[实用新型]套管振动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井、固井装置技术领域，尤其是一种套管振动装置。

背景技术

利用水泥封隔油气井壁与套管的环空时，对套管和水泥浆进行振动可以改善水泥石收缩，减少孔隙形成，提高水泥石自身以及第一、第二界面胶结强度，进而改善固井质量。

现有振动固井装置包括以下几种：(1)井底水力脉冲式振动器或随行振动固井方法，顶替过程中产生脉冲振动，最终停留在套管底部，无法回收，会影响后续开钻；而且顶替完毕后振动深度固定，无法再调整。(2)井口振动器，安装在套管顶部，发出机械振动。由于安放位置在井口，井下振动效果受传输距离影响衰减大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种套管振动装置，对环空水泥浆实施振动。本实用新型提供的套管振动装置克服了现有技术的不足，实现了在不影响常规固井工艺的情况下，在水泥候凝过程中通过传递振动波和敲击套管的方式对环空的水泥浆施加振动，改善水泥浆流变特性，提高水泥石封固质量。本实用新型能够在全套管范围内边走边振动套管和传递振动波，可方便的施工和回收。

为了解决以上技术问题，本实用新型是通过采用以下技术方案方式实现的：

一种套管振动装置，振动器通过缆绳连接位于地面的滚筒；振动器具有密封的管状外壳；外壳内部有电池、电机和偏心块，电池通过导线连接电机，偏心块与电机的转子固定连接，偏心块通过轴承安装在外壳内部。套管振动装置还包括滑轮；缆绳穿过滑轮缠绕在滚筒上。

外壳内还有控制器，控制器串接在电池和电机之间的导线上；控制器具有延时开关功能和电阻式调速开关。

振动器底端外表面径向安装有减震块。减震块为橡胶材质，镶嵌或者硫化固定在外壳外表面上，数量为3-8个。振动器通过接头与缆绳连接；接头上端与缆绳固连，下端通过螺纹与外壳连接。控制器内有缆绳上串联多个振动器；振动器之间通过缆绳和接头连接。

与现有技术中的套管谐振器和振动胶塞相比，本实用新型装置具有以下的优点：

(1)能够在套管范围内任意深度振动，实现悬停点振或者边走边振；

(2)在水泥浆替浆完毕的侯凝阶段实施振动，可以控制振荡器一直振动至水泥浆初凝前；

(3)振动完毕回收，全部装置可以重复利用，运行成本小；

(4)不影响常规固井工艺，振动固井结束后也不影响在套管内继续开钻。

(5)采用内置电池为偏心块负载供电，无需井场接电，简化了装备和程序，缩短了井口准备时间。

(6)由于无需采用电缆传高压电，比起测井用的绞车和电缆，本装置中的缆绳直径大幅减小，同时减少了滚筒和配套绞车的体积。

(7)振动器串联多个一起入井，扩大了振动范围。

附图说明

图1为本实用新型的套管振动装置的结构示意图。

图2为本实用新型的振动器结构示意图。

图中标记：

1、滑轮，2、套管，3、振动器，4、缆绳，5、滚筒，6、上接头，7、电池，8、电机，9、偏心块，10、减震块，11.外壳，12、控制器，13、轴承，14、下接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

实施例1

参照说明书附图1，本实用新型的套管振动装置的构成是：在地面，缆绳4缠绕在滚筒5上，滚筒5由配套的液压或者电动绞车驱动。在井口，缆绳4穿过滑轮1。在井下，缆绳4连接在套管2中的振动器3。缆绳4为内外双层反向编排的钢缆，只承受拉力，内部无导线。

参照说明书附图2，振荡器5具有管状钢制外壳11，外壳11上端通过螺纹连接接头6，接头6与电缆采用铆接或者焊接方式固定连接。

在外壳11内控制器12串接在电池和7和电机8之间的供电线路上，控制电机8的启停和转速。控制器12内有延时开关，通过设定延时时长来控制电机何时启动和停止。控制器12还通过电阻式调压器来控制电机8的供电电流，来实现对电机12转速的控制。偏心块9与电机8的转子采用法兰或者键槽连接。偏心块16截面呈扇形偏心形状，采用钢制结构，偏心块16通过轴承13安装在外壳11内部。

外壳11与套管2直接发生金属碰撞会导致电机13电流突然升高和憋转，偏心块16转速减低。在外壳11底端外表面周向均匀镶嵌4个减震块10，镶嵌减震块10后的外壳11外径小于套管2内径。减震块10为橡胶材质，镶嵌或者硫化固定在外壳外表面上。