CN212225167U - 一种随行振动智能固井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种随行振动智能固井工具，包括橡胶塞套，所述橡胶塞套内穿套有与橡胶塞套内壁贴合的金属外壳，所述金属外壳的内部安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有偏心轮，所述金属外壳内部固定连接有电池，所述电池用于向驱动电机提供电能；所述金属外壳的底部固定连接有压紧块，所述压紧块内设置有避让空腔，所述偏心轮位于避让空腔中；所述压紧块的下端设有凸柱，所述橡胶塞套的外壁上设有多个环状凸起，所述环状凸起的下表面为斜面且斜面的外边沿向上倾斜；所述金属外壳的上端固定连接有封头。本实用新型增加了振动面积，实现水泥浆完全顶替。

Description

一种随行振动智能固井工具

技术领域：

本实用新型涉及固井技术领域，具体涉及一种随行振动智能固井工具。

背景技术：

固井，向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业；是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节，它包括下套管和注水泥。振动固井施工工艺是完井工程中的一种质量改善技术，用来提高顶水泥浆的顶替效率，提高水泥石的强度，改善水泥的胶结质量。

上世纪六十年代，美国和苏联先后动用了高层科研机构，进行了室内外试验和机理研究，使得该项技术蓬勃发展。前苏联5个油田近100口井成功使用了自己的振动固井技术，国内系统研究从1990开始，1994年大庆钻井院开发了水利脉冲式震动器，但是没有进行现场实验。1998年辽河油田(石油科研单位)也开发出了水利脉冲震动发生器，试验17口井，合格率60％。这些技术或是井底流体机械式振动，或是井口机械式振动，或是井筒内压电晶体激振，但是这些技术或者局部有效果，或者效果不明显，或者施工不方便，或者成本费用居高不下。

为此研发了固井装置及固井方法，见中国发明专利ZL201110035683.0公开的一种随行振动固井方法，此固井方法中公开的固井工具不方便安装，且底部存在凸起，使得带来的盲肠段死点位置得以消除。

实用新型内容：

本实用新型目的是解决上述的技术问题，提供一种随行振动智能固井工具。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种随行振动智能固井工具，包括橡胶塞套，所述橡胶塞套内为中空结构，所述橡胶塞套内穿套有与橡胶塞套内壁贴合的金属外壳，所述金属外壳的内部设有安装空腔，所述安装空腔中固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有偏心轮，所述偏心轮在转动过程中产生偏心冲击从而产生振动；所述金属外壳内部固定连接有电池，所述电池位于驱动电机的上方且与驱动电机电连接，所述电池用于向驱动电机提供电能；所述金属外壳的底部固定连接有压紧块，所述压紧块内设置有避让空腔，所述偏心轮位于避让空腔中；所述压紧块的下端设有凸柱，所述橡胶塞套的底部设有过孔，所述凸柱穿插在过孔中且与过孔内壁形成密封配合，所述凸柱的下端与橡胶塞套的底面齐平；所述橡胶塞套的外壁上设有多个环状凸起，所述环状凸起的下表面为斜面且斜面的外边沿向上倾斜；所述金属外壳的上端固定连接有封头。

进一步的，所述压紧块的外壁上开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中穿套有第一密封圈，所述第一密封圈与压紧块、橡胶塞套的内壁形成密封配合。

进一步的，所述金属外壳上设有多圈环状的定位凸起，所述定位凸起的上表面为斜面且外侧向下倾斜，所述橡胶塞套的内壁上设有第二环形凹槽，所述定位凸起卡嵌在第二环形凹槽中。

进一步的，所述凸柱的外壁上设有第三凹槽，所述过孔的内壁上设有密封凸起且密封凸起卡嵌在第三凹槽中。

进一步的，所述金属外壳内还设有控制驱动电机动作的控制电路板，所述控制电路板位于电池上侧。

本实用新型提供的一种随行振动智能固井工具，具有以下有益效果：

在固井过程中，提供实现全固井段的随行振动激励套管的技术工具，促进环空层流的界面冲击流动性，改善清壁胶结，激励环空流体波动，封固环空界面，提高环空水泥石强度和地层的层间封隔性。

实现分段控制振动；控制振动时间精准秒制计算法，控制更加准确；通过软件更新迭代，可以人工智能分段控制启停设备，避免全过程振动带来关键层位的扰动；通过软件更新迭代，将时间设置精确为秒，使得振动距离及振动位置更为精确；去除原有底部凸起，原凸起位置带来的盲肠段死点位置得以消除，实现水泥浆完全顶替，增加了振动面积，提高套管耦合共振响应，流体波动混浆均匀，水化反应充分，初凝加快；金属外壳通过定位凸起与橡胶塞套配合，保持相互之间位置稳定，且定位凸起的上表面为倾斜设置，方便安装。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述：

图1为本实用新型提供的一种随行振动智能固井工具的剖面结构示意图；

图2为图1中A部位局部结构示意图；

图3为图1中B部位局部结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种随行振动智能固井工具的正视结构示意图。

图中标号说明：1、橡胶塞套；11、环状凸起；12、密封凸起；2、金属外壳；21、定位凸起；3、驱动电机；4、偏心轮；5、电池；6、压紧块；61、避让空腔；62、凸柱；63、第一密封圈；7、封头；8、控制电路板。

具体实施方式：

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚-完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型的实施例中所有方向性指示(诸如上-下-左-右-前-后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系-运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

