本发明属于油气资源钻探,特别涉及一种井下小球释放机构和油气资源钻探装置。
背景技术:
1、目前常用的井下控制信号主要包括排量信号、钻压信号、重力信号、反压差信号、投球信号、时间信号等,以上几种控制信号在实际的井下控制技术中已成功应用。其中投球信号是目前广泛使用的一种井下控制信号,其控制的基本原理为地面向井下投球,投球到达相关位置后堵塞流体通道从而在工具两端形成压差,工具的压差的作用下实现触发动作。投球触发方式在现场已经成功的应用,但是投球触发结束后投到井筒内部的小球保留在井下,导致管柱内部流体通道面积减小,增大了流体循环压耗,严重情况下甚至会造成井筒堵塞,增加钻井风险。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提出一种井下小球释放机构,能够构能够将投入到井筒内部的小球直接释放进入环空,即壳体外,避免投入到井筒内部的小球造成的井筒内部的流体通道堵塞风险,适用于多种尺寸和材质的井下投球。该机构通过流量信号触发完成井筒内部小球的释放,不包含任何定子元件,控制方式简单,无电子元件失效风险。具体包括:
2、壳体,具有相连通的第一容纳腔和释放孔,所述释放孔与所述壳体外界连通,在所述第一容纳腔内壁上设有台阶;
3、驱动单元,设置于所述第一容纳腔内,其具有通过预设压力在所述第一容纳腔内滑动的活塞部,以及与所述活塞部连接的传动部;
4、释放单元,间隙设于所述第一容纳腔内且靠近所述台阶处,其位于所述活塞部下方,所述释放单元靠近所述台阶的一面设有释放槽,所述释放单元设有通孔,使所述释放槽和所述通孔连通,一球体放置于所述释放槽和所述台阶之间所形成的空间内,所述释放单元与所述传动部传动连接驱使所述释放单元转动,直至所述释放槽转动至与所述释放孔对准以使所述球体在压力下滚动至所述壳体外。
5、可选的,所述释放单元包括转盘和所述转盘连接的旋转部,所述转盘和所述旋转部均设有所述通孔并通过各自所述通孔相互连通,以使所述转盘和所述旋转部与所述第一容纳腔连通,所述传动部与所述旋转部传动连接,在所述转盘靠近所述台阶的一面设有所述释放槽。
6、可选的,在所述旋转部上设置弧形滑道,所述传动部与所述弧形滑道滑动连接。
7、可选的,所述活塞部包括活塞、喷嘴和弹性件,所述活塞间隙设置于所述第一容纳腔内,所述喷嘴设置于所述活塞上具有的中心孔内,所述弹性件的一端与所述活塞连接,另一端与在所述第一容纳腔设有的挡块连接,所述挡块具有一流通孔以通过所述流通孔与所述通孔连通,所述释放单元被所述挡块阻隔在远离所述弹性件一侧,所述传动部一端与所述活塞连接,另一端穿过所述挡块与所述释放单元传动连接。
8、可选的,所述传动部包括连杆和所述挡块,在所述挡块上设有连接孔,所述连接孔和所述流通孔间隔设置,且所述流通孔位于所述挡块中心区域,所述连杆一端通过连接孔与所述释放单元传动连接,所述连杆另一端与所述活塞连接。
9、可选的,所述挡块将所述第一容纳腔分隔形成第一腔室和第二腔室,所述驱动单元设置于所述第一腔室内,所述释放单元设置于所述第二腔室内,且所述台阶设于所述第二腔室内壁上。
10、可选的,在所述第二腔室内壁上设有对应的第一凸起和第二凸起,所述第一凸起和所述第二凸起与所述挡块所形成的空间用于固定所述释放单元的尾部,所述第一凸起和所述第二凸起与所述台阶所形成的空间用于固定所述释放单元的头部。
11、可选的,所述连杆包括相互垂直连接的第一杆和第二杆,所述第一杆一端与所述活塞连接,所述第二杆的一端与所述释放单元传动连接。
12、可选的,在所述壳体外壁上设有螺纹以与钻柱相连。
13、本发明还提供一种油气资源钻探装置,包括井下小球释放机构。
