[發(fā)明專利]一種井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)及其振動(dòng)固井方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010440855.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN111594096B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宜勇;劉歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B33/13
• 分類號(hào): E21B33/13;E21B28/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)，其特征在于，所述井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)包括：能下入到油氣井預(yù)設(shè)位置的套管柱，套管柱與油氣井井壁之間形成環(huán)形空間；在套管柱上安裝有扶正器，扶正器與油氣井井壁之間裝有遇油遇水自膨脹密封圈，套管柱與扶正器之間裝有一塊密封隔離板，并且每隔一個(gè)扶正器的套管柱上裝一塊密封隔離板；所述密封隔離板上裝有對(duì)稱呈環(huán)形排列的帕爾曼發(fā)生器；帕爾曼發(fā)生器與密封隔離板之間有密封圈；容置于套管內(nèi)的膠塞，在膠塞之上注入頂替液；所述超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)使用膠塞、頂替液憋壓，迫使膠塞下移，頂替液擠壓預(yù)先注入套管柱內(nèi)的水泥漿；被擠壓的水泥漿流經(jīng)帕爾曼發(fā)生器的收縮噴腔和噴嘴，使其發(fā)生超聲波振動(dòng)，多節(jié)段的帕爾曼發(fā)生器能夠產(chǎn)生長(zhǎng)距離的高頻振動(dòng)，作用于整個(gè)井段的套管柱、井壁和水泥漿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)，其特征在于，所述水泥漿為常規(guī)固井工藝中使用的水泥漿。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)，其特征在于，所述密封隔離板與套管柱和扶正器之間有遇油遇水自膨脹密封材料使其嚴(yán)格密封。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)，其特征在于，所述扶正器與套管柱和井壁之間有遇油遇水自膨脹密封材料使其嚴(yán)格密封。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)，其特征在于，所述帕爾曼發(fā)生器與密封隔離板之間有遇油遇水自膨脹密封材料使其嚴(yán)格密封。

6.一種權(quán)利要求1所述的井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)的振動(dòng)固井方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將套管柱下入到油氣井內(nèi)預(yù)設(shè)位置，套管柱與油氣井內(nèi)壁之間形成環(huán)形空間；

步驟2，向套管柱中注入符合實(shí)際要求的水泥漿；

步驟3，向所述套管柱中注入膠塞；

步驟4，向套管柱中注入符合實(shí)際要求的頂替液；

步驟5，通過頂替液向膠塞施壓使水泥漿移動(dòng)；

步驟6，將受壓的水泥漿流經(jīng)環(huán)形空間到達(dá)帕爾曼發(fā)生器的收縮噴腔和噴嘴，產(chǎn)生高壓液片；

步驟7，所述高壓液片沖擊帕爾曼發(fā)生器的簧片使其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)；該超聲波振動(dòng)將傳遞給周圍的套管柱、井壁和水泥漿；

步驟8，多節(jié)段中帕爾曼發(fā)生器將產(chǎn)生長(zhǎng)距離的高頻振動(dòng)作用于整個(gè)井段的套管柱、井壁和水泥漿。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)的振動(dòng)固井方法，其特征在于，所述每塊密封隔離板上裝有的帕爾曼發(fā)生器數(shù)量和其收縮噴腔、噴嘴的橫截面積大小依據(jù)環(huán)形空間中水泥漿的流速、密度和所需要的超聲波振動(dòng)強(qiáng)度來(lái)確定。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下超聲波振動(dòng)固井系統(tǒng)的振動(dòng)固井方法，其特征在于，所述放置于帕爾曼發(fā)生器的簧片，其材料需要強(qiáng)度高，彈性好，且耐疲勞性能高、抗腐蝕性強(qiáng)；因此帕爾曼發(fā)生器的簧片采用304不銹鋼制作尖劈形的簧片。