CN203531840U - 一种振动固井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种振动固井工具，包括本体，还包括：设于本体内部上方的引流腔；设于所述引流腔下端的上喷嘴；设于所述本体内部中间位置的振荡腔，该振荡腔与所述上喷嘴连通，所述振荡腔侧壁开有自吸孔；设于所述振动腔下部的下喷嘴；设于所述本体内部下方的导流孔，该导流孔与所述振荡腔连通；设于所述本体下端的引导头。本实用新型加强了自激振荡腔的谐振效果，不仅工具本体要产生振动，作为它激射流源的环空工作液同样要产生振动，且产生的振荡波传播范围更广，更好地消除了水泥浆的静切力，维持了液柱压力，从而使水泥浆胶凝时的收缩得到补偿。

Description

一种振动固井工具

技术领域

本实用新型涉及油气井工程下套管固井工具领域，具体地，涉及一种为套管和环空钻井液提供振动的它激振动固井工具。

背景技术

固井质量关系油气井生产安全和寿命，影响油藏评价和生产稳定。振动技术在建筑行业的混凝土浇注过程中早已得到广泛的应用，该技术在混凝土凝固时可以消除蜂窝孔洞而胶结致密，提高了混凝土颗粒及混凝土与钢筋间的胶接强度。国外80年代初这项技术被引用到固井作业中，80年代末该技术迅速发展，引起石油工作者的广泛关注。国内90年代初开始对这项技术加以研究和认识，到目前已取得诸多技术成果，发展成采用机械振动、液压脉冲和水力振荡器（谐振腔体）等手段产生的振动波作用于套管、钻井液和水泥浆来改善固井质量的一项新技术。

目前振动固井工具主要有涡轮式井下振动固井工具、自激振荡脉冲式振动固井工具和机械式谐振器振动固井工具。

公告号为CN2693945Y，公告日为2005年04月20日的中国专利，提供了一种水力脉冲振动器，水力脉冲振动器由壳体和壳体内腔的振动构件构成,振动构件由分流罩、涡轮、复位弹簧、上振动片、滑柱和下振动片构成；公告号为CN201460783U，公告日为2010年05月12日的中国专利，提供了一种振动固井用压力波发生装置，在缸体内腔的顶端固定有导流体，导流体内有斜向孔,在导流体的下端有阀座。阀座下部有两个流体入口,流体入口与导流体斜向孔连通，在阀座内有一个主动轮和一个阀轮；公告号为CN201883999U，公告日为2011年06月29日的中国专利，提供了一种新型涡轮式井下振动固井装置，由外筒体、单作用涡轮节、双作用涡轮节和下承托盘构成；公告号为CN201943619U，公告日为2011年08月24日的中国专利，提供了一种井下振动固井装置，井下振动固井装置包括筒体及位于筒体内的振动装置,振动装置包括芯轴、承托盘、螺杆及偏心块；

公告号为CN202850913U，公告日为2013年04月03的中国专利，提供了一种涡轮式井下振动固井装置，包括本体、上支座、涡轮定子、涡轮转子、偏心块、轴、下支座等，其特征在于：本体为上端有母扣、下端有公扣的中空圆柱体，在其内孔中从上向下依次安装着上支座、涡轮定子、涡轮转子、偏心块、下支座，涡轮定子与涡轮转子成对使用，轴与涡轮转子相联接安装在涡轮定子及上支座、下支座的内孔中并可自由转动，下支座的外螺纹与本体下部的内螺纹相连。上述五个专利均采用的涡轮式装置带动偏心块产生周期载荷作用在套管上，振动波沿套管向上传递，在环空形成振动波场，以此来提高固井质量。

公告号为CN102108846A，公告日2011.06.29的中国专利，提供了一种随行振动固井方法，主要采用机械式谐振器随胶塞一起下行一起振动的方式振动固井；公告号为CN200975230Y，公告日2007.11.14的中国专利，提供的一种水力脉冲振动固井引鞋，主要采用的是两个串联的谐振腔体产生自激振荡脉冲射流的方式振动固井。

上述专利中公开的技术方案，均存在结构复杂，可靠性差，提供的振动力小等缺点，不能得到广泛应用。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述技术缺陷，特别是针对目前振动固井工具结构复杂，可靠性差，振动力小等缺点，提供一种利用它激振荡腔产生振荡波的振动固井工具。采用本实用新型进行振动固井作业，能够有效改善第一界面(套管与水泥浆)和第二界面(水泥浆与井壁)胶结性能，提高固井质量。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种振动固井工具，包括本体，还包括：设于本体内部上方的引流腔；设于所述引流腔下端的上喷嘴；设于所述本体内部中间位置的振荡腔，该振荡腔与所述上喷嘴连通，所述振荡腔侧壁开有自吸孔；设于所述振动腔下部的下喷嘴；设于所述本体内部下方的导流孔，该导流孔与所述振荡腔连通；设于所述本体下端的引导头。

