一种振动固井短节的制作方法

文档序号:13999140阅读:422来源:国知局

本实用新型属于固井技术领域,特别涉及一种用于振动固井作业的振动固井短节。



背景技术:

振动固井技术是通过在在固井过程中产生振动来改善水泥的均匀度和密实性,提高液体的流动性和水泥石的抗压强度,并可以缩短水泥浆稠化过渡时间,有利于套管、水泥及井壁间的界面胶结,防止固井后窜槽。目前。产生振动的方式有机械振动、空气、液压脉冲、水力冲击等手段,液压脉冲、水力冲击等振动发生装置只能在水泥浆顶替过程中释放振动,侯凝过程无作用,而试验证明侯凝过程中进行振动对提高固井质量至关重要,现有机械式、空气脉冲等振动固井工具虽然能够在侯凝过程中产生振动,但所需附属设备多且复杂,往往需要改变现有常规固井工艺。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型提供一种振动固井短节,在不改变常规固井工艺前提下,实现在侯凝过程中产生振动,从而改善固井质量。

本实用新型的技术方案在于:

一种振动固井短节,包括依次连接的上连接段筒体、中间筒以及下连接段筒体,上连接段筒体、中间筒以及下连接段筒体中间部分形成贯穿的通道;上连接段筒体上设有上连接端,上连接端与外部套管连接,下连接段筒体连接有引鞋;所述的中间筒内设有中空的中心杆、弹簧以及限位装置II,中心杆内部中空形成中心流道,中心杆分为依次连接的三段,所述第三段的直径<第一段的直径<第二段的直径;所述的上连接段筒体上设有限位装置,中间筒上端通过限位装置实现卡位,下端与下连接段筒体连接;所述弹簧套接在中心杆第三段上,所述弹簧一端为自由端并与中心杆的第二段底端连接,另一端为固定端并通过限位装置II固定在中间筒筒体内壁上;所述的限位装置II与下连接段筒体之间通过销钉连接。

所述的限位装置II包括依次连接的弹簧限位环以及弹簧限位环压盖,中间筒以及下连接段筒体之间通过弹簧限位环压盖连接。

所述的限位装置与中心杆第一段与第二段的连接处相匹配。

所述的限位装置与上连接段筒体、上连接段筒体与中间筒、中间筒与弹簧限位环压盖之间均通过螺纹连接,并通过密封圈密封。

所述的中心杆第三段与下连接段筒体之间通过螺纹连接。

所述的限位装置与限位装置II均为限位环。

本实用新型的技术效果在于:

本实用新型固井过程中当上胶塞与下胶塞接触后,套管柱内流体通道关闭,管内流体推动下胶塞以及上胶塞,带动中心杆下行剪切销钉,中心杆带动下连接段筒体、引鞋下行,弹簧压缩,中心杆与弹簧限位环上端接触,中心杆运动停止实现碰压。地面水泥泵车停泵,弹簧伸长、中心杆带动下连接段筒体、引鞋上行,下连接段筒体的上端与弹簧限位环压盖形成撞击,从而使整个套管柱产生振动,反复开泵、停泵实现重复对套管柱撞击,同时下连接段筒体、引鞋反复推挤环空底部水泥浆,在水泥浆中形成脉冲扰动。本实用新型结构简单,使用方便,在不改变常规固井工艺的前提下,实现侯凝过程中产生套管振动、环空液体扰动,从而改善固井质量,可广泛应用于振动固井作业。

附图说明

图1为本实用新型一种振动固井短节的结构示意图。

附图标记:1-上连接端;2-上连接段筒体;3-限位装置;4-密封圈;5-中心杆;6-密封圈;7-弹簧;8-中间筒;9-中心流道;10-弹簧限位环;11-密封圈;12-销钉;13-弹簧限位环压盖;14-下连接段筒体;15-引鞋,16-下胶塞,17-上胶塞。

具体实施方式

一种振动固井短节,包括依次连接的上连接段筒体2、中间筒8以及下连接段筒体14,上连接段筒体2、中间筒8以及下连接段筒体14中间部分形成贯穿的通道;上连接段筒体2上设有上连接端1,上连接端1与外部套管连接,下连接段筒体14连接有引鞋15;本实用新型在具体实施时,上连接段筒体2内还设有固井胶塞,所述固井胶塞包括下胶塞16以及上胶塞17;所述的中间筒8内设有中空的中心杆5、弹簧7以及限位装置II,所述的限位装置II包括依次连接的弹簧限位环10以及弹簧限位环压盖13,中间筒8以及下连接段筒体14之间通过弹簧限位环压盖13连接;

中心杆5内部中空形成中心流道9,中心杆5分为依次连接的三段,所述第三段的直径<第一段的直径<第二段的直径;所述的上连接段筒体2上设有限位装置3,所述的限位装置3与中心杆5第一段与第二段的连接处相匹配。中间筒8上端通过限位装置3实现卡位,下端与下连接段筒体14通过螺纹连接;所述弹簧7套接在中心杆5第三段上,所述弹簧7一端为自由端并与中心杆5的第二段底端连接,另一端为固定端并通过限位装置II固定在中间筒8筒体内壁上;所述的限位装置II与下连接段筒体14之间通过销钉12连接。所述的限位装置3与上连接段筒体2、上连接段筒体2与中间筒8、中间筒8与弹簧限位环压盖13之间均通过螺纹连接,限位装置3与上连接段筒体2之间通过密封圈4、上连接段筒体2与中间筒8之间通过密封圈6、中间筒8与弹簧限位环压盖13之间通过密封圈11连接。其中,限位装置3与限位装置II均为限位环。

本实用新型的具体实施过程为:

本实用新型通过上连接端1直接与套管柱下端连接,固井开始时上胶塞17推动套管柱内流体从上连接端1流入上连接段筒体2,经中间筒8的中心杆5中间的中心流道9流入下连接段筒体14、引鞋15后进入环空,下胶塞16与中心杆5上端接触后停止运动。注水泥过程中,上胶塞17推动套管柱内水泥浆从下胶塞16经上连接端1流入上连接段筒体2,经中间筒8的中心杆5中间的中心流道9流入下连接段筒体14、引鞋15后进入环空,当上胶塞17与下胶塞16接触后,套管柱内流体通道关闭,此时套管内流体推动下胶塞16以及上胶塞17,带动中心杆5下行剪切销钉12,中心杆5带动下连接段筒体14、引鞋15下行,弹簧7压缩,中心杆5的中间部分与弹簧限位环10的上端接触,中心杆5运动停止、此时下胶塞16以及上胶塞17实现碰压。碰压后,地面水泥泵车停泵,弹簧7伸长、中心杆5带动下连接段筒体14、引鞋15上行,下连接段筒体14的上端与弹簧限位环压盖13形成撞击,从而使整个套管柱产生振动,此时地面水泥泵车开泵,套管柱内流体带动胶塞、中心杆5、下连接段筒体14、引鞋15下行,反复开泵、停泵实现重复对套管柱撞击,在此过程中,下连接段筒体14、引鞋15反复推挤环空底部水泥浆,在水泥浆中形成脉冲扰动。振动固井短节实现在侯凝过程中产生套管振动、环空液体扰动,从而改善固井质量。

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