度齐平，使得滑动推架在复位的过程中不会被导向板上的滑槽卡住，使得滑动推架后续可以复位至初始位置，便于设备二次对支撑剂进行投放。

附图说明

图1为本发明的第一种立体结构示意图。

图2为本发明的第二种立体结构示意图。

图3为本发明投料组件的部分立体结构示意图。

图4为本发明推动组件的立体结构示意图。

图5为本发明切换组件的第一种部分立体结构示意图。

图6为本发明切换组件的第二种部分立体结构示意图。

图7为本发明阻隔组件的立体结构示意图。

图8为本发明防溢出组件的部分剖视立体结构示意图。

图9为本发明防溢出组件的第一种部分立体结构示意图。

图10为本发明防溢出组件的第二种部分立体结构示意图。

附图中的标记：1：第一支撑架，2：放置框，3：投料组件，31：导向框，32：推板架，33：挡板架，34：推动杆，35：连接管，351：第二支撑架，36：摆动板，37：开槽限位板，38：限位架，39：复位推板，310：伸缩弹簧，4：推动组件，41：电动推杆，42：第一推动架，43：滑动推架，44：第一复位弹簧，5：切换组件，51：支撑底架，52：导向板，53：第一压缩弹簧，54：限位条，55：楔形条，56：楔形块，57：滑块，58：第二复位弹簧，6：阻隔组件，61：第一隔板，62：第一开槽推架，63：拉伸弹簧，64：支撑座，65：摆动杆，651：开槽传动架，66：第二隔板，67：第二开槽推架，68：第二压缩弹簧，7：防溢出组件，71：第二推动架，72：阻塞架，73：第三复位弹簧，74：带筛网圆筒，75：U形挡板，76：导流管。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

实施例1

一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，如图1-10所示，包括有第一支撑架1、放置框2、投料组件3、推动组件4、切换组件5和阻隔组件6，第一支撑架1上设有放置框2，放置框2上设有投料组件3，投料组件3用于将放置框2中的支撑剂依次投放至导向框31中，推动组件4设于放置框2上，切换组件5设于第一支撑架1上，阻隔组件6设于投料组件3上。

投料组件3包括有导向框31、推板架32、挡板架33、推动杆34、连接管35、第二支撑架351、摆动板36、开槽限位板37、限位架38、复位推板39和伸缩弹簧310，第一支撑架1上联接有导向框31，导向框31一侧设置有孔，导向框31与放置框2联接，放置框2上分布滑动式连接有三推板架32，推板架32用于将放置框2中的支撑剂推送至导向框31中，推板架32上联接有挡板架33，挡板架33与放置框2接触，推板架32一端联接有推动杆34，导向框31底部联接有连接管35，连接管35用于将支撑剂输送至其它注射装置内，放置框2上分布式联接有第二支撑架351，第二支撑架351上转动式连接有摆动板36，摆动板36用于推动复位推板39朝靠近放置框2的方向运动，推动杆34上联接有开槽限位板37，开槽限位板37与摆动板36活动连接，放置框2一侧分布式联接有三限位架38，限位架38上滑动式连接有复位推板39，复位推板39用于推动摆动板36及其上装置复位，复位推板39与摆动板36接触，复位推板39与限位架38之间连接有伸缩弹簧310，伸缩弹簧310用于带动复位推板39复位。

推动组件4包括有电动推杆41、第一推动架42、滑动推架43和第一复位弹簧44，放置框2外底部联接有电动推杆41，电动推杆41用于带动第一推动架42及其上装置往复运动，电动推杆41一端联接有第一推动架42，第一推动架42上滑动式连接有滑动推架43，滑动推架43用于推动推动杆34及其上装置朝靠近导向框31的方向运动，滑动推架43与第一推动架42之间连接有第一复位弹簧44，第一复位弹簧44用于带动滑动推架43复位。

切换组件5包括有支撑底架51、导向板52、第一压缩弹簧53、限位条54、楔形条55、楔形块56、滑块57和第二复位弹簧58，第一支撑架1上联接有支撑底架51，支撑底架51上滑动式连接有导向板52，在导向板52的导向作用下，滑动推架43会沿着导向板52上的滑槽运动，导向板52顶部设置有滑槽，导向板52与滑动推架43滑动式配合，导向板52与支撑底架51之间连接有两对第一压缩弹簧53，第一压缩弹簧53用于带动导向板52及其上装置复位，导向板52上联接有一对限位条54，导向板52上联接有一对楔形条55，导向板52上联接有楔形块56，导向板52上滑动式连接有一对滑块57，滑块57与导向板52之间连接有第二复位弹簧58。