14、本发明的井下小球释放机构,当钻井液的流量进入第一容纳腔内达到一定量后,腔内的活塞部附近形成压差推动活塞部下移,活塞部下移过程中带动传动部运动,使得传动部驱动释放单元旋转,直至活塞下移到指定位置后,旋转中的释放单元带动在释放槽内球体转动,直至释放槽与释放孔对准,球体在压力从释放孔滚动至所述壳体外。实现了井筒内部球体释放进入环空,避免井筒内部钻井液流动通道堵塞风险,且能够安装多个释放机构,满足不同位置球体释放要求。
15、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
1.一种井下小球释放机构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的井下小球释放机构,其特征在于,所述释放单元(d)包括转盘(7)和所述转盘(7)连接的旋转部(6),所述转盘(7)和所述旋转部(6)均设有所述通孔(60)并通过各自所述通孔(60)相互连通,以使所述转盘(7)和所述旋转部(6)与所述第一容纳腔(11)连通,所述传动部(b)与所述旋转部(6)传动连接,在所述转盘(7)靠近所述台阶(12)的一面设有所述释放槽(70)。
3.根据权利要求2所述的井下小球释放机构,其特征在于,在所述旋转部(6)上设置弧形滑道(61),所述传动部(b)与所述弧形滑道(61)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的井下小球释放机构,其特征在于,所述活塞部(a)包括活塞(2)、喷嘴(3)和弹性件(4),所述活塞(2)间隙设置于所述第一容纳腔(11)内,所述喷嘴(3)设置于所述活塞(2)上具有的中心孔(21)内,所述弹性件(4)的一端与所述活塞(2)连接,另一端与在所述第一容纳腔(11)设有的挡块(9)连接,所述挡块(9)具有一流通孔(90)以通过所述流通孔(90)与所述通孔(60)连通,所述释放单元(d)被所述挡块(9)阻隔在远离所述弹性件(4)一侧,所述传动部(b)一端与所述活塞(2)连接,另一端穿过所述挡块(9)与所述释放单元(d)传动连接。
5.根据权利要求4所述的井下小球释放机构,其特征在于,所述传动部(b)包括连杆(5)和所述挡块(9),在所述挡块(9)上设有连接孔,所述连接孔和所述流通孔(90)间隔设置,且所述流通孔(90)位于所述挡块(9)中心区域,所述连杆(5)一端通过连接孔与所述释放单元(d)传动连接,所述连杆(5)另一端与所述活塞(2)连接。
6.根据权利要求5所述的井下小球释放机构,其特征在于,所述挡块(9)将所述第一容纳腔(11)分隔形成第一腔室(111)和第二腔室(112),所述驱动单元(c)设置于所述第一腔室(111)内,所述释放单元(d)设置于所述第二腔室(112)内,且所述台阶(12)设于所述第二腔室(112)内壁上。
7.根据权利要求6所述的井下小球释放机构,其特征在于,在所述第二腔室(112)内壁上设有对应的第一凸起(13)和第二凸起(14),所述第一凸起(13)和所述第二凸起(14)与所述挡块(9)所形成的空间用于固定所述释放单元(d)的尾部,所述第一凸起(13)和所述第二凸起(14)与所述台阶(12)所形成的空间用于固定所述释放单元(d)的头部。
8.根据权利要求5所述的井下小球释放机构,其特征在于,所述连杆(5)包括相互垂直连接的第一杆(51)和第二杆(52),所述第一杆(51)一端与所述活塞(2)连接,所述第二杆(52)的一端与所述释放单元(d)传动连接。
9.根据权利要求1所述的井下小球释放机构,其特征在于,在所述壳体(1)外壁上设有螺纹(15)以与钻柱相连。
10.一种油气资源钻探装置,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的井下小球释放机构。
