[实用新型]一种双层阻尼减振的油井管柱

说明书

技术领域

本实用新型属于天然气井管道开发减振工具领域，具体涉及一种双层阻尼减振的油井管柱。

背景技术

油管管柱系统是由很多一定长度的油管，通过螺纹进行联结，在两根油管联结处，由于流体过流截面的突然变化，使流体在流过联结区域时将产生局部涡，使得在该区域的冲蚀、汽蚀非常严重。对“三高”气井，从而导致油管柱系统的振动。

具有高温、高压、高产，且具有质腐蚀性强的气井是目前国内外天然气勘探开发中，遇到的巨大挑战。我国著名的气田如“西气东输”工程的重要源头迪那2气区、克拉2气田就是典型的高压高产气田；四川盆地西部气田，具有高温、高压、高产的特点。值得关注的是，这些气井在开采过程中油管柱的振动所诱发的气井安全问题并没有引起重视。现有的天然气井油管柱在采输的过程中，天然气流过流截面的突变面时天然气的压力、速度发生突变，使天然气对管柱的作用力为不稳定的变载荷，这些载荷的变化将导致油管柱发生共振，加剧油管柱的破坏，从而造成油管断裂或爆裂，缩短了油管柱的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述提出的天然气对管柱的作用力为不稳定的变载荷将导致油管柱发生共振，加剧油管柱的破坏，从而造成油管断裂或爆裂的问题，本实用新型提供一种双层阻尼减振的油井管柱。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种双层阻尼减振的油井管柱，包括内管和外管，所述内管的外壁上均匀设有卡槽，外管的内壁上设有卡块，外管通过卡块与卡槽的配合卡接实现与内管的固定，所述卡槽的尺寸大于卡块的尺寸，卡块能够在卡槽内做小幅挪动，所述卡槽内壁和卡块之间设有减震垫。本管柱的减振原理为：

在天然气流过内管流截面的突变面，天然气的压力、速度发生突变时，天然气对管柱的作用力为不稳定的变载荷，导致管柱的振动，在发生振动或者共振时，内管会剧烈振动，这时通过外管和内管之间的卡槽和卡块的结构，卡槽的尺寸大于卡块的尺寸,可以使内管在外管内做小幅度的移动，起到了一定的缓冲作用，减少内管在剧烈振动时发生破裂的情况，并且设置的减震垫既可以为内管的振动起到缓冲作用，还可以为卡块和卡槽之间的撞击起到缓冲作用，避免卡块受损或断裂。

进一步的，所述减震垫包括中间层和包裹在中间层外部的外层，所述中间层的材质为丁基橡胶，外层的材质为海绵。设置的减震垫为中间层为橡胶，外部包裹海绵的结构，相比于全为橡胶或者全为海绵的结构，既能够保证减震垫拥有橡胶体的强度，还有海绵的软度，可以承受一定的压力挤压而不变形，还可以为卡块在卡槽内的移动提供很好的缓冲作用，并且选择丁基橡胶相比于其他橡胶，具有气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好的优点。

进一步的，所述内管的侧壁上还均匀设有混振腔，混振腔内放置有若干弹珠。设置的混振腔为中空腔体，在内管受到流体的不稳定变载荷影响而振动时，混振腔内的弹珠会随着内管而上下弹动，这时由于设有若干个弹珠，每个弹珠的振动频率不尽相同，并且与内管的固有频率也不尽相同，所以弹珠上下弹动所产生振动频率很混乱，会影响到内管的振动频率也随时改变，也就减少了内管发生共振的几率。

进一步的，所述混振腔的侧壁上设有隔音棉。设置的隔音棉是隔离混振腔内弹珠上下弹动所产生的噪音。

进一步的，所述内管和外管之间还连接有弹簧，所述弹簧设置在相邻卡块的中间位置。弹簧既起到了对内管和外管之间的连接支撑作用，还可以为内管的小幅移动提供复原力，保持内管和外管位置的相对固定。

进一步地，所述内管和外管之间还填充有支撑层，支撑层的材质为天然橡胶，所述弹簧设置在支撑层内。选择天然橡胶是因为相比于其他合成橡胶，具有弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶，能够为内管和外管之间提供一定弹性移动的空间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过外管和内管之间的卡槽和卡块的结构，可以使内管在外管内做小幅度的移动，起到了一定的缓冲作用，较少内管在剧烈振动时发生破裂的情况，并且设置的减震垫既可以为内管的振动起到缓冲作用，还可以为卡块和卡槽之间的撞击起到缓冲作用，避免卡块受损或断裂；

2.本实用新型的减震垫为中间层为橡胶，外部包裹海绵的结构，相比于全为橡胶或者全为海绵的结构，既能够保证减震垫拥有橡胶体的强度，还有海绵的软度，可以承受一定的压力挤压而不变形，还可以为卡块在卡槽内的移动提供很好的缓冲作用；