本發(fā)明涉及油井固定作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，是固井用振動(dòng)短節(jié)。

背景技術(shù)：

在油井固定作業(yè)技術(shù)中，進(jìn)行傳統(tǒng)固井作業(yè)時(shí)，當(dāng)水泥漿由管內(nèi)頂替到管外時(shí)，水泥漿可能發(fā)生沉降或管外鉆井液頂替不干凈，導(dǎo)致水泥膠結(jié)質(zhì)量差，不僅增加了施工后續(xù)的補(bǔ)救費(fèi)用，又延長了完井時(shí)間，不利于后期施工，將帶來安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了固井用振動(dòng)短節(jié)，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有傳統(tǒng)回接插入工具固井時(shí)存在的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、施工效率較低、存在安全隱患的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：固井用振動(dòng)短節(jié)，包括管接頭、芯軸、上孔板、擋板、葉輪、偏心凸輪和引鞋頭，管接頭內(nèi)部設(shè)有芯軸，芯軸中部外側(cè)設(shè)有第一環(huán)臺(tái)，在第一環(huán)臺(tái)下方設(shè)有直徑小于第一環(huán)臺(tái)的第二環(huán)臺(tái)；管接頭上部內(nèi)壁設(shè)有上環(huán)臺(tái)，管接頭上部內(nèi)側(cè)套裝有上孔板，上孔板上端外側(cè)抵于上環(huán)臺(tái)下端，上孔板的中部設(shè)有上中心孔，芯軸上端穿出上中心孔并位于上中心孔的上方，上中心孔與芯軸之間設(shè)有能使芯軸相對上孔板自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能限制上孔板下行的上限位部件，芯軸上部固定安裝有能隨芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的并位于上限位部件下方的葉輪，葉輪的下端座在第一環(huán)臺(tái)上；管接頭中部內(nèi)壁設(shè)有下環(huán)槽，管接頭中部內(nèi)側(cè)設(shè)有套裝在第二環(huán)臺(tái)外側(cè)的擋板，擋板上端外側(cè)抵于下環(huán)槽上端，擋板中部設(shè)有下中心孔，芯軸下端穿出下中心孔并位于下中心孔下方，下中心孔與芯軸之間設(shè)有能使芯軸相對擋板自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能限制擋板上行的下限位部件，芯軸下部固定安裝有能隨芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心凸輪，偏心凸輪的上端抵于第二環(huán)臺(tái)的下端，芯軸的下端固定安裝有限制偏心凸輪下行的限位環(huán)；在上孔板上設(shè)有板循環(huán)孔，在管接頭中部設(shè)有位于上孔板與擋板之間的管循環(huán)孔；引鞋頭上部外側(cè)與管接頭下部內(nèi)側(cè)固定安裝在一起，引鞋頭上端與擋板下端接觸限位。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述上限位部件可包括上壓帽、深溝球軸承和上墊環(huán)，芯軸的上端通過螺紋連接有上壓帽，上壓帽的下方有上墊環(huán)，對應(yīng)上壓帽與上墊環(huán)之間位置的芯軸外側(cè)設(shè)有位于上孔板內(nèi)側(cè)的深溝球軸承，上中心孔上部內(nèi)側(cè)設(shè)有上中心孔環(huán)臺(tái)，深溝球軸承上端位于上中心孔環(huán)臺(tái)下方；下限位部件為推力軸承，推力軸承抵于第一環(huán)臺(tái)下方并套裝在第二環(huán)臺(tái)上，推力軸承下端與擋板安裝在一起。

上述擋板上端面可設(shè)有位于推力軸承與管接頭內(nèi)壁之間的擋板臺(tái)階。

上述上孔板上可沿圓周均布有至少四個(gè)直徑不小于20mm的板循環(huán)孔，管接頭中部外側(cè)沿圓周均布有至少四個(gè)直徑不小于20mm的管循環(huán)孔。

上述葉輪可包括葉片和輪轂，葉片呈傾斜狀圓周均布在輪轂上且旋向一致，葉片至少有六個(gè)且葉片與水平面的夾角為30度到60度之間。

上述芯軸上部外側(cè)可設(shè)有上限位鍵，葉輪內(nèi)側(cè)設(shè)有能與上限位鍵相配合的葉輪鍵槽，芯軸中部外側(cè)設(shè)有下限位鍵，偏心凸輪內(nèi)側(cè)設(shè)有能與下限位鍵相配合固定的偏心凸輪鍵槽。