阻隔组件6包括有第一隔板61、第一开槽推架62、拉伸弹簧63、支撑座64、摆动杆65、开槽传动架651、第二隔板66、第二开槽推架67和第二压缩弹簧68，导向框31上滑动式连接有第一隔板61，第一隔板61上滑动式连接有第一开槽推架62，第一开槽推架62用于通过拉伸弹簧63带动第一隔板61朝远离第一支撑架1的方向运动，第一开槽推架62与第一隔板61之间连接有拉伸弹簧63，支撑座64联接于导向框31上，摆动杆65转动式连接于支撑座64上，在摆动杆65的作用下，第一开槽推架62会朝远离第一支撑架1的方向运动，摆动杆65与第一开槽推架62限位配合，第一推动架42上联接有开槽传动架651，开槽传动架651用于带动摆动杆65及其上装置运动，开槽传动架651与摆动杆65限位配合，导向框31上滑动式连接有第二隔板66，第二隔板66上滑动式连接有第二开槽推架67，第二开槽推架67用于通过第二压缩弹簧68带动第二隔板66朝靠近第一支撑架1的方向运动，第二开槽推架67与摆动杆65限位配合，第二开槽推架67与第二隔板66之间连接有第二压缩弹簧68。

放置框2内部装有三种不同粒径的支撑剂，且三种不同粒径的支撑剂被放置框2分隔开，手动控制电动推杆41收缩，使得第一推动架42及其上装置朝靠近导向框31的方向运动，在导向板52的导向作用下，滑动推架43会沿着导向板52上的滑槽运动，在此过程中滑动推架43会推动其中一推动杆34及其上装置朝靠近导向框31的方向运动，使得其中一挡板架33不再挡住放置框2上的其中一出料口，同时其中一推板架32会将放置框2中其中一种支撑剂推送至导向框31中。

在第一推动架42及其上装置朝靠近导向框31的方向运动的过程中，摆动杆65会摆动，在摆动杆65的作用下，第一开槽推架62会朝远离第一支撑架1的方向运动，被拉伸的拉伸弹簧63随之会复原，同时第二开槽推架67会朝靠近第一支撑架1的方向运动，第二开槽推架67会通过第二压缩弹簧68带动第二隔板66朝靠近第一支撑架1的方向运动，使得第二隔板66关闭，由于连接管35一端与其它注射装置连接，且其它注射装置里装有水，第二隔板66关闭可以防止其它注射装置里的水通过连接管35继续向上流。

摆动杆65会继续摆动，第一开槽推架62会通过拉伸弹簧63带动第一隔板61朝远离第一支撑架1的方向运动，使得第一隔板61打开，从而使得导向框31内的支撑剂可以向下落至第二隔板66上，同时第二开槽推架67会继续朝靠近第一支撑架1的方向运动，第二压缩弹簧68随之会被拉伸。

然后手动控制电动推杆41伸长，使得第一推动架42及其上装置复位，在此过程中滑动推架43会沿着其中一楔形条55运动，处于拉伸状态的第一复位弹簧44会被继续拉伸，随后滑动推架43会运动至导向板52中间的滑槽上。

在其中一推动杆34及其上装置朝靠近导向框31的方向运动的过程中，其中一摆动板36会推动其中一复位推板39朝靠近放置框2的方向运动，其中一伸缩弹簧310随之会被拉伸，在第一推动架42及其上装置复位的过程中，滑动推架43不再推动其中一推动杆34，其中一复位推板39会在其中一伸缩弹簧310的复位作用下复位，其中一复位推板39则会推动其中一摆动板36及其上装置复位。

在第一推动架42及其上装置复位的过程中，开槽传动架651会带动摆动杆65及其上装置相继反向复位，使得落至第二隔板66上的支撑剂可以向下落并通过连接管35输送至其它注射装置内。

当滑动推架43运动至导向板52上位于中间的滑槽上后，重复上述操作两次，从而可以依次将放置框2内的其余两种支撑剂投放至其它注射装置内，达到了能够自动地依次投放三种支撑剂的效果，在投放第三种支撑剂的过程中，滑动推架43会与楔形块56接触，滑动推架43会挤压楔形块56及其上装置向下运动，第一压缩弹簧53随之会被压缩，接着滑动推架43会随着第一复位弹簧44的复原而复位，当电动推杆41伸长时，滑动推架43则会沿着导向板52上的滑槽运动至初始位置，第一复位弹簧44随之会被拉伸复位，导向板52及其上装置会在第一压缩弹簧53的复位作用下复位。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图8-10所示，还包括有防溢出组件7，防溢出组件7设于导向框31上，防溢出组件7用于防止导向框31中的水溢出，防溢出组件7包括有第二推动架71、阻塞架72、第三复位弹簧73、带筛网圆筒74、U形挡板75和导流管76，第二推动架71联接于第一开槽推架62上，第二推动架71用于推动阻塞架72朝远离支撑底架51的方向运动，阻塞架72滑动式连接于导向框31上，阻塞架72与导向框31接触，导向框31与阻塞架72之间连接有第三复位弹簧73，第三复位弹簧73用于带动阻塞架72复位，导向框31内壁一侧联接有带筛网圆筒74，通过带筛网圆筒74，可以防止支撑剂随着水一同流出，U形挡板75与第一支撑架1联接，U形挡板75与导向框31联接，第一支撑架1上联接有导流管76，流出的水会通过导流管76流至其它收集装置内。

