【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油氣開采，尤其涉及一種縫口無級轉向系統及其應用方法。
技術介紹
1、縫口轉向壓裂工藝是一種先進的油氣田增產技術，主要用于提高低滲透油氣藏的開發效率。該工藝通過在壓裂過程中實施縫口轉向，使得壓裂液能夠更均勻地分布在目標地層中，從而形成更多的裂縫網絡，提高油氣產量。傳統的壓裂工藝往往只能形成單一的裂縫，而縫口轉向壓裂工藝則能夠通過控制壓裂液的流動方向，形成多級裂縫，極大地提高了壓裂效果。該工藝的核心在于通過暫堵技術，使得壓裂液能夠在不同的裂縫之間進行轉向，從而實現更均勻的裂縫分布。
2、在縫口轉向壓裂工藝中，暫堵球的使用是一個關鍵環節。然而，傳統的暫堵球添加方式存在一些明顯的缺陷。首先，對暫堵時機的選擇過于死板，通常依賴于經驗判斷和以往設計的延續，缺乏對實際施工效果和裂縫開啟狀態的認識。這種固定的暫堵時機選擇方式，往往無法根據實際施工情況進行靈活調整，導致壓裂效果不理想。其次，由于設計初期已經確定了暫堵球的使用數量，且為一次性投入，暫堵球的投入數量固定，可能存在過多或過少的情況。如果暫堵球投入數量過多，會造成泵壓過高，出現超壓，導致停泵，直接影響后續施工。這種固定數量的暫堵球投入方式，無法根據實際施工情況進行動態調整，增加了施工風險。
3、因此，基于上述現有技術的缺陷，需要對現有技術進一步改進。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種縫口無級轉向系統及其應用方法，以解決上述問題。
2、本專利技術通過下述技術方案實現：
4、壓裂支管線包括第一旋塞閥、第二旋塞閥以及暫堵球投送器，其中，暫堵球投送器設置于第一旋塞閥與第二旋塞閥之間；
5、暫堵球投送器包括第一驅動裝置、多個投球裝置以及五通連接管，其中，多個投球裝置均與五通連接管連接，第一驅動裝置能夠選擇性地連通投球裝置與五通連接管，并能夠選擇性地將投球裝置中的暫堵球輸送到五通連接管中。
6、本專利技術還涉及一種縫口無級轉向系統的應用方法，其利用所述的一種縫口無級轉向系統實現，包括以下步驟：
7、步驟一，將不同尺寸的暫堵球分別放置于各投球裝置中，按照暫堵球尺寸從小到大排列為d1、d2、...、dn，投球裝置按照對應暫堵球直徑從小到大分別標記為第1投球裝置、第2投球裝置、...、第n投球裝置；
8、步驟二，壓裂開始后，保持第一旋塞閥和第二旋塞閥關閉；當加砂階段開始且壓裂車組注液量達到總量的1/8時，開始投放暫堵球；投放時，先打開第二旋塞閥，再打開第一旋塞閥，然后讓暫堵球投送器按照暫堵球從小到大的順序依次投送暫堵球；
9、步驟三，通過微地震檢測儀和測壓裝置檢測巖層壓裂情況，當暫堵壓力上漲變化數值較低或微地震監測新裂縫開啟效果不明顯時，先關閉第1投球裝置，開啟第2投球裝置，按照設定速度繼續投放，并記錄壓裂車組的泵注液量；當泵注液量超過1.2個井筒容積后，再次通過微地震檢測儀和測壓裝置判斷暫堵效果，若效果提升，則繼續使用第2投球裝置，若依舊不明顯，則切換至下一投球裝置進行投放；
10、步驟四，通過微地震檢測儀和測壓裝置檢測巖層壓裂情況，當達到壓裂效果后，先停止設備投放，然后關閉第二旋塞閥，最后關閉第一旋塞閥，使設備隔離出主管線。
11、本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
12、1、本專利技術的縫口無級轉向系統通過獨特的暫堵球投送器設計和旋塞閥隔離機制，實現了暫堵球的靈活填裝，顯著提升了施工效率和操作便捷性。首先，暫堵球投送器的暫存瓶配備了投球閥門和投送筒，使得在系統運行過程中，除了通過第一旋塞閥和第二旋塞閥進行暫堵球的裝填外，還可以在壓裂過程中實時補充暫堵球。這種設計得益于轉動活塞的結構：轉動活塞的側壁僅設置有一個投球孔，五通連接管側壁的其余兩個通孔被轉動活塞實體圓周側壁封閉，因此在運行過程中，被封閉的兩個所述通孔對應的暫存瓶可以隨時打開投球閥門進行暫堵球的裝填。這種靈活填裝方式不僅減少了施工中斷時間，還降低了操作成本，特別適用于長時間、大規模的壓裂作業。此外，第一旋塞閥和第二旋塞閥的隔離設計確保了在填裝過程中壓裂液不會回流或泄漏，進一步提高了施工的安全性和可靠性。通過這種靈活填裝機制，系統能夠適應復雜多變的壓裂工況，確保暫堵球的持續供應，從而優化壓裂效果，提升整體施工效率；
13、2、本專利技術的縫口無級轉向系統具備對不同尺寸暫堵球的精準投送能力，能夠根據壓裂需求靈活調整暫堵球的投放順序和數量，顯著提升了壓裂效果和裂縫擴展效率。系統通過第一驅動裝置和五通連接管的協同工作，實現了對多個投球裝置的選擇性連通和暫堵球的精準輸送，確保了不同大小暫堵球的最佳投送量。第一驅動裝置包括第一電機、行星齒輪組、電磁鐵和圓鐵盤，通過智能控制器選擇性導通電磁鐵，可以控制特定圓鐵盤的轉動，進而驅動對應的螺旋輸送葉將暫堵球輸送至五通連接管中（電磁鐵與圓鐵盤的磁力傳動設計也確保了發生卡死后，設備仍然能處于安全的運轉狀態）。此外，轉動活塞的設計使得系統能夠根據需要選擇與特定投球裝置連通其投球孔，確保暫堵球按需精準投放。這種精準投送能力特別適用于多級壓裂作業，能夠根據巖層特性和壓裂進展動態調整暫堵球的尺寸和投放順序，從而有效引導壓裂液流向目標區域，增強裂縫擴展效果。同時，系統還通過旋塞閥的隔離設計和轉動活塞的豎直滑動功能，進一步提高了暫堵球投放的穩定性和可靠性，避免了高壓流體對設備的直接沖擊，延長了設備使用壽命。綜上所述，該系統通過精準投送不同尺寸的暫堵球，顯著提升了壓裂施工的靈活性和效果，為非常規油氣資源的高效開發提供了有效的技術支持。
