(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210739848.0 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 中国农业大 学 地址 100193 北京市海淀区 圆明园西路2号 申请人 中国石油集团工程 技术研究院有限 公司 (72)发明人 尹宜勇　齐林山　张伯伦　李浩　 王立琰　丁雨焘　曲从锋　白翰钦　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 张文宝 (51)Int.Cl. E21B 7/20(2006.01) E21B 47/00(2012.01) G01D 21/02(2006.01)G01N 19/00(2006.01) (54)发明名称 喷射法下表层导管后 的振动固表层导管工 具及其试验 装置 (57)摘要 本发明公开了属于深海油气井工程技术领 域的喷射法下表层导管后的振动固表层导管工 具及其试验装置。 主要包括振动固表层导管工具 与振动固表层导管工具效果试验装置两部分； 其 中振动固表层导管工具主要由能源装置、 能源转 换装置、 振动装置、 启动装置、 密封结构和自提走 结构组成， 主要用于产生不同频率、 时长和功率 的振动并作用于表层导管与海底地层泥土所组 成的系统； 本发 明喷射法下表层导管后的振动固 表层导管工具一方面可以通过振动提高泥土的 流动性进而缩短 “等待时间 ”， 进一步降低深海钻 井成本； 另一方面可以通过振动提高泥土的均匀 性， 进而提高表层导管与海底 地层泥土之间胶结 强度和质量以及表层导管的承载能力。 权利要求书5页 说明书10页 附图7页 CN 114934746 A 2022.08.23 CN 114934746 A 1.一种喷射法下表层导管后的振动固表层导管工具， 其特征在于， 所述工具包括提走 接头(1601)、 上端盖(1602)、 密封盖(1603)、 绝缘垫片(1604)、 弹簧(1605)、 电池滑动负极接 头(1606)、 绝缘限位套(1607)、 电池正 极接头(1608)、 胶塞座(1609)、 启动压杆(1610)、 外套 筒(1611)、 电池(1612)、 内套筒(1613)、 第一减振支架(1614)、 第一定时 断电开关(1615)、 第 一位移传感器(1616)、 第一上隔板(1617)、 偏心转子(1618)、 永磁铁块(1619)、 定子(162 0)、 减阻滚珠(1621)、 第一下隔板(1622)、 第二减振支架(1623)、 第一控制板(1624)、 第一减振 质量块(162 5)、 第一逆变器(1626)、 绕组(1627)、 下端盖(1628)、 底座(1629)、 钻杆(19)和表 层导管(13)； 其中， 提走接头(1601)通过螺钉与钻杆(19)连接， 上端盖(1602)的一端通过卡扣形式 与提走接头(1601)接触， 另一端通过螺钉和轴肩分别与外套筒(1611)和内套筒(1613)的上 方连接； 密封盖(1603)通过螺钉与内套筒(1613)的内壁凸台连接并用密封圈密封； 绝缘垫 片(1604)通过 强力胶与内套筒(1613)的外壁凸台胶结； 弹簧(1605)套在电池滑动负极接头 (1606)上， 并通过绝缘限位套(1607)和绝缘垫片(1604)进行两端限位， 使电池滑动负极接 头(1606)处于最右端； 电池滑动负极接头(1606)的左端系有柔性绳， 柔性绳依次通过绝缘 垫片(1604)、 内套筒(1613)、 密封盖(1603)、 钻杆(19)和胶塞座(1609)的通孔与启动压杆 (1610)的下端头相连， 并拉紧启动压杆(1610)使其保持初始位置； 启动压杆(1610)放置于 胶塞座(1609)的凹槽内以限制启动压杆(1610)的径向位移； 电池滑动负极接头(1606)与绝 缘限位套(1607)通过强力胶进行胶结， 绝缘限位套(1607)和弹簧(1605)限制电池滑动负极 接头(1606)初始位置， 绝缘限位套(1607)与上端盖(1602)上的孔通过孔轴间隙配合定位， 电池正极接头(1608)与上端盖(1602)上的孔配合并由电池(1612)限位； 胶塞座(1609)通过 螺钉与钻杆(19)连接； 外套筒(1611)下端通过螺钉与下端盖(1628)连接并通过密封圈密 封； 电池(1612)的上端通过上端盖(1602)轴肩限位， 下端通过内套筒(1613)凸台限位； 第一 减振支架(1614)通过螺钉与内套筒(1613)连接， 第一定时断电开关(1615)与第一减振支架 (1614)通过螺钉固连； 第一位移传感器(1616)通过螺纹与第一上隔板(1617)连接， 第一上 