一种主动式高频振动固井装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种主动式高频振动固井装置。该主动式高频振动固井装置，包括基管，在基管内设有偏心振动单元和驱动单元，驱动单元密封设于驱动安装外壳内部并通过驱动安装外壳固定在基管内，在驱动安装外壳上设有供流体通过的过流通道，驱动单元的输出端穿出驱动安装外壳与偏心振动单元相连。该主动式高频振动固井装置，在不改变原有固井工艺的前提下，采用电驱动偏心轮高速偏心旋转，产生机械振动波传递至基管，带动整个管串做高频振动，充分提高水泥浆的致密性及均匀性，提高水泥浆与界面的胶结强度，保证了固井质量，并且可适用于水泥浆顶替过程和侯凝期等固井全过程。

An Active High Frequency Vibration Cementing Device

【技术实现步骤摘要】
一种主动式高频振动固井装置
本技术属于石油完井开发固井
，特别涉及一种主动式高频振动固井装置。
技术介绍
石油钻完井固井过程中，由于水泥自身的密度问题及气泡等杂质的存在，在水泥凝固过程中往往会产生裂纹及空隙，易造成固井质量差，甚至不合格的问题，后期底层流体可能渗入水泥基体中，发生底层间窜槽，影响油气产量。因此，在固井过程中通过振动水泥浆提高固井质量是有效技术手段之一。目前多是采用液力驱动型振动方式进行固井作业，但这种方式只能在水泥浆顶替的过程中使用，而在碰压完成候凝期间无作用，因此这种方法对固井质量的提高效果收效甚微。
技术实现思路
本技术提供了一种通过高频振动有效提高固井质量、适用于水泥浆顶替过程和侯凝期的主动式高频振动固井装置，解决了现有技术中存在的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种主动式高频振动固井装置，包括基管，在基管内设有偏心振动单元和驱动单元，驱动单元密封设于驱动安装外壳内部并通过驱动安装外壳固定在基管内，在驱动安装外壳上设有供流体通过的过流通道，驱动单元的输出端穿出驱动安装外壳与偏心振动单元相连；所述基管包括从上到下依次设置的第一管段、第二管段和第三管段，第二管段的内径小于第一管段的内径，第三管段的内径小于第二管段的内径；第一管段和第二管段的相接处形成驱动单元安装台，所述驱动安装外壳支撑在驱动单元安装台上，在靠近驱动单元安装台的第一管段内壁设有环形凹槽，在环形凹槽内卡设有限位环，限位环的下表面与驱动安装外壳的上表面挤压抵接；第二管段和第三管段的相接处形成振动单元安装台，所述偏心振动单元支撑在振动单元安装台上。优选地，所述限位环的外径大于第一管段的内径，限位环开口不闭合。优选地，在驱动安装外壳上设有贯穿驱动安装外壳上下端面的驱动安装孔，驱动单元设于驱动安装孔内，驱动安装外壳的上部外侧径向延伸设有上卡接凸缘，所述上卡接凸缘支撑在驱动单元安装台上，在上卡接凸缘上设有过流通道，驱动安装孔的上口设有密封盖。优选地，驱动安装外壳的下部外侧径向延伸设有下稳定部，下稳定部的外表面抵接在基管内壁，在下稳定部上设有过流通道。优选地，所述偏心振动单元包括与驱动单元输出端相连的转轴，在转轴上固定连接有偏心轮，所述偏心轮与转轴采用法兰或键槽连接，在偏心轮下部的转轴外侧活动套设有下稳定板，下稳定板的底部支撑在振动单元安装台上，且下稳定板的外表面与基管内壁密封相连，在下稳定板上设有过流通道。优选地，所述驱动单元包括设于驱动安装孔内的电机和与电机相连的电池盒，电机的输出轴密封穿出驱动安装孔后与偏心振动单元相连。优选地，在偏心轮上部的转轴外侧活动套设有上稳定板，上稳定板的外表面与基管内壁密封相连，在上稳定板上设有过流通道。优选地，在转轴的底端设有导向头。优选地，在基管的顶端设有接头。本技术采用上述结构，具有以下优点：本技术主动式高频振动固井装置，在不改变原有固井工艺的前提下，采用电驱动偏心轮高速偏心旋转，产生机械振动波传递至基管，带动整个管串做高频振动，充分提高水泥浆的致密性及均匀性，提高水泥浆与界面的胶结强度，保证了固井质量，并且可适用于水泥浆顶替过程和侯凝期等固井全过程。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中基管的结构示意图；图3为图2中A部的放大结构示意图；图4为图2中B部的放大结构示意图；图5为本技术中限位环的放大结构示意图；图6为本技术中偏心轮的放大结构示意图；图7为本技术中下稳定板的放大结构示意图。图中，1、基管，2、驱动安装外壳，3、过流通道，4、驱动单元安装台，5、环形凹槽，6、限位环，7、振动单元安装台，8、驱动安装孔，9、上卡接凸缘，11、第一管段，12、第二管段，13、第三管段，14、密封盖，15、下稳定部，16、转轴，17、偏心轮，18、下稳定板，19、电机，20、电池盒，21、上稳定板，22、导向头，23、接头。具体实施方式：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术进行详细阐述。如图1-图7中所示，本实施例主动式高频振动固井装置，包括基管1，在基管内设有偏心振动单元和驱动单元，驱动单元密封设于驱动安装外壳2内部并通过驱动安装外壳2固定在基管1内，在驱动安装外壳2上设有供流体通过的过流通道3，驱动单元的输出端穿出驱动安装外壳2与偏心振动单元相连；所述基管1包括从上到下依次设置的第一管段11、第二管段12和第三管段13，第二管段12的内径小于第一管段11的内径，第三管段13的内径小于第二管段12的内径；第一管段11和第二管段12的相接处形成驱动单元安装台4，所述驱动安装外壳2支撑在驱动单元安装台4上，在靠近驱动单元安装台4的第一管段11内壁设有环形凹槽5，在环形凹槽5内卡设有限位环6，限位环6的下表面与驱动安装外壳2的上表面挤压抵接；第二管段12和第三管段13的相接处形成振动单元安装台7，所述偏心振动单元支撑在振动单元安装台7上。所述限位环6的外径大于第一管段11的内径，限位环6开口不闭合。在驱动安装外壳2上设有贯穿驱动安装外壳2上下端面的驱动安装孔8，驱动单元设于驱动安装孔8内，驱动安装外壳2的上部外侧径向延伸设有上卡接凸缘9，所述上卡接凸缘9支撑在驱动单元安装台4上，在上卡接凸缘9上设有过流通道，驱动安装孔8的上口设有密封盖14。驱动安装外壳2的下部外侧径向延伸设有下稳定部15，下稳定部15的外表面抵接在基管1内壁，在下稳定部15上设有过流通道。所述偏心振动单元包括与驱动单元输出端相连的转轴16，在转轴16上固定连接有偏心轮17，所述偏心轮17与转轴16采用法兰或键槽连接，在偏心轮17下部的转轴16外侧活动套设有下稳定板18，下稳定板18的底部支撑在振动单元安装台7上，且下稳定板18的外表面与基管1内壁密封相连，在下稳定板18上设有过流通道，所述过流通道的数量为4-6个，周向均匀分布在下稳定板18上，转轴16通过轴承与下稳定板18转动相连。所述驱动单元包括设于驱动安装孔8内的电机19和与电机19相连的电池盒20，电机19的输出轴密封穿出驱动安装孔8后与偏心振动单元的转轴16相连，电机19的输出轴与转轴16键槽连接。在偏心轮17上部的转轴16外侧活动套设有上稳定板21，上稳定板21的外表面与基管1内壁密封相连，在上稳定板21上设有过流通道，所述过流通道的数量为4-6个，周向均匀分布在上稳定板21上，转轴16通过轴承与上稳定板21转动相连。在转轴16的底端设有导向头22。在基管4的顶端设有接头23。在使用本固井装置时，将基管1通过顶部的接头23接入到管串中，开启装置的电源开关，设定时间后进入工作状态，开泵循环注水泥过程液体通过驱动安装外壳2上部和下部的上卡接凸缘9和下稳定部15上的过流通道3，以及上稳定板21和下稳定板18上的过流通道3进行过流。电机19工作带动转轴16高速转动，转轴16上连接的偏心轮17同时偏心转动，产生机械振动波，通过上稳定板21和下稳定板18传递至基管1上，使整个管串做高频震动，充分提高水泥浆的致密性及均匀性，提高水泥浆与界面的胶结强度，保证了固井质量，并且可适用于水泥浆顶替过程和侯凝期等固井全过程。本实施例中的密封连接方式包括但不限于密封圈密封。上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式高频振动固井装置，其特征在于：包括基管，在基管内设有偏心振动单元和驱动单元，驱动单元密封设于驱动安装外壳内部并通过驱动安装外壳固定在基管内，在驱动安装外壳上设有供流体通过的过流通道，驱动单元的输出端穿出驱动安装外壳与偏心振动单元相连；所述基管包括从上到下依次设置的第一管段、第二管段和第三管段，第二管段的内径小于第一管段的内径，第三管段的内径小于第二管段的内径；第一管段和第二管段的相接处形成驱动单元安装台，所述驱动安装外壳支撑在驱动单元安装台上，在靠近驱动单元安装台的第一管段内壁设有环形凹槽，在环形凹槽内卡设有限位环，限位环的下表面与驱动安装外壳的上表面挤压抵接；第二管段和第三管段的相接处形成振动单元安装台，所述偏心振动单元支撑在振动单元安装台上。