进一步，所述振荡腔腔包括上腔体和下腔体。

进一步，引流腔的腔体为流线型。

进一步，所述本体上下两端具有母接头。

进一步，所述引导头上端设置公接头，与本体下端母接头螺纹连接。

进一步，所述自吸孔的数量为2~4个。

进一步，所述下喷嘴和所述上喷嘴直径的比值为1~1.6，且所述下喷嘴和所述上喷嘴同轴设置。

本实用新型的优点在于：它激振荡腔加强了自激振荡腔的谐振效果，不仅工具本体要产生振动，作为它激射流源的环空工作液同样要产生振动，且产生的振荡波传播范围更广，更好地消除了水泥浆的静切力，维持了液柱压力，从而使水泥浆胶凝时的收缩得到补偿；提高第一、第二界面的胶结强度，有利于防止固井后窜槽；套管柱的随振和引导头的球型端面使套管更容易下入；振荡腔上下腔体结构易于加工；工具结构简单，可靠性强，流动阻力低，压耗小，便于推广应用。

下面通过实施例与附图相结合的方式，对本实用新型的上述内容作进一步的详细说明，但不应该将下列实施例理解为本实用新型在上述主题的范围内仅仅局限于这些具体实施例。即凡依托本实用新型申请专利范围的内容所作的等小变化与修饰都应为本实用新型的技术范畴。

附图说明

图1为它激振动固井工具简图

图中：1-本体，2-引流腔，3-自吸孔，4-振荡腔，5-上喷嘴，6-下喷嘴，7-密封圈，8-导流孔，9-引导头。

具体实施方式

一种它激振动固井工具，有本体（1）、引流腔（2）、自吸孔（3）、振荡腔（4）、上喷嘴（5）、下喷嘴（6）、密封圈（7）、导流孔（8）和引导头（9）等组成。其特征是振动固井工具本体（1）上下两端均为母接头，本体（1）上部设置引流腔（2），引流腔（2）下端连接上喷嘴（5），上喷嘴（5）下端连接振荡腔（4），振荡腔侧壁开有自吸孔（3），且振荡腔腔（4）由上腔体（41）和下腔体（42）组成，引导头（9）上端设置公接头，与本体（1）下端母接头螺纹连接，引导头（9）设置下喷嘴（6），下喷嘴（6）上端连接振荡腔（4），下喷嘴下端连接导流孔（8）。高压工作液通过引流腔（2）进入上喷嘴（5）形成射流，射流经喷嘴射出后和振荡腔（4）中的周围介质相摩擦，携带周围介质随之流动，发生射流卷吸作用，经下喷嘴碰撞壁作用产生大涡流，大涡流一方面将部分钻井液经下喷嘴（6）射出，一方面在振荡腔（4）顶部形成真空，使环空中的工作液流体经自吸孔（3）前来补充，周而复始，振荡腔的压力波动使工具本体（1）产生连续振动，带动上部的套管柱发生连续振动，同时作为它激射流源的环空工作液同样产生压力波动，振动波通过套管柱和环空工作液向上传递，有效提高了固井水泥浆的顶替效率、水泥浆的胶结强度，提高了固井质量。

一种它激振动固井工具环境友好，可以连接在套管柱底部随套管柱一起入井，无需起出，且它激振动固井工具结构简单，可靠性强，产生的振荡波传播范围广，有效提高了固井质量。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种振动固井工具，包括本体，其特征在于，还包括： 

设于本体内部上方的引流腔； 

设于所述引流腔下端的上喷嘴； 

设于所述本体内部中间位置的振荡腔，该振荡腔与所述上喷嘴连通，所述振荡腔侧壁开有自吸孔； 

设于所述振动腔下部的下喷嘴； 

设于所述本体内部下方的导流孔，该导流孔与所述振荡腔连通； 

设于所述本体下端的引导头。 

2.根据权利要求1所述的一种振动固井工具，其特征在于，所述振荡腔腔包括上腔体和下腔体。 

3.根据权利要求1所述的一种振动固井工具，其特征在于，引流腔的腔体为流线型。 

4.根据权利要求1所述的一种振动固井工具，其特征在于，所述本体上下两端具有母接头。 

5.根据权利要求4述的一种振动固井工具，其特征在于，所述引导头上端设置公接头，与本体下端母接头螺纹连接。 

6.根据权利要求1所述的一种振动固井工具，其特征在于，所述自吸孔的数量为2～4个。 

7.根据权利要求1所述的一种振动固井工具，其特征在于，所述下喷嘴和所述上喷嘴直径的比值为1～1.6，且所述下喷嘴和所述上喷嘴同轴设置。 

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