隔板(1617)与第一下隔板(1622)均通过螺钉与外套筒(1611)和内套筒(1613)连接； 偏心转 子(1618)限位于第一上隔板(1617)和第一下隔板(1622)所形成的空间内； 永磁铁块(1619) 通过螺钉与偏心转子(1618)连接， 减阻滚珠(1621)的一端限位于偏心转子(1618)的凹槽 内， 另一端与第一上隔板(1617)或第一下隔板(1622)接触， 使得偏心转子(1618)与第一上 隔板(1617)和第一下隔板(1622)为点接触以减少偏心转子(1618)转动时的能量损耗； 定子 (1620)通过螺钉与内套筒(1613)连接， 绕组(1627)缠绕于定子(1620)的凸出部位； 第二减 振支架(1623)通过螺钉与内套筒(1613)连接； 第一减振质量块(1625)通过螺钉连接于第二 减振支架(1623)的背面， 第一控制板(1624)和第一逆变器(1626)通过螺钉连接于第二减振 支架(1623)的正面； 下端盖(1628)限位于底座(1629)的凹槽内， 底座(1629)的内圈通过螺 纹与内套 筒(1613)连接， 外圈通过螺钉与表层导管(13)连接 。 2.一种喷射法下表层导管后的振动固表层导管工具， 其特征在于， 所述工具包括提走 接头(1601)、 上端盖(1602)、 密封盖(1603)、 绝缘垫片(1604)、 弹簧(1605)、 电池滑动负极接 头(1606)、 绝缘限位套(1607)、 电池正 极接头(1608)、 胶塞座(1609)、 启动压杆(1610)、 外套 筒(1611)、 电池(1612)、 内套筒(1613)、 第三减振支架(161401)、 第二定时断电开关 (161501)、 第 二位移传感器(161601)、 第 二上隔板(161701)、 上定位块(161801)、 压电陶瓷权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114934746 A 2片(161901)、 变幅杆(162001)、 下定位块(162101)、 第二下隔板(162201)、 第四减振支架 (162301)、 第 二控制板(162401)、 第 二减振质量块(162501)、 第 二逆变器(162601)、 超声波 发生器(162701)、 下端盖(1628)、 底座(162 9)、 钻杆(19)和表层导管(13)； 其中， 提走接头(1601)与钻杆(19)通过螺钉连接； 上端盖(1602)的上部通过卡扣形式 与提走接头(1601)接触， 下部通过螺钉和轴肩分别与外套筒(1611)和内套筒(1613)的上端 连接； 密封盖(1603)与内套筒(1613)内壁凸台通过螺钉连接并用密封圈密封； 绝缘垫片 (1604)通过强力胶与内套筒(1613)外部凸台胶结； 弹簧(1605)套在电池滑动负极接头 (1606)上并通过绝缘限位套(1607)和绝缘垫片(1604)进行两端限位， 使电池滑动负极接头 (1606)处于最右端； 电池滑动负极接头(1606)的左端系有柔性绳， 柔性绳依次通过绝缘垫 片(1604)、 内套筒(1613 )、 密封盖(1603 )、 钻杆(19)和胶塞座(1609)的通孔与启动压杆 (1610)的下端头相连， 拉紧启动压杆(1610)使其保持初始位置； 启动压杆(1610)放置于胶 塞座(1609)的凹槽内， 以限制启动压杆(1610)径向位移； 电池滑动负极接头(1606)与绝缘 限位套(1607)通过强力胶 进行胶结； 绝缘限位套(1607)和弹簧(1605)限制电池滑动负极接 头(1606)的初始位置； 绝缘限位套(1607)与上端盖(1602)上的孔通过孔轴间隙配合定位； 电池正极接头(1608)与上端盖(1602)上的孔配合并由电池(1612)限位； 胶塞座(1609)通过 螺钉与钻杆(19)连接； 外套筒(1611)下端通过螺钉与下端盖(1629)连接并通过密封圈密 封； 电池(1612)的上端通过上端盖(1602)轴肩限位， 下端通过内套筒(1613)凸台限位； 第三 减振支架(161401)通过螺钉与内套筒(1613)连接， 超声波发生器(162701)和第二定时断电 开关(161501)均与第三减振支架(161401)通过螺钉固连； 第二位移传感器(161601)通过螺 纹与第二上隔板(161701)连接， 第二上隔板(161701)和第二下隔板(162201)均通过螺钉与 外套筒(1611)和内套筒(1613 )连接； 上定位块(161801)和下定位块(162101)与内套筒 (1613)为孔轴配合并通过第二上隔板(161701)和第二下隔板(162201)限制上下位移； 压电 陶瓷片(161901)和变幅杆(162001)的底部限位于上定位块(161