【技术特征摘要】
1.一种主动式高频振动固井装置，其特征在于：包括基管，在基管内设有偏心振动单元和驱动单元，驱动单元密封设于驱动安装外壳内部并通过驱动安装外壳固定在基管内，在驱动安装外壳上设有供流体通过的过流通道，驱动单元的输出端穿出驱动安装外壳与偏心振动单元相连；所述基管包括从上到下依次设置的第一管段、第二管段和第三管段，第二管段的内径小于第一管段的内径，第三管段的内径小于第二管段的内径；第一管段和第二管段的相接处形成驱动单元安装台，所述驱动安装外壳支撑在驱动单元安装台上，在靠近驱动单元安装台的第一管段内壁设有环形凹槽，在环形凹槽内卡设有限位环，限位环的下表面与驱动安装外壳的上表面挤压抵接；第二管段和第三管段的相接处形成振动单元安装台，所述偏心振动单元支撑在振动单元安装台上。2.根据权利要求1所述的主动式高频振动固井装置，其特征在于：所述限位环的外径大于第一管段的内径，限位环开口不闭合。3.根据权利要求1所述的主动式高频振动固井装置，其特征在于：在驱动安装外壳上设有贯穿驱动安装外壳上下端面的驱动安装孔，驱动单元设于驱动安装孔内，驱动安装外壳的上部外侧径向延伸设有上卡接凸缘，所述上卡接凸缘支撑在驱动单元安装台上，在上卡接凸缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙崇磊，李雷祥，
申请(专利权)人：德州众凯石油科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37