如图1-4所示，一种随行振动智能固井工具，包括橡胶塞套1，所述橡胶塞套1内为中空结构，所述橡胶塞套1内穿套有与橡胶塞套1内壁贴合的金属外壳2，所述金属外壳2的内部设有安装空腔，所述安装空腔中固定安装有驱动电机3，所述驱动电机3的输出轴上固定连接有偏心轮4，所述偏心轮4的重心偏离驱动电机3的输出轴的轴线，所述偏心轮4在转动过程中产生偏心冲击从而产生振动；所述金属外壳2内部固定连接有电池5，所述电池5位于驱动电机3的上方且与驱动电机3电连接，所述电池5用于向驱动电机3提供电能；所述金属外壳2的底部固定连接有压紧块6，所述压紧块6内设置有避让空腔61，所述偏心轮4位于避让空腔61中；所述压紧块6的下端设有凸柱62，所述橡胶塞套1的底部设有过孔，所述凸柱62穿插在过孔中且与过孔内壁形成密封配合，所述凸柱62的下端与橡胶塞套1的底面齐平；所述橡胶塞套1的外壁上设有多个环状凸起11，所述环状凸起11的下表面为斜面且斜面的外边沿向上倾斜；所述金属外壳2的上端固定连接有封头7。

具体的，所述压紧块6的外壁上开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中穿套有第一密封圈63，所述第一密封圈63与压紧块6、橡胶塞套1的内壁形成密封配合。

具体的，所述金属外壳2上设有多圈环状的定位凸起21，所述定位凸起21的上表面为斜面且外侧向下倾斜，所述橡胶塞套1的内壁上设有第二环形凹槽，所述定位凸起21卡嵌在第二环形凹槽中。

具体的，所述凸柱62的外壁上设有第三凹槽，所述过孔的内壁上设有密封凸起12且密封凸起12卡嵌在第三凹槽中。

具体的，所述金属外壳2内还设有控制驱动电机3动作的控制电路板8，所述控制电路板8位于电池5上侧。

本实用新型公开的装置，在固井过程中，提供实现全固井段的随行振动激励套管的技术工具，促进环空层流的界面冲击流动性，改善清壁胶结，激励环空流体波动，封固环空界面，提高环空水泥石强度和地层的层间封隔性；通过软件更新迭代，可以人工智能分段控制启停设备，避免全过程振动带来关键层位的扰动。

实现分段控制振动；控制振动时间精准秒制计算法，控制更加准确；通过软件更新迭代，将时间设置精确为秒，使得振动距离及振动位置更为精确；去除原有底部凸起，原凸起位置带来的盲肠段死点位置得以消除，实现水泥浆完全顶替，增加了振动面积，提高套管耦合共振响应，流体波动混浆均匀，水化反应充分，初凝加快；金属外壳通过定位凸起与橡胶塞套配合，保持相互之间位置稳定，且定位凸起的上表面为倾斜设置，方便安装；通过软件更新迭代，可以人为分段控制设备启停，避免全过程振动带来的此生灾害；通过软件更新迭代，将时间设置精确为秒，使得振动距离及振动位置更为精确。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的特点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物。

Claims (4)

1.一种随行振动智能固井工具，其特征在于：包括橡胶塞套(1)，所述橡胶塞套(1)内为中空结构，所述橡胶塞套(1)内穿套有与橡胶塞套(1)内壁贴合的金属外壳(2)，所述金属外壳(2)的内部设有安装空腔，所述安装空腔中固定安装有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)的输出轴上固定连接有偏心轮(4)，所述偏心轮(4)在转动过程中产生偏心冲击从而产生振动；所述金属外壳(2)内部固定连接有电池(5)，所述电池(5)位于驱动电机(3)的上方且与驱动电机(3)电连接，所述电池(5)用于向驱动电机(3)提供电能；所述金属外壳(2)的底部固定连接有压紧块(6)，所述压紧块(6)内设置有避让空腔(61)，所述偏心轮(4)位于避让空腔(61)中；所述压紧块(6)的下端设有凸柱(62)，所述橡胶塞套(1)的底部设有过孔，所述凸柱(62)穿插在过孔中且与过孔内壁形成密封配合，所述凸柱(62)的下端与橡胶塞套(1)的底面齐平；所述橡胶塞套(1)的外壁上设有多个环状凸起(11)，所述环状凸起(11)的下表面为斜面且斜面的外边沿向上倾斜；所述金属外壳(2)的上端固定连接有封头(7)。

2.根据权利要求1所述的一种随行振动智能固井工具，其特征在于：所述压紧块(6)的外壁上开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中穿套有第一密封圈(63)，所述第一密封圈(63)与压紧块(6)、橡胶塞套(1)的内壁形成密封配合。

3.根据权利要求1所述的一种随行振动智能固井工具，其特征在于：所述金属外壳(2)上设有多圈环状的定位凸起(21)，所述定位凸起(21)的上表面为斜面且外侧向下倾斜，所述橡胶塞套(1)的内壁上设有第二环形凹槽，所述定位凸起(21)卡嵌在第二环形凹槽中。

4.根据权利要求1所述的一种随行振动智能固井工具，其特征在于：所述凸柱(62)的外壁上设有第三凹槽，所述过孔的内壁上设有密封凸起(12)且密封凸起(12)卡嵌在第三凹槽中。

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