上述限位環(huán)可與芯軸下端通過螺紋連接在一起。

上述引鞋頭可與管接頭通過螺紋連接在一起。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，通過將頂替液注入管接頭內(nèi)，在頂替液的推動(dòng)作用下，通過葉輪與偏心凸輪組合設(shè)計(jì)，使本發(fā)明發(fā)生振動(dòng)并帶動(dòng)下部管串發(fā)生振動(dòng)，使水泥漿分布均勻，防止水泥漿發(fā)生沉降，有利于水泥漿膠結(jié)良好，對后續(xù)現(xiàn)場施工起到作用。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的主視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為附圖1中a-a處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為附圖1中b-b處的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為管接頭，2為芯軸，3為上孔板，4為擋板，5為葉輪，6為偏心凸輪，7為引鞋頭，8為第一環(huán)臺(tái)，9為第二環(huán)臺(tái)，10為上環(huán)臺(tái)，11為上中心孔，12為下環(huán)槽，13為下中心孔，14為限位環(huán)，15為板循環(huán)孔，16為管循環(huán)孔，17為上壓帽，18為深溝球軸承，19為上墊環(huán)，20為上中心孔環(huán)臺(tái)，21為推力軸承，22為擋板臺(tái)階，23為上限位鍵，24為葉輪鍵槽，25為下限位鍵，26為偏心凸輪鍵槽。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。

在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如附圖1、2、3所示，該固井用振動(dòng)短節(jié)包括管接頭1、芯軸2、上孔板3、擋板4、葉輪5、偏心凸輪6和引鞋頭7，管接頭1內(nèi)部設(shè)有芯軸2，芯軸2中部外側(cè)設(shè)有第一環(huán)臺(tái)8，在第一環(huán)臺(tái)8下方設(shè)有直徑小于第一環(huán)臺(tái)8的第二環(huán)臺(tái)9；管接頭1上部內(nèi)壁設(shè)有上環(huán)臺(tái)10，管接頭1上部內(nèi)側(cè)套裝有上孔板3，上孔板3上端外側(cè)抵于上環(huán)臺(tái)10下端，上孔板3的中部設(shè)有上中心孔11，芯軸2上端穿出上中心孔11并位于上中心孔11的上方，上中心孔11與芯軸2之間設(shè)有能使芯軸2相對上孔板3自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能限制上孔板3下行的上限位部件，芯軸2上部固定安裝有能隨芯軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的并位于上限位部件下方的葉輪5，葉輪5的下端座在第一環(huán)臺(tái)8上；管接頭1中部內(nèi)壁設(shè)有下環(huán)槽12，管接頭1中部內(nèi)側(cè)設(shè)有套裝在第二環(huán)臺(tái)9外側(cè)的擋板4，擋板4上端外側(cè)抵于下環(huán)槽12上端，擋板4中部設(shè)有下中心孔13，芯軸2下端穿出下中心孔13并位于下中心孔13下方，下中心孔13與芯軸2之間設(shè)有能使芯軸2相對擋板4自由轉(zhuǎn)動(dòng)且能限制擋板4上行的下限位部件，芯軸2下部固定安裝有能隨芯軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心凸輪6，偏心凸輪6的上端抵于第二環(huán)臺(tái)9的下端，芯軸2的下端固定安裝有限制偏心凸輪6下行的限位環(huán)14；在上孔板3上設(shè)有板循環(huán)孔15，在管接頭1中部設(shè)有位于上孔板3與擋板4之間的管循環(huán)孔16；引鞋頭7上部外側(cè)與管接頭1下部內(nèi)側(cè)固定安裝在一起，引鞋頭7上端與擋板4下端接觸限位。在固井過程中，管接頭1上端注入頂替液，頂替液流經(jīng)上孔板3，通過上孔板3上設(shè)有的板循環(huán)孔15流向葉輪5，葉輪5在頂替液的推動(dòng)作用下旋轉(zhuǎn)，葉輪5使芯軸2旋轉(zhuǎn)，芯軸2旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下方偏心凸輪6，由于偏心凸輪6質(zhì)量分布不均勻，使本發(fā)明發(fā)生高頻低幅的振動(dòng)，頂替液從管接頭1中部設(shè)有的管循環(huán)孔16流入，經(jīng)過葉輪5，由于管循環(huán)孔16位于擋板4的上方，從而頂替液因擋板4的封堵，可使頂替液加速從管循環(huán)孔16流出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，通過葉輪5轉(zhuǎn)動(dòng)使芯軸2旋轉(zhuǎn)，通過芯軸2旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心凸輪6，通過偏心凸輪6使振動(dòng)裝置發(fā)生高頻低幅的振動(dòng)，通過振動(dòng)裝置的振動(dòng)帶動(dòng)管串發(fā)生振動(dòng)，使水泥漿分布均勻，提高水泥漿膠結(jié)質(zhì)量，可以達(dá)到良好的固井質(zhì)量。

