[实用新型]一种负脉冲压力波发生器及固井装置

说明书

本实用新型公开了一种负脉冲压力波发生器，包括基座、压力波发生机构和第一外筒，基座上设有动力部，动力部与压力波发生机构连接，第一外筒套设在动力部和压力波发生机构外侧并与基座固定连接；压力波发生机构与第一外筒间设有密封件；压力波发生机构包括顶盖、底板和第二外筒，顶盖、底板和第二外筒三者密封形成一空压舱，第二外筒侧壁上设有第一通孔和密封轴，密封轴将第一通孔密封；动力部能够驱动压力波发生机构沿第一外筒轴向运动，当空压舱位于第一外筒外部时，在空压舱内外压力差的作用下，密封轴能够向第二外筒内移动，从而打开空压舱。该设备可靠性好、定位精确性高。本实用新型还提供了一种含有负脉冲压力波发生器的固井装置。

技术领域

本实用新型涉及钻探技术领域，特别是涉及一种负脉冲压力波发生器及含有负脉冲压力波发生器的固井装置。

背景技术

固井作业属于油气勘探开发过程中重要的一个环节，固井作业质量不好轻则导致油井寿命缩短，重则造成巨大的生命财产损失、环境污染等问题。

固井胶塞在固井作业中起到隔离固井水泥浆和钻井液的作用，其作用机理是固井胶塞在钻井液的压力作用下向套管底部运动，而套管中的水泥会随着胶塞的运动被顶入到套管—井眼环空中，当胶塞到达套管底部时，胶塞会与套管底部产生做封，不再向下移动，在这一作封过程中会产生一压力波，事实上在传统固井作业过程中，现场即是通过座封过程中产生的压力波动及钻井液的消耗量来判断座封是否到位，但在实际作业过程中由于固井胶塞密封部位的唇形橡胶盘有可能出现翘曲、破损等现象，钻井液会通过胶塞翘曲或破损的地方进入套管-井眼环空，从而造成座封过程压力波动不明显，通过压力波动及钻井液注入量监测胶塞是否到位失效。而注入过量的钻井液会将环空内的水泥浆顶出而出现替空的状况，导致固井失败或固井质量低，相反如果胶塞没有到达胶塞座时就停止替液，会造成部分的水泥留在套管内，造成物料浪费并增大下一步钻井过程中的作业量，因此，准确判断固井胶塞是否到达井底在固井作业过程中非常重要。

在传统的固井作业过程中，判断胶塞是否到达井底是通过观测胶塞落到套管底部座封的过程中井筒内压力变化及在地面计量注入井筒的钻井液量并与计算得到的井筒容积进行对比来判断胶塞是否到位。这种判断方式存在的问题是：一方面这一过程是单一的，观察过程中稍有不慎就可能错过，另一方面也存在胶塞翘曲或破损等现象，存在漏液或座封过程压力变化幅度小而无法有效监测的问题，从而使其失效。另外通过钻井液注入量与井筒容积比对的方式确定胶塞位置同样可能存在由于胶塞翘曲或破损导致的比对失效从而出现钻井液注入量过多或不足，影响固井质量。

在专利CN 204899846固井胶塞系统中，提出了一种固井胶塞系统，包括：固井胶塞及胶塞座，其中一者上设置有信号产生模块，另一者上设置有信号接收模块；压力压力波产生装置在信号接收模块收到信号产生模块发出的信号时产生压力波；压力压力波监测装置用于监测压力波。与传统方式相比，该系统是通过无线射频的方式来判断胶塞是否到位，然后触发压力波发生机构，通过引爆炸药来产生压力波，该压力波的强度是可预设的，同时可预设的是压力波的发生次数，这就避免了传统方式中压力波幅值不稳定且单一的问题。需要注意的是，该系统用到了大量的电子元器件，在使用过程中对密封性要求极为严格，尤其是随着井筒深度的增加，压力会越来越大，同时该系统采用无线射频作为信号发射和接受的方式，在井下受井底环境影响较大；最后该系统采用炸药爆炸产生压力波作为压力波发生机构，该方式一方面采用了炸药这一易爆危险品，其次对炸药量的控制也极为严格，量大会破坏密封，量小又无法形成有效的压力波，因此该固井胶塞系统略显复杂，且在使用过程中可靠性存在较大问题。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种可靠性好、定位精确性高的压力波发生装置。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种负脉冲压力波发生器，包括：

基座，所述基座上设有动力部；