[实用新型]测量振动在管柱中的传播规律的装置

说明书

技术领域

本申请涉及油气井工程领域的振动固井技术，尤其是涉及一种测量振动在管柱中的传播规律的装置。

背景技术

固井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。固井技术是多学科的综合应用技术，具有系统性、一次性和时间短的特点。固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等地层。

目前较为常用的固井技术是振动固井，其是在下套管、注灰、顶替和候凝的过程中，采用机械振动、液压或空气脉冲、水力冲击等手段，产生振动波作用于套管、钻井液和固井液来提高固井质量的一项新技术。实践证明，振动可以提高水泥石强度，提高顶替效率，消除水泥中的气泡，形成完好的水泥环，还可以缩短候凝的时间，防止固井后的油、气、水混窜，利于提高一、二界面的胶结强度。

本申请的实用新型人发现，振动固井技术的开发更多的需要从机理出发，根据实际的工况采用不同的激振参数。为此，迫切需要对套管串固有频率和振动衰减特性进行机理探究，以指导振动固井工具及振动方法的设计。然而，目前国内外缺少对于振动波在套管中传播规律研究，已有的试验研究中通常是针对模拟的直井段，而没有考虑有造斜井段、水平井段等状况对振动波传播规律的影响。因此，现有技术对于振动波在管柱中传播规律的研究较为片面，难以客观反应的振动波在管柱中的传播规律。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种测量振动在管柱中的传播规律的装置，以获得更为客观的振动波在管柱中的传播规律。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种测量振动在管柱中的传播规律的装置，包括：

模拟油管，包括直井段油管、造斜段油管和水平段油管；

模拟套管，包括若干个第一接箍，所述直井段油管、所述造斜段油管和所述水平段油管通过所述第一接箍依次相连；

振动激励装置，用于向所述模拟油管及所述模拟套管施加振动激励；

振动传感器组，安装于所述模拟油管上，用于感应所述模拟油管及所述模拟套管的机械振动并将其转换成对应的振动信号；

上位机，与所述振动传感器组电耦合，用于获取所述振动信号并据此确定该振动信号所对应的机械振动在所述模拟油管及所述模拟套管中的传播规律。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，该测量振动在管柱中的传播规律的装置还包括：

模拟扶正器，其套在所述模拟油管上且与所述模拟油管间隙配合。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，所述模拟扶正器为若干个第二接箍。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，该测量振动在管柱中的传播规律的装置还包括：

第一电荷放大器，用于将所述振动传感器组获得的振动信号放大后转换成对应的电压振动信号，并将该电压振动信号进行滤波处理。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，所述振动激励装置包括：

信号发生器，用于输出激励信号；

功率放大器，用于将所述激励信号放大至设定值；

激振器，用于依据所述功率放大器放大后的激励信号输出对应的振动激励。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，该测量振动在管柱中的传播规律的装置还包括：

第二电荷放大器，用于采集输入至所述激振器的激励信号；

对应的，所述上位机依据所述激励信号和所述振动信号来确定该振动信号所对应的机械振动在所述模拟油管及所述模拟套管中的量化传播规律。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，所述振动传感器组为若干个加速度传感器。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，还包括：

第一A/D转换器，用于将滤波处理后的电压振动信号转换成适于所述上位机处理的数字量。

本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置，第二A/D转换器，用于将所述第二电荷放大器输出的激励信号转换成适于所述上位机处理的数字量。

本申请实施例能够模拟直井段、造斜井段和水平井段，进而能够测量管柱固有频率及振动在直井段、造斜井段和水平井段的衰减特性，从而能够获得更为客观的振动波在管柱中的传播规律。同时本申请实施例的测量振动在管柱中的传播规律的装置的设计简单、成本较低、装配方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：