復(fù)合固井水力振蕩 - 副本

1、 水力振蕩固井是近幾年來(lái)提高水泥漿頂替效率和固井質(zhì)量水力振蕩固井是近幾年來(lái)提高水泥漿頂替效率和固井質(zhì)量的新興技術(shù)。套管水力脈沖振蕩，實(shí)質(zhì)上是一種能量的轉(zhuǎn)換，水的新興技術(shù)。套管水力脈沖振蕩，實(shí)質(zhì)上是一種能量的轉(zhuǎn)換，水力振動(dòng)、脈沖產(chǎn)生波力振動(dòng)、脈沖產(chǎn)生波, , 波把能量作用在介質(zhì)上波把能量作用在介質(zhì)上, , 破壞介質(zhì)顆粒間破壞介質(zhì)顆粒間以及分子間的結(jié)構(gòu)，從而改善鉆井液和水泥漿的流變性能，改變以及分子間的結(jié)構(gòu)，從而改善鉆井液和水泥漿的流變性能，改變介質(zhì)顆粒和分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)介質(zhì)顆粒和分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài); ;使用振動(dòng)固井技術(shù)可提高頂替效率，使用振動(dòng)固井技術(shù)可提高頂替效率，消除水泥石中的氣泡、形成完好的水泥環(huán)

2、，縮短候凝時(shí)間，防止消除水泥石中的氣泡、形成完好的水泥環(huán)，縮短候凝時(shí)間，防止固井后候凝固井后候凝“失重失重”時(shí)油、氣、水竄，有利于提高兩個(gè)界面的膠時(shí)油、氣、水竄，有利于提高兩個(gè)界面的膠結(jié)強(qiáng)度，是提高固井質(zhì)量行之有效的方法之一結(jié)強(qiáng)度，是提高固井質(zhì)量行之有效的方法之一; ;最終實(shí)現(xiàn)：提高頂替效率；增強(qiáng)水泥環(huán)雙界面膠結(jié)質(zhì)量。最終實(shí)現(xiàn)：提高頂替效率；增強(qiáng)水泥環(huán)雙界面膠結(jié)質(zhì)量。n 機(jī)械振動(dòng)固井工作原理 水力機(jī)械振動(dòng)裝置安放在套管柱底部，當(dāng)高壓流體水力機(jī)械振動(dòng)裝置安放在套管柱底部，當(dāng)高壓流體通過(guò)時(shí)，帶動(dòng)裝置內(nèi)的偏心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生作用在套通過(guò)時(shí)，帶動(dòng)裝置內(nèi)的偏心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生作用在套管柱上的周期性徑向載荷。

3、套管柱在這個(gè)周期性載荷管柱上的周期性徑向載荷。套管柱在這個(gè)周期性載荷（激勵(lì)）作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)波從井底沿套管向（激勵(lì)）作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)波從井底沿套管向上傳遞，并向環(huán)空四周的鉆井液、水泥漿擴(kuò)散，進(jìn)而上傳遞，并向環(huán)空四周的鉆井液、水泥漿擴(kuò)散，進(jìn)而在整個(gè)環(huán)形空間形成振動(dòng)波場(chǎng)。在整個(gè)環(huán)形空間形成振動(dòng)波場(chǎng)。 機(jī)械振動(dòng)固井作用u 徑向振動(dòng)使粘附在套管壁上的附著物脫離；徑向振動(dòng)使粘附在套管壁上的附著物脫離；u 徑向振蕩波增加流體介質(zhì)顆粒和分子的橫向運(yùn)動(dòng)力，徑向振蕩波增加流體介質(zhì)顆粒和分子的橫向運(yùn)動(dòng)力， 增強(qiáng)水泥漿向增強(qiáng)水泥漿向“大肚子大肚子”井眼的擴(kuò)散；井眼的擴(kuò)散；u 徑向振蕩波作用在井壁泥餅上，

4、使泥餅顆粒在徑向上徑向振蕩波作用在井壁泥餅上，使泥餅顆粒在徑向上 產(chǎn)生加速度、速度和位移而脫落；產(chǎn)生加速度、速度和位移而脫落；u 徑向振動(dòng)沿套管由下向上傳遞，使介質(zhì)顆粒和分子產(chǎn)徑向振動(dòng)沿套管由下向上傳遞，使介質(zhì)顆粒和分子產(chǎn) 生軸向加速度、速度和位移，利于水泥漿向生軸向加速度、速度和位移，利于水泥漿向“死區(qū)死區(qū)” 的滲透。的滲透。n 液壓脈沖固井工作原理 水力液壓脈沖裝置安放在套管柱底部，當(dāng)高壓流體水力液壓脈沖裝置安放在套管柱底部，當(dāng)高壓流體通過(guò)時(shí)，帶動(dòng)裝置內(nèi)的節(jié)流附件運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生作用在套管通過(guò)時(shí)，帶動(dòng)裝置內(nèi)的節(jié)流附件運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生作用在套管柱上的周期性軸向載荷和流體壓力波動(dòng)。套管柱在這個(gè)柱上的周期性

