[發(fā)明專(zhuān)利]一種多用途振動(dòng)固井工具及其使用方法與試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110982690.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113605852B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宜勇;王通;張伯倫;李浩;齊林山;朱文佳;王國(guó)強(qiáng);劉歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B28/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B28/00;E21B31/107;E21B33/13;G01M99/00
• 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: 李全旺

1.一種多用途振動(dòng)固井工具，包括信號(hào)發(fā)生球(2)、電路控制組件(5)和振動(dòng)發(fā)生組件(9)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生球(2)用于激活電路控制組件(5)；所述電路控制組件(5)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)發(fā)生組件(9)工作狀態(tài)的控制；所述振動(dòng)發(fā)生組件(9)用于產(chǎn)生軸向振動(dòng)沖擊；

所述多用途振動(dòng)固井工具還包括上接頭(1)、密封圈、端蓋(4)、電池襯套(6)、耐高溫電池(7)、墊塊(8)、中心套管(10)、外套管(11)和下接頭(12)，所述上接頭(1)與外套管(11)通過(guò)螺紋連接，且通過(guò)密封圈密封；所述端蓋(4)與上接頭(1)通過(guò)銷(xiāo)釘連接，且通過(guò)密封圈密封；所述電路控制組件(5)的上端與端蓋(4)通過(guò)銷(xiāo)釘連接，下端與電池襯套(6)和墊塊(8)通過(guò)銷(xiāo)軸Ⅰ連接；所述耐高溫電池(7)兩端分別與電池襯套(6)接觸，并通過(guò)電池襯套(6)限制其軸向運(yùn)動(dòng)；所述振動(dòng)發(fā)生組件(9)的上端與墊塊(8)以及電池襯套(6)通過(guò)銷(xiāo)釘連接，下端與外套管(11)的軸肩通過(guò)銷(xiāo)釘連接；所述中心套管(10)的上端與端蓋(4)通過(guò)螺紋連接，下端與下接頭(12)通過(guò)螺紋連接；所述下接頭(12)與外套管(11)通過(guò)螺紋連接，且通過(guò)密封圈密封；

所述振動(dòng)發(fā)生組件(9)包括記憶合金推拉桿固定板(901)、溫度傳感器(902)、記憶合金推拉桿(903)、加熱電阻(904)、行程開(kāi)關(guān)(905)、質(zhì)量塊(906)、壓縮彈簧(907)、推拉端蓋(908)、缸體(909)和加速度傳感器(910)；所述記憶合金推拉桿固定板(901)上端與墊塊(8)和電池襯套(6)通過(guò)銷(xiāo)釘連接，下端通過(guò)加熱電阻(904)實(shí)現(xiàn)軸向固定；所述溫度傳感器(902)和加速度傳感器(910)通過(guò)螺釘安裝在記憶合金推拉桿固定板(901)下表面，所述溫度傳感器(902)和加速度傳感器(910)的安裝直徑與記憶合金推拉桿(903)的安裝直徑相等；所述記憶合金推拉桿(903)上端與記憶合金推拉桿固定板(901)固連，下端與推拉端蓋(908)固連；所述加熱電阻(904)的上端與記憶合金推拉桿固定板(901)壓緊接觸，下端與缸體(909)軸肩壓緊接觸；所述行程開(kāi)關(guān)(905)通過(guò)螺釘安裝在缸體(909)內(nèi)部腔體；所述壓縮彈簧(907)兩端分別與質(zhì)量塊(906)固連；所述缸體(909)下端面與外套管(11)軸肩通過(guò)螺釘連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用途振動(dòng)固井工具，其特征在于，所述電路控制組件(5)包括信號(hào)接收天線(xiàn)(501)、銷(xiāo)軸(502)、電路固定板(503)、信號(hào)處理模塊(504)、數(shù)據(jù)分析模塊(505)、電路控制模塊(506)、電路保護(hù)模塊(507)和電路板支柱(508)；所述信號(hào)接收天線(xiàn)(501)與電路固定板(503)的上端通過(guò)螺紋連接；所述電路固定板(503)的上端與端蓋(4)通過(guò)銷(xiāo)軸(502)連接；所述信號(hào)處理模塊(504)和電路控制模塊(506)分別與電路固定板(503)的上下兩端通過(guò)螺釘連接；所述數(shù)據(jù)分析模塊(505)通過(guò)電路板支柱(508)連接到信號(hào)處理模塊(504)上；所述電路保護(hù)模塊(507)通過(guò)電路板支柱(508)連接到電路控制模塊(506)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多用途振動(dòng)固井工具，其特征在于，所述記憶合金推拉桿(903)設(shè)定形變溫度以滿(mǎn)足不同井深、不同水泥漿體系、不同井形的需求；所述電路控制模塊(506)根據(jù)不同井段、不同井礦調(diào)整電流、電壓參數(shù)，以滿(mǎn)足不同井深、不同水泥漿體系、不同井形對(duì)于振動(dòng)特性的要求。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多用途振動(dòng)固井工具，其特征在于，所述缸體(909)與所述外套管(11)的軸肩相接觸，所述外套管(11)受到?jīng)_擊產(chǎn)生軸向振動(dòng)波，振動(dòng)波經(jīng)界面進(jìn)入水泥漿以提高水泥漿在水平井的流動(dòng)性，同時(shí)為水泥漿在侯凝階段時(shí)提供高頻振動(dòng)，提高水泥漿的致密性和均勻性，保證界面膠結(jié)強(qiáng)度和固井質(zhì)量。