[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

说明书

本发明提供了一种多用途振动固井工具及其使用方法与试验装置。该多用途振动固井工具，包括信号发生球、电路控制组件和振动发生组件，信号发生球用于激活电路控制组件；电路控制组件用于实现对振动发生组件工作状态的控制；振动发生组件用于产生轴向振动冲击。本发明通过无线控制技术实现对振动发生组件工作状态的控制，振动发生组件受记忆合金推拉杆驱动产生轴向振动冲击波，其冲击能量大，传播距离远，有效解决水泥浆在水平井流动性差的问题，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；同时，本发明并未改变现有的固井设备和固井工艺，且操作方法简单，加工成本低，降低了工程成本。

技术领域

本发明属于油气井工程领域，尤其涉及一种多用途振动固井工具及其使用方法与试验装置。

背景技术

在石油开采过程中，固井作业下入套管后需要注入水泥浆，水泥浆的环面胶结强度和密封质量直接影响着固井质量。为保证固井质量，防止固井后油、气、水混窜，在固井作业过程中要采用振动固井装置来提高水泥浆的致密性和均匀性，保证界面胶结强度。目前国内外常用的振动固井装置有声频式振动固井、环空脉冲式振动固井、机械式振动固井和水力脉冲式振动固井等，其中水力脉冲式振动固井装置在石油开采中的应用最为广泛，但该振动固井装置只能产生轴向振动，且振幅不可控制，其余几种振动固井工具在使用过程中也存在诸多缺陷。随着振动固井技术的发展，对于振动参数精确度和振动波效果的要求不断提高，上述几种振动装置已经难以满足目前的振动固井要求。

综上所述，提供一种能够在水泥浆侯凝阶段时提供高频振动的振动固井装置，以解决水泥浆在水平井流动性差和水泥浆不均匀的问题，同时获得更精确的振动参数和更好的振动效果，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供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。

优选的，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，通过电池衬套6限制其轴向运动；所述振动发生组件9上端与垫块8和电池衬套6通过销钉连接，下端与外套管11轴肩通过销钉连接；所述中心套管10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。

优选的，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。