可根據(jù)實(shí)際需要，對上述固井用振動(dòng)短節(jié)作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

如附圖1所示，上限位部件包括上壓帽17、深溝球軸18承和上墊環(huán)19，芯軸2的上端通過螺紋連接有上壓帽17，上壓帽17的下方有上墊環(huán)19，對應(yīng)上壓帽17與上墊環(huán)19之間位置的芯軸2外側(cè)設(shè)有位于上孔板3內(nèi)側(cè)的深溝球軸承18，上中心孔11上部內(nèi)側(cè)設(shè)有上中心孔環(huán)臺(tái)20，深溝球軸承18上端位于上中心孔環(huán)臺(tái)20下方；下限位部件為推力軸承21，推力軸承21抵于第一環(huán)臺(tái)8下方并套裝在第二環(huán)臺(tái)9上，推力軸承21下端與擋板4安裝在一起。通過上限位部件對上孔板3、葉輪5和芯軸2的限位，下限位部件對擋板4和芯軸2的限位，可使本發(fā)明工作時(shí)更加穩(wěn)定。

如附圖1所示，擋板4上端面設(shè)有位于推力軸承21與管接頭1內(nèi)壁之間的擋板臺(tái)階22。在固井過程中，通過擋板臺(tái)階可使旋轉(zhuǎn)且被頂替液沖擊的擋板4進(jìn)行限位，以及避免推力軸承21左右劇烈晃動(dòng)，從而使本發(fā)明工作時(shí)更加穩(wěn)定。

如附圖1、3所示，上孔板3上沿圓周均布有至少四個(gè)直徑不小于20mm的板循環(huán)孔15，管接頭1中部外側(cè)沿圓周均布有至少四個(gè)直徑不小于20mm的管循環(huán)孔16。板循環(huán)孔15和管循環(huán)孔16可使控制頂替液流量，板循環(huán)孔15使頂替液流向葉輪5后，葉輪5轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平穩(wěn)，管循環(huán)孔16使頂替液流出更加平穩(wěn)，增加管循環(huán)孔16的數(shù)量，通過擋板4對頂替液的向管接頭1下部流動(dòng)的封堵，可加快頂替液從管接頭1內(nèi)排出，從而使葉輪5和偏心凸輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)更快，因此增強(qiáng)管串的振動(dòng)，提高水泥漿膠結(jié)質(zhì)量。

如附圖1、2所示，葉輪5包括葉片和輪轂，葉片呈傾斜狀圓周均布在輪轂上且旋向一致，葉片數(shù)量至少為六個(gè)且葉片與水平面的夾角為30度到60度之間。在使用過程中葉片可控制頂替液的流速，使葉輪5轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平穩(wěn)，在葉輪5旋轉(zhuǎn)的過程中，管接頭1內(nèi)頂替液發(fā)生紊流，紊流態(tài)的頂替液在頂替鉆井液過程中有很好的沖刷作用，有利于更好地清洗環(huán)形空間，從而使水泥漿膠結(jié)良好，有助于后續(xù)現(xiàn)場施工。

如附圖1、2、3所示，芯軸2上部外側(cè)設(shè)有上限位鍵23，葉輪5內(nèi)側(cè)設(shè)有能與上限位鍵23相配合的葉輪鍵槽24，芯軸2中部外側(cè)設(shè)有下限位鍵25，偏心凸輪6內(nèi)側(cè)設(shè)有能與下限位鍵25相配合固定的偏心凸輪鍵槽26。通過上限位鍵23與葉輪鍵槽24的配合，使葉輪5與芯軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)更加穩(wěn)定，通過下限位鍵25與偏心凸輪鍵槽26的配合，使偏心凸輪6與芯軸2旋轉(zhuǎn)時(shí)更加穩(wěn)定。

如附圖1所示，限位環(huán)14與芯軸2下端通過螺紋連接在一起。通過螺紋連接便于限位環(huán)14從芯軸2下端拆卸。

如附圖1所示，引鞋頭7與管接頭1通過螺紋連接在一起。通過螺紋連接便于引鞋頭7從管接頭1上拆卸。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。