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1.一種縫口無級轉向系統，包括壓裂車組、壓裂主管線以及壓裂支管線，其特征在于，壓裂車組能夠通過壓裂主管線以及壓裂支管線輸送壓裂液以壓裂巖層，并且壓裂支管線能夠將暫堵球添加到壓裂液中；
2.如權利要求1所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第一驅動裝置包括第一電機（1）、行星齒輪組、電磁鐵（10）以及圓鐵盤（12），其中，行星齒輪組包括第一主動齒輪（8）和多個第一從動齒輪（9），第一主動齒輪（8）通過第一轉軸（11）固定，第一電機（1）與第一轉軸（11）同軸連接；
3.如權利要求2所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第一轉軸（11）豎直下方還同軸設置有第三轉軸（15），第一轉軸（11）與第三轉軸（15）通過離合器（14）連接，第三轉軸（15）豎直下方還設置有第四轉軸（16），第四轉軸（16）與第三轉軸（15）活動連接。
4.如權利要求3所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第三轉軸（15）同軸設置有豎直朝下的多邊形孔（18），第四轉軸（16）豎直上部對應第三轉軸（15）設置有多邊形桿（17），多邊形桿（17）與多邊形孔（18）契合；第四轉
5.如權利要求4所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，五通連接管（7）由豎直管道及在圓周上環繞其設置的大小一致的三個水平管道構成，所述豎直管道的上端通過法蘭封閉，豎直管道內部設置有轉動活塞（25），轉動活塞（25）設置有豎直朝下的圓形空腔，轉動活塞（25）的圓周邊側設置有一個投球孔（26），轉動活塞（25）能夠通過投球孔（26）與三個水平管道中其中任意一個連通；第四轉軸（16）豎直向下延伸穿過所述法蘭與轉動活塞（25）連接，第四轉軸（16）能夠帶動轉動活塞（25）轉動或沿豎直方向滑動。
6.如權利要求1所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，多個投球裝置分別設置有暫存瓶（6），各暫存瓶（6）與圓鐵盤（12）一一對應，各暫存瓶（6）通過底部設置的管道與五通連接管（7）連接，所述管道之中設置有豎直的螺旋輸送葉（24），螺旋輸送葉（24）通過設置在暫存瓶（6）中的第二轉軸（13）驅動，第二轉軸（13）豎直向上延伸并與對應的圓鐵盤（12）連接。
7.一種縫口無級轉向系統的應用方法，其利用權利要求1-6任一項所述的一種縫口無級轉向系統實現，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種縫口無級轉向系統，包括壓裂車組、壓裂主管線以及壓裂支管線，其特征在于，壓裂車組能夠通過壓裂主管線以及壓裂支管線輸送壓裂液以壓裂巖層，并且壓裂支管線能夠將暫堵球添加到壓裂液中；
2.如權利要求1所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第一驅動裝置包括第一電機（1）、行星齒輪組、電磁鐵（10）以及圓鐵盤（12），其中，行星齒輪組包括第一主動齒輪（8）和多個第一從動齒輪（9），第一主動齒輪（8）通過第一轉軸（11）固定，第一電機（1）與第一轉軸（11）同軸連接；
3.如權利要求2所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第一轉軸（11）豎直下方還同軸設置有第三轉軸（15），第一轉軸（11）與第三轉軸（15）通過離合器（14）連接，第三轉軸（15）豎直下方還設置有第四轉軸（16），第四轉軸（16）與第三轉軸（15）活動連接。
4.如權利要求3所述的一種縫口無級轉向系統，其特征在于，第三轉軸（15）同軸設置有豎直朝下的多邊形孔（18），第四轉軸（16）豎直上部對應第三轉軸（15）設置有多邊形桿（17），多邊形桿（17）與多邊形孔（18）契合；第四轉軸（16）中部設置有絲桿（22），絲桿（22）與帶有內螺紋的第二從動齒輪（20）耦合，第二從動齒輪（20）與第二主動齒輪（21）嚙合，第二主動齒輪（21）與第二從動齒輪（...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉暢，王彬，陳李倩，尚奧雪，吳成斌，
申請(專利權)人：四川省威沃敦石油科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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