[實用新型]一種振動固井裝置

有效

• 申請號: 201320881852.7
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203756116U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 曲剛;尹文波;安慶寶;王新峰;李亞偉;高煜;曾飛舟
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B28/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本實用新型涉及石油鉆井固井技術領域，尤其是一種振動固井裝置。

背景技術

油氣井固井過程中受水泥石收縮、水泥在水化過程中產生的裂紋及部分孔隙、候凝期間水泥漿柱失重的因素影響，易發生固井質量不合格，后期造成地層流體串槽，影響油氣產量。在下套管、注水泥、頂替水泥和水泥漿候凝的不同階段用機械振動、液壓脈沖、水力沖擊等手段產生振動波作用于套管、鉆井液和水泥漿可以改善固井質量。

各類振動固井裝置由于應用時機、振動方式和振源位置的 差異，優缺點如下：（1）井底水力脈沖式振動器，安裝在套管串中段或底端，隨套管下入井內，水泥漿流經振動器時產生水力脈沖振動。該裝置只在水泥漿的頂替過程中釋放振動，而對候凝這一環節無能為力。（2）井口振動器，安裝在套管頂部，發出機械振動。由于安放位置在井口，井下振動效果受傳輸距離影響衰減大。（3）井口水力或空氣脈沖振動固井裝置，將地面產生的水力或空氣脈沖傳遞給環空內的水泥漿，但地面脈沖發生裝置和控制系統龐大復雜，所需功率很大。

申請號為CN201110035683.0的中國專利公開了一種隨行振動固井方法，應用該方法的機械諧振器具有金屬密封腔，內有電源、電機和程控處理器，外有橡膠塞套，橡膠塞套頂替水泥漿時在套管中一邊下行一邊振動，當下行到井底碰壓浮箍停止后繼續振動直至水泥漿初凝之前再停止振動。該裝置最終停留在套管底部，無法回收利用，投資高；井底碰壓浮箍停止后振動影響范圍有限；入井后振動時間無法再調整，電機工作狀態難以判斷；機械諧振器的金屬結構密封腔會影響繼續開鉆。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提出一種振動固井裝置。該裝置實現了在不影響常規固井工藝的情況下，在水泥候凝過程中通過傳遞振動波和敲擊套管的方式對環空的水泥漿實施振動，改善水泥漿流變特性，提高水泥固井質量。

本實用新型是通過以下技術方案方式實現的：

一種振動固井裝置，主要由電纜2、變壓器11和振蕩器5組成；其中電纜2兩端分別連接變壓器11輸出端和振蕩器5；所述振蕩器5具有密閉結構的耐壓腔17，耐壓腔17內部包括電機13和偏心塊16，偏心塊16為一個或者兩個以上并呈軸向排列。

上述振動固井裝置還包括：在變壓器11輸出端連接變頻器10，電纜2通過變頻器10輸出端接入振蕩器5，同時電機13采用變頻調速電機。

在振蕩器的耐壓腔17外表面安裝有橡膠塊7或者扶正塊，該橡膠塊形狀包括環狀結構、塊狀結構或者環與塊結合的環塊組合結構，該橡膠塊分布包括鑲嵌在耐壓腔17外表面的任一部位或者間隔分布的兩個以上部位組合，橡膠塊外徑略小于固井套管的內徑。

電機13與偏心塊16同軸連接，并在連接軸上設有軸承15。

該裝置進一步包括馬龍頭4、絞車8和滑輪1；其中振蕩器5通過馬龍頭4與電纜2連接，電纜2穿過滑輪并纏繞在絞車8上。

與現有技術中頂替水泥漿時使用的套管諧振器和振動膠塞相比，本實用新型裝置和方法具有以下的優點：

（1）能夠實現全井段套管范圍內任意深度振動，可以懸停也可以邊走邊振和往復振動；

（2）在水泥漿替漿完畢的侯凝階段實施振動，振動時長可以靈活調整；

（3）實施振動完畢可以回收利用全部裝置，運行成本小，可廣泛應用于水泥漿固井領域；

（4）通過對地面變壓器輸出電壓和電流的觀測，直觀的監控電機運行狀態；

（5）不影響常規固井工藝，振動固井結束后也不影響在套管內繼續開鉆；

（6）井場交流電接線簡單，振動固井能量損耗少，能耗低。

附圖說明

圖1為本實用新型的振動固井裝置具體應用示意圖。

圖2為本實用新型裝置的一種實施例結構剖面圖。

圖3為本實用新型裝置的另一種實施例結構剖視圖。

圖中標記：

1、滑輪，2、電纜，3、套管，4、馬龍頭，5、振蕩器，6、水泥漿，7、橡膠塊，8、絞車，9、輸電線，10、變頻器，11.變壓器，12、電源，13、電機，14、轉子，15、軸承，16、偏心塊，17、耐壓腔，18、大勾。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的詳細說明。

實施例1