[发明专利]一种多用途振动固井工具及其使用方法与试验装置

权利要求书

1.一种多用途振动固井工具，包括信号发生球(2)、电路控制组件(5)和振动发生组件(9)，其特征在于，所述信号发生球(2)用于激活电路控制组件(5)；所述电路控制组件(5)用于实现对振动发生组件(9)工作状态的控制；所述振动发生组件(9)用于产生轴向振动冲击；

所述多用途振动固井工具还包括上接头(1)、密封圈、端盖(4)、电池衬套(6)、耐高温电池(7)、垫块(8)、中心套管(10)、外套管(11)和下接头(12)，所述上接头(1)与外套管(11)通过螺纹连接，且通过密封圈密封；所述端盖(4)与上接头(1)通过销钉连接，且通过密封圈密封；所述电路控制组件(5)的上端与端盖(4)通过销钉连接，下端与电池衬套(6)和垫块(8)通过销轴Ⅰ连接；所述耐高温电池(7)两端分别与电池衬套(6)接触，并通过电池衬套(6)限制其轴向运动；所述振动发生组件(9)的上端与垫块(8)以及电池衬套(6)通过销钉连接，下端与外套管(11)的轴肩通过销钉连接；所述中心套管(10)的上端与端盖(4)通过螺纹连接，下端与下接头(12)通过螺纹连接；所述下接头(12)与外套管(11)通过螺纹连接，且通过密封圈密封；

所述振动发生组件(9)包括记忆合金推拉杆固定板(901)、温度传感器(902)、记忆合金推拉杆(903)、加热电阻(904)、行程开关(905)、质量块(906)、压缩弹簧(907)、推拉端盖(908)、缸体(909)和加速度传感器(910)；所述记忆合金推拉杆固定板(901)上端与垫块(8)和电池衬套(6)通过销钉连接，下端通过加热电阻(904)实现轴向固定；所述温度传感器(902)和加速度传感器(910)通过螺钉安装在记忆合金推拉杆固定板(901)下表面，所述温度传感器(902)和加速度传感器(910)的安装直径与记忆合金推拉杆(903)的安装直径相等；所述记忆合金推拉杆(903)上端与记忆合金推拉杆固定板(901)固连，下端与推拉端盖(908)固连；所述加热电阻(904)的上端与记忆合金推拉杆固定板(901)压紧接触，下端与缸体(909)轴肩压紧接触；所述行程开关(905)通过螺钉安装在缸体(909)内部腔体；所述压缩弹簧(907)两端分别与质量块(906)固连；所述缸体(909)下端面与外套管(11)轴肩通过螺钉连接。

2.根据权利要求1所述的一种多用途振动固井工具，其特征在于，所述电路控制组件(5)包括信号接收天线(501)、销轴(502)、电路固定板(503)、信号处理模块(504)、数据分析模块(505)、电路控制模块(506)、电路保护模块(507)和电路板支柱(508)；所述信号接收天线(501)与电路固定板(503)的上端通过螺纹连接；所述电路固定板(503)的上端与端盖(4)通过销轴(502)连接；所述信号处理模块(504)和电路控制模块(506)分别与电路固定板(503)的上下两端通过螺钉连接；所述数据分析模块(505)通过电路板支柱(508)连接到信号处理模块(504)上；所述电路保护模块(507)通过电路板支柱(508)连接到电路控制模块(506)上。

3.根据权利要求2所述的一种多用途振动固井工具，其特征在于，所述记忆合金推拉杆(903)设定形变温度以满足不同井深、不同水泥浆体系、不同井形的需求；所述电路控制模块(506)根据不同井段、不同井矿调整电流、电压参数，以满足不同井深、不同水泥浆体系、不同井形对于振动特性的要求。

4.根据权利要求3所述的一种多用途振动固井工具，其特征在于，所述缸体(909)与所述外套管(11)的轴肩相接触，所述外套管(11)受到冲击产生轴向振动波，振动波经界面进入水泥浆以提高水泥浆在水平井的流动性，同时为水泥浆在侯凝阶段时提供高频振动，提高水泥浆的致密性和均匀性，保证界面胶结强度和固井质量。