[發明專利]一種超聲波振動洗井裝置和洗井方法

有效

• 申請號: 202010112643.0
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111236888B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 尹宜勇;白翰欽;陳一;柳沙
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: E21B37/00
• 分類號: E21B37/00;E21B28/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于油氣井工程領域的一種超聲波振動洗井裝置和洗井方法。所述超聲波振動洗井裝置是由上接頭組件、電池組供電組件、電路控制系統組件、超聲波發生裝置組件、換能裝置組件、振動洗井裝置組件、套筒和下接頭組件組成。將超聲波振動洗井裝置裝配在油氣井套管上，隨套管下入深井達到預設位置；打開電源供電；超聲波發生器換能器將高頻信號轉換為高頻機械振動，該高頻機械振動傳遞給振動洗井裝置內的振動頭；振動頭使套筒外壁表面產生高頻振動，產生空化效應；使附著在套筒外壁的泥餅脫落，減少泥塊附著，防止淤泥二次粘附，減少沉淀和堵塞物，本發明整體結構簡單，操作方便，提高洗井質量、提高清洗效果。

技術領域

本發明屬于油氣井工程領域，特別涉及一種超聲波振動洗井裝置和洗井方法。

背景技術

洗井是石油開采工程中關鍵技術之一，優秀的洗井技術和方法，可以提高后續洗井工程的質量，有效延長油氣井壽命。通過洗井可以減少套管上泥漿，使粘附的泥餅容易脫落，有效降低凝塊在套管和井壁上的淤積，提高了套管和井壁的清洗效果，減少了套管和井壁內的沉淀物及堵塞物，有效提高后續固井的質量。然而，現有的洗井技術仍存在著清洗強度弱以及套管淤積難以去除的問題，常規的清洗方式難以解決。因此，現有技術迫切需要一種能夠增強洗井效果、減少套管和井壁上泥漿淤積和泥餅附著的洗井技術，以克服現有技術中的種種缺陷。

本發明提出的一種超聲波振動洗井裝置和洗井方法：能夠與常規洗井工藝相結合的情況下，利用超聲波高頻電信號產生高頻振動，產生空化效應，以減少套管泥垢淤積，進而提高井道的清洗效果，以改善后續固井質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲波振動洗井裝置和洗井方法，其特征在于，所述超聲波振動洗井裝置是由上接頭組件、電池組供電組件、電路控制系統組件、超聲波發生裝置組件、換能裝置組件、振動洗井裝置組件、套筒和下接頭組件組成；其中，上接頭組件1、膠塞座2、電池組供電組件套管3、電池組供電組件4、電路控制系統組件5、電路控制系統組件套管6、套筒7、超聲波發生器組件8、二合一套管9、換能器組件10、振動洗井裝置振動組件11和下接頭組件12從上至下依次連接成為超聲波振動洗井裝置。

所述超聲波振動洗井裝置的具體結構是套筒設置在超聲波振動洗井裝置的中間位置，上接頭設置在套筒的上端，下接頭設置在套筒的下端；電池組供電組件設置在電池組供電組件套管內，電池組供電組件套管上端通過膠塞座固定在套筒內上部位置，電路控制系統組件安裝在電路控制系統組件套管內；其上部通過螺紋連接在電池組供電組件套管下端；下部與二合一套管上部連接；超聲波發生裝置組件和換能裝置組件安裝在二合一套管內，用螺紋連接于電路控制系統組件的下方位置；振動洗井裝置振動組件連接于換能裝置組件下方位置。

所述上接頭組件包括上接頭、膠塞座、膠塞座剪銷和上接頭密封圈；其膠塞座通過膠塞座剪銷固定在上接頭的內部，上接頭和套筒的縫隙通過上接頭密封圈密封。

所述電路控制系統組件包括：電路控制系統套管、I#電路板、II#電路板、電路板支架、電源開關、開關支架、功率電阻、限位墊片和減振墊片；其中電路控制系統套管通過螺紋與電池組供電套管連接，使用螺釘與套筒固定連接；所述I#電路板、II#電路板通過螺紋固定在電路板支架背面上部；電路板支架用螺紋連接在電路控制系統套管的內壁上；電源開關通過開關支架固定在電路板支架的正面，其電源開關接頭與I#電路板、II#電路板連接；功率電阻通過螺釘固定在電路板支架背面下部；限位墊片和減振墊墊片固定在電路板支架背面上部。

所述I#電路板將電池組輸出直流電轉換為交流電，即直流電變為大小隨時間變化的脈沖交流電，經隔直系統去掉直流分量，保留交變分量，再通過升壓或降壓變換，整形及穩壓，得到交流電；II#電路板中嵌有斬波電路，利用斬波電路將交流電信號轉換為超聲波頻率電信號，即通過斬波電路將信號“斬”為更小塊的脈沖，實現電信號由低頻向高頻的轉換。