在第二隔板66关闭的过程中，第二推动架71会推动阻塞架72朝远离支撑底架51的方向运动，第三复位弹簧73随之会被压缩，使得导向框31中部的水可以通过其上的孔向外流，流出的水会通过导流管76流至其它收集装置内，从而可以防止导向框31中的水溢出，进而可以不会导致后续投放的支撑剂同水一起溢出，通过带筛网圆筒74，可以进一步防止支撑剂随着水一同流出，在第二推动架71及其上装置复位的过程中，阻塞架72会在第三复位弹簧73的复位作用下复位，最后手动控制电动推杆41停止运作，重复上述操作可以再次使用设备依次对三种支撑剂进行投放。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，包括有第一支撑架、放置框、投料组件、推动组件、切换组件和阻隔组件，第一支撑架上设有放置框，放置框上设有投料组件，推动组件设于放置框上，切换组件设于第一支撑架上，阻隔组件设于投料组件上。

2.根据权利要求1所述的一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，投料组件包括有导向框、推板架、挡板架、推动杆、连接管、第二支撑架、摆动板、开槽限位板、限位架、复位推板和伸缩弹簧，第一支撑架上联接有导向框，导向框一侧设置有孔，导向框与放置框联接，放置框上分布滑动式连接有三推板架，推板架上联接有挡板架，挡板架与放置框接触，推板架一端联接有推动杆，导向框底部联接有连接管，放置框上分布式联接有第二支撑架，第二支撑架上转动式连接有摆动板，推动杆上联接有开槽限位板，开槽限位板与摆动板活动连接，放置框一侧分布式联接有三限位架，限位架上滑动式连接有复位推板，复位推板与摆动板接触，复位推板与限位架之间连接有伸缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，推动组件包括有电动推杆、第一推动架、滑动推架和第一复位弹簧，放置框外底部联接有电动推杆，电动推杆一端联接有第一推动架，第一推动架上滑动式连接有滑动推架，滑动推架与第一推动架之间连接有第一复位弹簧。

4.根据权利要求3所述的一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，切换组件包括有支撑底架、导向板、第一压缩弹簧、限位条、楔形条、楔形块、滑块和第二复位弹簧，第一支撑架上联接有支撑底架，支撑底架上滑动式连接有导向板，导向板顶部设置有滑槽，导向板与滑动推架滑动式配合，导向板与支撑底架之间连接有两对第一压缩弹簧，导向板上联接有一对限位条，导向板上联接有一对楔形条，导向板上联接有楔形块，导向板上滑动式连接有一对滑块，滑块与导向板之间连接有第二复位弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，阻隔组件包括有第一隔板、第一开槽推架、拉伸弹簧、支撑座、摆动杆、开槽传动架、第二隔板、第二开槽推架和第二压缩弹簧，导向框上滑动式连接有第一隔板，第一隔板上滑动式连接有第一开槽推架，第一开槽推架与第一隔板之间连接有拉伸弹簧，支撑座联接于导向框上，摆动杆转动式连接于支撑座上，摆动杆与第一开槽推架限位配合，第一推动架上联接有开槽传动架，开槽传动架与摆动杆限位配合，导向框上滑动式连接有第二隔板，第二隔板上滑动式连接有第二开槽推架，第二开槽推架与摆动杆限位配合，第二开槽推架与第二隔板之间连接有第二压缩弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种石油开采用具有防溢出功能的支撑剂多级投放装置，其特征在于，还包括有防溢出组件，防溢出组件设于导向框上，防溢出组件包括有第二推动架、阻塞架、第三复位弹簧、带筛网圆筒、U形挡板和导流管，第二推动架联接于第一开槽推架上，阻塞架滑动式连接于导向框上，阻塞架与导向框接触，导向框与阻塞架之间连接有第三复位弹簧，导向框内壁一侧联接有带筛网圆筒，U形挡板与第一支撑架联接，U形挡板与导向框联接，第一支撑架上联接有导流管。

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