[發明專利]套管振動裝置

在審

• 申請號: 201410505762.7
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN105525892A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 曲剛;尹文波;宿振國;王新峰;李亞偉;王威
• 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: E21B33/14
• 分類號: E21B33/14
• 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

本發明涉及石油鉆井、固井裝置技術領域，尤其是一種套管振動裝置。

背景技術

利用水泥封隔油氣井壁與套管的環空時，對套管和水泥漿進行振動可 以改善水泥石收縮，減少孔隙形成，提高水泥石自身以及第一、第二界面 膠結強度，進而改善固井質量。

現有振動固井裝置包括以下幾種：(1)井底水力脈沖式振動器或隨行 振動固井方法，頂替過程中產生脈沖振動，最終停留在套管底部，無法回 收，會影響后續開鉆；而且頂替完畢后振動深度固定，無法再調整。(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。

發明內容

本發明的目的是提供一種套管振動裝置，對環空水泥漿實施振動。本 發明提供的套管振動裝置克服了現有技術的不足，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 環空的水泥漿施加振動，改善水泥漿流變特性，提高水泥石封固質量。本 發明能夠在全套管范圍內邊走邊振動套管和傳遞振動波，可方便的施工和 回收。

為了解決以上技術問題，本發明是通過采用以下技術方案方式實現的：

一種套管振動裝置，振動器通過纜繩連接位于地面的滾筒；振動器具 有密封的管狀外殼；外殼內部有電池、電機和偏心塊，電池通過導線連接 電機，偏心塊與電機的轉子固定連接，偏心塊通過軸承安裝在外殼內部。 套管振動裝置還包括滑輪；纜繩穿過滑輪纏繞在滾筒上。

外殼內還有控制器，控制器串接在電池和電機之間的導線上；控制器 具有延時開關功能和電阻式調速開關。

振動器底端外表面徑向安裝有減震塊。減震塊為橡膠材質，鑲嵌或者 硫化固定在外殼外表面上，數量為3-8個。振動器通過接頭與纜繩連接； 接頭上端與纜繩固連，下端通過螺紋與外殼連接。控制器內有纜繩上串聯 多個振動器；振動器之間通過纜繩和接頭連接。

與現有技術中的套管諧振器和振動膠塞相比，本發明裝置具有以下的 優點：

(1)能夠在套管范圍內任意深度振動，實現懸停點振或者邊走邊振；

(2)在水泥漿替漿完畢的侯凝階段實施振動，可以控制振蕩器一直振 動至水泥漿初凝前；

(3)振動完畢回收，全部裝置可以重復利用，運行成本小；

(4)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。

(5)采用內置電池為偏心塊負載供電，無需井場接電，簡化了裝備和 程序，縮短了井口準備時間。

(6)由于無需采用電纜傳高壓電，比起測井用的絞車和電纜，本裝置 中的纜繩直徑大幅減小，同時減少了滾筒和配套絞車的體積。

(7)振動器串聯多個一起入井，擴大了振動范圍。

附圖說明

圖1為本發明的套管振動裝置的結構示意圖。

圖2為本發明的振動器結構示意圖。

圖中標記：

1、滑輪，2、套管，3、振動器，4、纜繩，5、滾筒，6、上接頭，7、 電池，8、電機，9、偏心塊，10、減震塊，11.外殼，12、控制器，13、軸 承，14、下接頭。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步的詳細說明。

實施例1

參照說明書附圖1，本發明的套管振動裝置的構成是：在地面，纜繩4 纏繞在滾筒5上，滾筒5由配套的液壓或者電動絞車驅動。在井口，纜繩 4穿過滑輪1。在井下，纜繩4連接在套管2中的振動器3。纜繩4為內外 雙層反向編排的鋼纜，只承受拉力，內部無導線。

參照說明書附圖2，振蕩器5具有管狀鋼制外殼11，外殼11上端通過 螺紋連接接頭6，接頭6與電纜采用鉚接或者焊接方式固定連接。

在外殼11內控制器12串接在電池和7和電機8之間的供電線路上， 控制電機8的啟停和轉速。控制器12內有延時開關，通過設定延時時長來 控制電機何時啟動和停止。控制器12還通過電阻式調壓器來控制電機8 的供電電流，來實現對電機12轉速的控制。偏心塊9與電機8的轉子采用 法蘭或者鍵槽連接。偏心塊16截面呈扇形偏心形狀，采用鋼制結構，偏心 塊16通過軸承13安裝在外殼11內部。