CN103437732B - 一种井下气动冲击波发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种井下气动冲击波发生器，至少包括发生器本体，所述的发生器本体的上部和下部分别设置有上部冲击波反射装置和下部冲击波反射装置，上部冲击波反射装置和下部冲击波反射装置均为弹性器件，且均分布于发生器本体的左右两侧，用于将发生器本体与井壁隔开；所述的发生器本体至少包括壳体、管道、管嘴、支座及活塞，所述的壳体的外壁上还套有可移动圆环A和可移动圆环B，其中可移动圆环A位于排气孔的下方，可移动圆环B位于排气孔的上方。该气动波发生器结构简单、使用寿命长，解决了背景技术中的不足。该气动冲击波发生器能够增大发生器的使用寿命，并且产生的气体冲击波集中。<!--1-->

Description

一种井下气动冲击波发生器

技术领域

本发明涉及一种井下气动冲击波发生器，用于流体矿产开采过程中清除淤塞，并提高流体矿产产量。

背景技术

油气等流体资源是国家战略资源储备中重要的组成部分，因此需要在勘探、开发、采集各个环节提高生产效率。目前在油气等流体资源常见的开采方案为首先施工勘探井确定油气田的分布和储量。其次施工开发井，利用定向井等技术让整个开发井的井身尽可能长的在油气层中穿过，开发井施工完毕后向井眼中投入带空洞的筛管，利用油气层和井眼之间的压力差让油气资源从地层的裂隙中流出经筛管进入开发井眼，最终利用抽油泵等设备将其抽送到地表进行提炼等二次开发。

但在开采过程中由于油气层多为较松散的沉积岩，其胶结强度较低，岩粉颗粒容易脱落并随油气一起流动，一定时间之后脱落的岩粉颗粒容易在地层流出油气的裂隙口或筛管的孔眼中沉积，造成油气流动通道的堵塞，将大大降低油气的采收效率。在这种情况下就需要向发生堵塞的开发井眼中投入气动冲击波发生器，利用泵入的压缩空气和其自身结构产生连续的高压气体脉冲，冲开堵塞的筛管和地层裂隙，恢复流体流动通道。

目前已知的气动冲击波发生器存在以下几个问题：1)高压气体脉冲喷出后周围没有遮挡，产生一定的发散，使高压气体的冲击能不能完全作用于堵塞部位，造成了能量的浪费和效率的低下。2)发散的高压气体可能推动气动冲击波发生器产生移动，进而导致与筛管的碰撞，加速冲击波发生器的损坏，降低其工作寿命。尤其在天然气等易燃易爆的地层中，冲击波发生器和筛管的碰撞可能产生火花造成爆炸等重大安全事故。

发明内容

本发明提供了一种结构简单、使用寿命长的气动冲击波发生器，解决了背景技术中的不足，该气动波发生器能够增大发生器的使用寿命，并且产生的气体冲击波集中。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种井下气动冲击波发生器，至少包括发生器本体，所述的发生器本体的上部设置有上部冲击波反射装置，发生器本体的下部设置有下部冲击波反射装置，上部冲击波反射装置和下部冲击波反射装置均为弹性器件，且均分布于发生器本体的左右两侧，用于将发生器本体与井壁隔开；所述的发生器本体至少包括壳体、管道、管嘴、支座及活塞，其中壳体的底部为开放式，管道的顶部为开放式，壳体的底部与管道的顶部通过支座固定连接且两者之间共同形成一腔室，管嘴位于壳体的顶端，管嘴上连接有高压气管且高压气管通过管嘴与腔室连通，所述的活塞位于壳体内，且活塞能够在壳体内由壳体的顶部至支座处上下移动，活塞的顶部与壳体的内壁相接触，且活塞顶部上与壳体相接触的部位设有密封圈A，活塞的底部与支座的内侧相接触且支座上与活塞相接触的部位设有密封圈B，所述的活塞将腔室分为两个部分，其中活塞下方的部分为腔室A，活塞上方的部分为腔室B，腔室A与腔室B通过活塞上的气节门连通；壳体上的左右两侧设有排气孔，当活塞移动至壳体内的上部且与密封圈B分离时，排气孔与腔室A连通；所述的壳体的外壁上还套有可移动圆环A和可移动圆环B，其中可移动圆环A位于排气孔的下方，可移动圆环B位于排气孔的上方。

所述的壳体的顶部设有用于捆绑绳索的安装孔A。

所述的管道的底部设有用于悬挂重物的安装孔B。

所述的密封圈B通过锁紧套安装固定在支座上。

本发明所提供的气动冲击波发生器与现有技术相比，其对气体冲击能汇聚、集中，提高了冲击的效率。同时在冲击波发生器的上端和下端加装反射装置，能够将冲击波能量维持在冲击波发生器的工作范围内，并且汇聚的冲击气体使发生器保持在井眼中线，不与井壁或筛管发生摩擦碰撞，增大了发生器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的气动冲击波发生器的整体结构示意图；

图中：1-壳体，2-管嘴，3-活塞，4-支座，5-管道，6-密封圈B，7-锁紧套，8-可移动圆环A，9-可移动圆环B，10-密封圈A，11-气节门，12-高压气管，13-上部冲击波反射装置，14-下部冲击波反射装置，15-安装孔A，16-腔室B，17安装孔B，18-腔室A，19-排气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细具体的说明，以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当属于本发明的保护范围。