5、軸向載荷和流體壓力波動(dòng)。套管柱在這個(gè)周期性載荷（激勵(lì)）作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)波和脈沖周期性載荷（激勵(lì)）作用下，產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)波和脈沖波從井底沿套管和流體向上傳遞，并向環(huán)空鉆井液、水波從井底沿套管和流體向上傳遞，并向環(huán)空鉆井液、水泥漿擴(kuò)散，進(jìn)而在整個(gè)環(huán)形空間形成震蕩波場(chǎng)。泥漿擴(kuò)散，進(jìn)而在整個(gè)環(huán)形空間形成震蕩波場(chǎng)。 形成套管徑向水擊波，使套管附著物、鉆井液、形成套管徑向水擊波，使套管附著物、鉆井液、 水水 泥漿、井壁泥餅顆粒在徑向上振動(dòng)；泥漿、井壁泥餅顆粒在徑向上振動(dòng)；u 液壓脈沖帶動(dòng)套管在軸向上產(chǎn)生振動(dòng)，使其周圍的液壓脈沖帶動(dòng)套管在軸向上產(chǎn)生振動(dòng)，使其周圍的 鉆井液、水泥漿等介質(zhì)顆粒和分子產(chǎn)生軸

6、向加速度、鉆井液、水泥漿等介質(zhì)顆粒和分子產(chǎn)生軸向加速度、 速度和位移；速度和位移；u 在底部產(chǎn)生脈動(dòng)壓力波，續(xù)而沿套管外環(huán)空流體在底部產(chǎn)生脈動(dòng)壓力波，續(xù)而沿套管外環(huán)空流體 向上傳播，使介質(zhì)顆粒和分子同時(shí)產(chǎn)生徑向和軸向上傳播，使介質(zhì)顆粒和分子同時(shí)產(chǎn)生徑向和軸 向加速度，利于水泥漿對(duì)向加速度，利于水泥漿對(duì)“大肚子大肚子”和和“死區(qū)死區(qū)” ” 鉆井液的頂替。鉆井液的頂替。 機(jī)械振動(dòng)固井特點(diǎn)液壓脈沖固井特點(diǎn) 工作原理 結(jié)構(gòu)科學(xué)，不增加任何施工風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)構(gòu)科學(xué)，不增加任何施工風(fēng)險(xiǎn)；l 在施工排量為在施工排量為0.5m0.5m3 3/min/min2.5m2.5m3 3/min/min時(shí)，其振蕩頻率為時(shí)，其

7、振蕩頻率為 10Hz 10Hz 70Hz70Hz，滿足綜合提高固井質(zhì)量振蕩頻率的要求；，滿足綜合提高固井質(zhì)量振蕩頻率的要求；l 徑向機(jī)械振動(dòng)和軸向水力脈沖的有機(jī)復(fù)合，使雙振蕩波優(yōu)徑向機(jī)械振動(dòng)和軸向水力脈沖的有機(jī)復(fù)合，使雙振蕩波優(yōu) 化疊加，振幅增強(qiáng)，衰減減緩；化疊加，振幅增強(qiáng)，衰減減緩；l 可以更有效的改善水泥漿流變性能，提高水泥石抗壓強(qiáng)度，可以更有效的改善水泥漿流變性能，提高水泥石抗壓強(qiáng)度， 在早期即可形成高質(zhì)量的水泥環(huán)，有效防止早期油、氣、水在早期即可形成高質(zhì)量的水泥環(huán)，有效防止早期油、氣、水 竄的發(fā)生。另外，振動(dòng)處理后的水泥石竄的發(fā)生。另外，振動(dòng)處理后的水泥石 更加致密，有利于更加致密，有

8、利于 提高水泥石封固油氣水的能力。提高水泥石封固油氣水的能力。 l 有效作用井段大于有效作用井段大于1000m1000m；工作壓力；工作壓力1 1 3MPa 3MPa。 l l 可縮短水泥漿的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，從而更好的防止水可縮短水泥漿的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，從而更好的防止水氣竄；氣竄；當(dāng)振動(dòng)頻率在當(dāng)振動(dòng)頻率在6080Hz范圍內(nèi)變化時(shí)范圍內(nèi)變化時(shí),水泥漿的初凝時(shí)水泥漿的初凝時(shí)間縮短間縮短3%5%,初初終凝過(guò)渡時(shí)間平均縮短了終凝過(guò)渡時(shí)間平均縮短了10%15%。 l 不論脈沖振動(dòng)強(qiáng)或弱不論脈沖振動(dòng)強(qiáng)或弱, , 均可提高水泥石的強(qiáng)度。當(dāng)作用在均可提高水泥石的強(qiáng)度。當(dāng)作用在水泥漿上的頻率為水泥漿上的

