全文摘要
一种地质钻探完井套管固定水泥振动装置，在钻探裸眼完井后，将本振动装置串联在套管管柱底部，采用由套管注入水泥浆顶替钻井液固井过程中，由于固井水泥浆先通过旋流器水泥浆旋流冲击产生第一梯级径向水击振动和衍射整合器衍射，带动偏心叶轮转动器转子转动前后产生压力脉冲第二梯级纵向力，流经第二级衍射整合器水泥浆加速，通过文丘里管射吸效应在流通截面面积不同形成周期性压力变化，通过喷射流器、整流器产生第三梯级振动力，三梯级流体振动不断叠加带动套管管柱由底部向上不规则振动，使水泥浆在裸眼井壁与套管环型空间不断振动密实，消除水泥浆静切力，改善水泥浆与套管和井壁间的耦合，达到裸眼井壁与套管环型空间水泥密实胶结的目的。
主设计要求
1.一种地质钻探完井套管固定水泥振动装置，由由旋流器、衍射整合偏心叶轮转动器、文丘里管、喷射流整流器四件主要部件构成，其特征是：在井底套管上串联自上而下安装上装配母扣接箍通用件(1)振动装置各部分管壳体（2）、旋流器轴套（3）、旋流器（4）、下装配公扣接头通用件（5）、衍射整合器（6）、偏心叶轮转动器（7）、文丘里管（8）、喷射流器（9）、整流器（10）形成一次性套管管柱。
设计方案
1.一种地质钻探完井套管固定水泥振动装置，由由旋流器、衍射整合偏心叶轮转动器、文丘里管、喷射流整流器四件主要部件构成，其特征是：在井底套管上串联自上而下安装上装配母扣接箍通用件(1)振动装置各部分管壳体（2）、旋流器轴套（3）、旋流器（4）、下装配公扣接头通用件（5）、衍射整合器（6）、偏心叶轮转动器（7）、文丘里管（8）、喷射流器（9）、整流器（10）形成一次性套管管柱。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种地质钻探完井套管固定水泥振动装置，尤其是针对地质钻探完井裸眼井壁与套管环型空间固定水泥完井振动井下工具装置。
背景技术
我国每年地质钻探近2万口各类油、气、液等井，钻探裸眼完成后，将套管固定在裸眼井壁，使套管形成从井底到地面成为唯一通道。主要是通过地面井口从套管内将水泥浆循环到裸眼井壁与套管环型空间，将套管用水泥浆固定在裸眼完钻的井壁上，在水泥浆循环过程中，无法将产生的水泥浆气泡彻底消除，固井水泥凝固后，容易在裸眼井壁与套管环型空间，形成气泡夹层，影响固井质量。对采油、采气、采液等后续井下施工生产过程中，偶然有油、气、水及伴生有害液体和气体，通过井壁与套管环型空间的气泡夹层上行到地面。不仅影响采油、采气、采液开发生产和后续封堵井下作业施工增加费用等问题，还会影响到环境污染、易燃易爆等安全问题。
发明内容
在本实用新型在于解决影响固井质量上述问题，提供一种地质钻探完井套管固定水泥振动装置，所采用的技术方案是：由旋流器、衍射整合偏心叶轮转动器、文丘里管、喷射流整流器四件主要部件构成。在井底套管上串联自上而下安装上装配母扣接箍通用件(1)振动装置各部分管壳体（2）、旋流器轴套（3）、旋流器（4）、下装配公扣接头通用件（5）、衍射整合器（6）、偏心叶轮转动器（7）、文丘里管（8）、喷射流器（9）、整流器（10）形成一次性套管管柱。在钻探裸眼完井后，将本地质钻探完井套管固定水泥振动装置串联在套管管柱底部，采用由套管注入水泥浆顶替钻井液过程中，由于水泥浆流经振动装置各部分管壳体（2），通过旋流器（4）水泥浆旋流冲击产生第一梯级径向水击振动和衍射整合器（6）衍射增加了水泥浆流速，带动偏心叶轮转动器（7）的转子转动前后产生压力脉冲第二梯级纵向力，流经第二级衍射整合器（6）水泥浆加速流动，通过文丘里管（8）射吸效应使流通截面面积周期性压力变化，通过喷射流器（9）、整流器（10）产生第三梯级振动力，三梯级流体振动不断叠加在振动装置各部分管壳体（2）上产生不规则振动波，带动套管管柱由底部向上不规则振动，使水泥浆产生的气泡不断上升到井口地面，使水泥浆在裸眼井壁与套管环型空间不断振动密实，消除水泥浆静切力，改善水泥浆与套管和井壁间的耦合，达到裸眼井壁与套管环型空间水泥密实胶结的目的。