本实施例所提供的气动冲击波发生器的整体结构如图1所示，至少包括发生器本体，发生器本体的上部设置有上部冲击波反射装置13，发生器本体的下部设置有下部冲击波反射装置14，上部冲击波反射装置13和下部冲击波反射装置14均为弹性器件，且均分布于发生器本体的左右两侧，用于将发生器本体与井壁隔开。所述的弹性器件可以选用弹簧、橡胶杆或其他器件。

所述的发生器本体至少包括壳体1、管道5、管嘴2、支座4及活塞3，其中壳体1的底部为开放式，管道5的顶部为开放式，壳体1的底部与管道5的顶部通过支座4固定连接且两者之间共同形成一腔室。所述的壳体1的顶部设有用于捆绑绳索的安装孔A15。所述的管道5的底部设有用于悬挂重物的安装孔B17。

管嘴2位于壳体1的顶端，管嘴2上连接有高压气管12且高压气管12通过管嘴2与腔室连通，所述的活塞3位于壳体1内，且活塞3能够在壳体1内由壳体1的顶部至支座4处上下移动，活塞3的顶部与壳体1的内壁相接触，且活塞3顶部上与壳体1相接触的部位设有密封圈A10，活塞3的底部与支座4的内侧相接触且支座4上与活塞3相接触的部位设有密封圈B6，所述的密封圈B6通过锁紧套7安装固定在支座4上。

所述的活塞3将腔室分为两个部分，其中活塞3下方的部分为腔室A18，活塞3上方的部分为腔室B16，腔室A18与腔室B16通过活塞3上的气节门11连通；壳体1上的左右两侧设有排气孔19，当活塞3移动至壳体1内的上部且与密封圈B6分离时，排气孔19与腔室A18连通；所述的壳体1的外壁上还套有可移动圆环A8和可移动圆环B9，其中可移动圆环A8位于排气孔19的下方，可移动圆环B9位于排气孔19的上方。

本实施例所提供的气动冲击波发生器的工作原理如下：该冲击波发生器通过安装孔A和牵引绳固定，通过安装孔B将重物固定在壳体上，高压气管连接在气嘴上。需要使用发生器时将连接好重物和牵引绳的发生器投入井眼中，控制牵引绳将发生器下放到需要冲击淤塞的工作部位。空压机通过高压气管将压缩空气从气嘴送入壳体。初始状态下机具内部如图1所示，密封圈A的存在使进入壳体的压缩空气只能通过气节门缓慢的进入腔室A，同时活塞上部腔室B的气压逐渐增大推动活塞向下移动到支座上，压缩密封圈B，使进入腔室A的高压气体不能溢出。

当进入腔室A的压缩气体气压超过腔室B的气压后，气体将推动活塞快速向上移动，解除了密封圈B的密封，高压气体进入支座和活塞之间的壳体中，并通过排气孔与可移动圆环A和可移动圆环B之间的调节间隙向外喷出，形成冲击波。腔室A的高压气体喷出后腔室A内部的气压降低并小于腔室B的气压，从而使活塞重新向下快速移动到支座，压缩密封圈B密封腔室A准备下一次的冲击。

由于上下冲击波反射装置的存在，从发生器壳体内喷出的高压气体汇聚发生器壳体外部和反射装置之间的区域内，对堵塞的筛管孔和产层施加气体冲击作用，解除淤塞，如此循环。

Claims (4)

1.一种井下气动冲击波发生器，至少包括发生器本体，其特征在于：所述的发生器本体的上部设置有上部冲击波反射装置，发生器本体的下部设置有下部冲击波反射装置，上部冲击波反射装置和下部冲击波反射装置均为弹性器件，且均分布于发生器本体的左右两侧，用于将发生器本体与井壁隔开；所述的发生器本体至少包括壳体、管道、管嘴、支座及活塞，其中壳体的底部为开放式，管道的顶部为开放式，壳体的底部与管道的顶部通过支座固定连接且两者之间共同形成一腔室，管嘴位于壳体的顶端，管嘴上连接有高压气管且高压气管通过管嘴与腔室连通，所述的活塞位于壳体内，且活塞能够在壳体内由壳体的顶部至支座处上下移动，活塞的顶部与壳体的内壁相接触，且活塞顶部上与壳体相接触的部位设有密封圈A，活塞的底部与支座的内侧相接触且支座上与活塞相接触的部位设有密封圈B，所述的活塞将腔室分为两个部分，其中活塞下方的部分为腔室A，活塞上方的部分为腔室B，腔室A与腔室B通过活塞上的气节门连通；壳体上的左右两侧设有排气孔，当活塞移动至壳体内的上部且与密封圈B分离时，排气孔与腔室A连通；所述的壳体的外壁上还套有可移动圆环A和可移动圆环B，其中可移动圆环A位于排气孔的下方，可移动圆环B位于排气孔的上方。

2.根据权利要求1所述的井下气动冲击波发生器，其特征在于：所述的壳体的顶部设有用于捆绑绳索的安装孔A。

3.根据权利要求1所述的井下气动冲击波发生器，其特征在于：所述的管道的底部设有用于悬挂重物的安装孔B。

4.根据权利要求1所述的井下气动冲击波发生器，其特征在于：所述的密封圈B通过锁紧套安装固定在支座上。