9、頻率為 60 60 80Hz 80Hz 時(shí)時(shí), ,水泥石的強(qiáng)度能提高水泥石的強(qiáng)度能提高 10% 10% 12%12%l 振動(dòng)場(chǎng)可以破壞水泥漿顆粒之間的粘接，造成水相與顆粒間振動(dòng)場(chǎng)可以破壞水泥漿顆粒之間的粘接，造成水相與顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使水泥漿呈液態(tài)，減少或消除水泥漿的靜切力，增的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使水泥漿呈液態(tài)，減少或消除水泥漿的靜切力，增大水泥漿內(nèi)部的的壓力，阻止地層流體的的浸入；使水泥漿環(huán)在大水泥漿內(nèi)部的的壓力，阻止地層流體的的浸入；使水泥漿環(huán)在地層和管壁間形成較好的水力密封；地層和管壁間形成較好的水力密封； 可以補(bǔ)償環(huán)空水泥漿柱在凝固過(guò)程中由于體積收縮和靜切力可以補(bǔ)償環(huán)空水泥漿柱在凝固過(guò)程中由

10、于體積收縮和靜切力增大而造成的壓力損失，恢復(fù)其靜液柱壓力，在第一界面形成較增大而造成的壓力損失，恢復(fù)其靜液柱壓力，在第一界面形成較高的徑向應(yīng)力；有效防止地層中液體的浸入；高的徑向應(yīng)力；有效防止地層中液體的浸入；規(guī)格型號(hào)規(guī)格型號(hào)ZDQ-114ZDQ-114（41/241/2) )ZDQ-140 ZDQ-140 （51/251/2) )ZDQ-178 ZDQ-178 （7 7) )總長(zhǎng)度總長(zhǎng)度1000mm1000mm1200mm1200mm1200mm1200mm本體外徑本體外徑114.3mm114.3mm139.7mm139.7mm177.8mm177.8mm主體材質(zhì)主體材質(zhì)35CrMo35Cr

11、Mo兩端連接扣型兩端連接扣型兩端扣型依據(jù)用戶要求選用或加工兩端扣型依據(jù)用戶要求選用或加工工作排量工作排量0.50.52.5m2.5m3 3/min/min振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率101070Hz70Hz工作壓力工作壓力1 13MPa3MPa使用時(shí)間使用時(shí)間8080100h100h振動(dòng)范圍振動(dòng)范圍1000m1000m適用井徑適用井徑152.4mm152.4mm215.9mm215.9mm244.5mm244.5mm：l 浮鞋浮鞋1 1只只+ ZDQ + ZDQ 復(fù)合固井振蕩器復(fù)合固井振蕩器1 1套套+ +套管套管1 1根根+ + 浮浮 箍箍1 1只只+ + 套管串套管串 + +聯(lián)頂節(jié)；聯(lián)頂節(jié)；l 浮鞋浮

12、鞋1 1只只+ ZDQ + ZDQ 復(fù)合固井振蕩器復(fù)合固井振蕩器1 1套套+ +尾管尾管1 1根根+ + 浮浮 箍箍1 1只只+ +尾尾管串管串+ +尾管懸掛器尾管懸掛器+ +伴送鉆桿；伴送鉆桿； l 該裝置在不同的固井注替排量下，振動(dòng)頻率可發(fā)生該裝置在不同的固井注替排量下，振動(dòng)頻率可發(fā)生相應(yīng)變化；相應(yīng)變化；在滿足其工作性能的前提下，保證裝置結(jié)在滿足其工作性能的前提下，保證裝置結(jié)構(gòu)的可靠構(gòu)的可靠性能性能，避免在遇到大顆粒雜質(zhì)卡轉(zhuǎn)時(shí)，出，避免在遇到大顆粒雜質(zhì)卡轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)流道堵塞、憋泵等井下事故?，F(xiàn)流道堵塞、憋泵等井下事故。而且不受井深及井類而且不受井深及井類型限制，可用于直井、大位移井、定向井及水平井井型限制，可用于直井、大位移井、定向井及水平井井下工作。下工作。l 為保證該裝置在井下工作過(guò)程中發(fā)揮較好的性能，為保證該裝置在井下工作過(guò)程中發(fā)揮較好的性能，在固井過(guò)程中注替排量在井