本实用新型的优点在于：使处于凝结过程中的水泥浆建立振动场，能排除水泥浆中的气泡，使水泥浆得到充分水化密实均匀形成坚实的水泥环；振动场使水泥浆固化过程中静液柱压力减少消除静切力，提高胶结质量，有效防止后续开发生产油、气、液通过井壁与套管环型空间窜到地面的不可控环境污染、易燃易爆等安全问题。
附图说明
结合附图说明：
图1是本发明的旋流器纵剖面构造图
图2是本发明的衍射整合偏心叶轮转动器纵剖面构造图
图3是本发明的文丘里管纵剖面构造图
图4是本发明的喷射流整流器纵剖面构造图
图5是本发明的地质钻探完井套管固定水泥振动装置管串装配图
图中1.由上装配母扣接箍通用件(1)，2.振动装置各部分管壳体（2），3.旋流器轴套（3），4.旋流器（4），5.下装配公扣接头通用件（5），6.衍射整合器（6），7.偏心叶轮转动器（7），8.文丘里管（8），9.喷射流器（9）、整流器（10）。
具体实施方式
结合附图详细说明：
在图1旋流器纵剖面构造图中所示，自上而下安装上装配母扣接箍通用件(1)振动装置管壳体（2）、旋流器轴套（3）、旋流器（4）、下装配公扣接头通用件（5）水泥浆旋流冲击产生第一梯级径向水击振动。
在图2衍射整合偏心叶轮转动器纵剖面构造图中所示，自上而下安装上装配，母扣接箍通用件(1)振动装置壳体（2）内装配衍射整合器（6）、偏心叶轮转动器（7），第二级衍射整合器（6）下装配公扣接头通用件（5）水泥浆旋流冲击产生径向水击振动转子转动产生压力脉冲第二梯级纵向力水击振动。
在图3文丘里管纵剖面构造图中所示，自上而下安装上装配，上装配母扣接箍通用件(1)振动装置壳体（2）内装配文丘里管（8）和下装配公扣接头通用件（5）产生射吸效应使流通截面面积周期性压力变化。
在图4喷射流整流器纵剖面构造图中所示，自上而下安装上装配，上装配母扣接箍通用件(1)振动装置壳体（2）内装配有喷射流器（9）、整流器（10）下装配公扣接头通用件（5）产生第三梯级振动力，三梯级流体振动不断叠加在振动装置各部分管壳体（2）上，带动套管管柱由底部向上不规则振动。
在图5地质钻探完井套管固定水泥振动装置管串装配图中所示，在井底套管上自上而下管串装配，上装配母扣接箍通用件(1)振动装置各部分管壳体（2）、旋流器轴套（3）、旋流器（4）、下装配公扣接头通用件（5）、衍射整合器（6）、偏心叶轮转动器（7）、文丘里管（8）、喷射流器（9）、整流器（10）形成一次性套管管柱。注入水泥浆固井时，在水力压差作用下，带动套管管柱由底部向上不规则振动，实现裸眼井壁与套管环型空间水泥密实胶结的目的。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920016784.5
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209761385U
授权时间:20191210
主分类号:E21B33/13
专利分类号:E21B33/13;E21B28/00
范畴分类:申请人:陆威延
第一申请人:陆威延
申请人地址:430074 湖北省武汉市中国地质大学（武汉）资源学院
发明人:陆威延
第一发明人:陆威延
当前权利人:陆威延
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计