[实用新型]翻转板式水力振荡套管鞋

说明书

本实用新型涉及流体控制及振荡技术，属于石油完井振动固井装置。

1994年，国内王发源等人发明了一种旋流式水力振荡套管鞋，其专利号为ZL93202944.2，这种套管鞋带有一根据水声学原理设计的亥母霍兹水力振荡水嘴，它只有对一定流变性的水泥浆以一定流量通过水嘴时，才能在流过的水泥浆中诱发振荡波，超过一定范围时，该套管鞋将不能正常工作。

针对旋流式水力振荡套管鞋存在的不足，本实用新型的目的是提供一种翻转板式水力振荡套管鞋，该套管鞋使用时不论流体种类如何，也不论流量大小，只要有流体通过，即可产生振动。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：在普通套管鞋的外套内，螺纹连接一翻转板式水力振荡器，这种水力振荡器是由带有斜芯的上体、带有助推叶片的翻转板及下体组成，翻转板通过轴承安装在上、下体之间，上、下体之间由四个位置对称的螺栓固定连接。水泥浆通过时可使其连续翻转而周期性地改变该位置的水泥浆过流断面，在套管底部产生周期性的截流动作，从而产生连续的振动。

这种套管鞋所产生的振动场，可排除或减少固井液中的气泡，使水泥浆充分活化而且密度均匀，有利于在环空形成坚硬完整的水泥环；这种振动场还可破坏泥浆水泥浆的凝聚结构，有利于清除套管外壁的泥浆膜和井壁的泥饼，同时可以降低泥浆的粘度，从而提高顶替效率；这种振动场可以缩短水泥浆的初凝和终凝时间，起到早强剂的作用，从而更好地防止水气窜。这种新型套管鞋还具有结构简单、造价低廉、使用方便等特点。

图1是翻转板式水力振荡套管鞋的主剖面图；

图2是翻转板式水力振荡套管鞋的侧剖面图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1及图2所示，本实用新型是在普通套管鞋的外套8内，螺纹连接一翻转板式水力振荡器，这种水力振荡器是由带有斜芯7的上体6、带有助推叶片1的翻转板2及下体5组成，翻转板2通过轴承(9,10)安装在上体6和下体5之间，上体6和下体5之间由四个位置对称的螺栓(3,4)固定连接。这种套管鞋工作时，在地面泵的作用下，水泥浆首先通过套管柱流入套管鞋，经斜芯7使液流偏转加速冲击助推叶片1，而使翻转板2绕轴11转动，从而周期性地改变该位置的水泥浆过流断面，进而在套管鞋底部的导向球体12处产生一个连续的振动场。经现场应用表明，在地面泵排量2～3.5m³/h，水泥浆比重为1.4～1.6时，套管鞋导向球体12处产生了频率为40～60HZ、压力振幅为0.02～0.1MP的振动场，大大改善了固井效果。