并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油開采輔助裝置，特別是應(yīng)用于油田井下抽油用的一種并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國現(xiàn)有油田中，原油含蠟比達10—40%的中高含蠟油井數(shù)占80%以上，蠟含量高，原油粘稠度高，流動性低，并且極易凝結(jié)堆積，從而引起出油篩管及抽油泵上、下各部位結(jié)垢堵塞，增加抽油泵無用功耗，減小出油量，甚至完全堵塞井筒而導(dǎo)致停產(chǎn)。因此，如何解決石蠟結(jié)晶堵井這一令所有油田頭痛的老大難問題，如何防蠟、降粘，增加原油在井筒類的流動性，從而提高油井產(chǎn)量，提高資源采收率，這是石油工業(yè)一個極具挑戰(zhàn)性且又具有普遍意義的重大科研課題。
[0003]為此本發(fā)明中設(shè)計人之一，曾先后發(fā)明了一種超強防蠟降粘增油器(專利號為:200520095428.5稱為第一代)和一種雙重聲波渦流防蠟降粘器(專利號為:201420171412.7可稱為第二代)，其中第一代增油器，對解決石蠟結(jié)晶堵井、原油粘度高、流動性差的問題，起到了一定的效果，但僅適應(yīng)于含蠟量20%以下的油井。而第二代增油器可適應(yīng)于含蠟量高達25%的油井，應(yīng)用范圍有一定的提高，但存在產(chǎn)量不穩(wěn)定，波動性較大的問題，特別是應(yīng)用于低深油井的增產(chǎn)效果不夠理想，甚至出現(xiàn)部份油井減產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要解決第二代增油器產(chǎn)量不穩(wěn)定，波動性較大，不能適用低深油井的問題，提供一種并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器。
[0005]本發(fā)明的具體方案是:并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，包括有射流超聲振蕩器和渦流導(dǎo)流噴射器對接而成，兩者之間設(shè)有空化艙，其特征是:所述射流超聲振蕩器具有殼體，殼體內(nèi)裝有射流頭，射流頭中開有兩個并排布置的楔形通孔，兩楔形通孔的小口端相對空化艙布置，且在小口端設(shè)計有向外伸出的支架，在支架上對應(yīng)兩個楔形通孔各裝有一塊振動彈片，構(gòu)成兩個并聯(lián)布置的超聲振蕩器。
[0006]本發(fā)明中所述射流頭中每個楔形通孔的大口端尺寸為25mmX 28mm，小口端尺寸為25mmX 3mm0
[0007]本發(fā)明中所述兩個超聲振蕩器產(chǎn)生的振動波頻率各為4000~25000HZ。
[0008]本發(fā)明中所述渦流導(dǎo)流噴射器具有導(dǎo)流段和噴射段，兩段之間裝有一個單向?qū)Я鏖y，導(dǎo)流段和噴射段內(nèi)壁上均開有多頭螺旋槽。
[0009]本發(fā)明中所述渦流導(dǎo)流噴射器的導(dǎo)流段和射流段內(nèi)壁上所開的螺旋槽，其導(dǎo)程為50~500mm,頭數(shù)為2— 8頭，導(dǎo)流段及射流段長度各為100~400mm。
[0010]本發(fā)明的工作原理是:
一、并聯(lián)雙射流超聲波振動器；
根據(jù)前蘇聯(lián)CM、Kagieib教授和美國休斯敦SPOR公司的研宄，振動波在原油介質(zhì)中傳播，主要可產(chǎn)生兩個方面的作用:
1.機械振動作用。振動波能迫使原油介質(zhì)中的物質(zhì)分子或分子團作強烈的機械振動。這種與聲波傳播方向一致的強大的單向作用力，既可撕斷原油的長鏈分子鍵，降低原油粘稠度，又可以撕斷蠟晶體的晶格結(jié)構(gòu)，防止蠟的凝結(jié)和析出。
[0011]2.熱效應(yīng)。振動波穿過流體介質(zhì)時，介質(zhì)吸收一定能量，會引起局部升溫。頻率越高，熱效應(yīng)越顯著。使用超聲波防蠟降粘器，能使流經(jīng)的原油介質(zhì)升溫約5—8°C，降低蠟?zāi)c20— 35°C，進一步加強了防蠟降粘增流效應(yīng)。
[0012]本發(fā)明使用中，原油通過超聲波振蕩器射流頭的兩個楔形通孔，流速迅速提高(約50倍)，形成射流，原油中蠟的結(jié)晶體(或分子團)在射流發(fā)生中經(jīng)歷了一個快速擠壓變形破碎和一個快速擴張變形破碎兩個過程，蠟的結(jié)晶析出組織受到極大破壞，遂呈極細分子團或分子存在，從而產(chǎn)生了極好的一次防蠟降粘作用。原油形成兩個射流經(jīng)過超聲波振蕩器裝置，在射流強大的交變力作用下，能產(chǎn)生4000-25000HZ的振動波。這種中高頻振動波直接作用于原油介質(zhì)中，并在其中傳播開來，將原本極細分子團得以破壞，實現(xiàn)了防蠟降粘作用。
[0013]二、空化艙作用:原油由于雙射流楔口的阻力，促使原油在楔口出口以上部分自然形成真空部分，在此空化艙進行的一定的增長，強化射流，超聲振蕩的空化作用形成，原油在空化艙內(nèi)由于受到射流、超聲波振蕩的作用，不斷產(chǎn)生空化氣泡，在真空環(huán)境下，氣泡迅速破滅，在氣泡破滅瞬間，氣泡內(nèi)部壓力可達幾千Pa，溫度可達幾千攝氏度，產(chǎn)生的加速度是其重力的幾千倍，加速了對原油中長鏈蠟結(jié)晶和原油分子鏈的粉碎，空化破碎做功產(chǎn)生的熱效應(yīng)，使得原油介質(zhì)溫度升高，空化艙內(nèi)進一步加強了防蠟降粘增流作用。
[0014]三、渦流導(dǎo)流噴射器:原油經(jīng)粉碎和空化作用后經(jīng)空化艙進入渦流導(dǎo)流噴射器的導(dǎo)流段，由大截面直線運動狀態(tài)導(dǎo)向行程小截面渦流導(dǎo)流狀態(tài)，極大地提高了原油的流速，并阻止了粉碎和空化了的蠟分子團的再積聚。
[0015]原油再經(jīng)單向?qū)Я鏖y，其主要作用是進一步縮小過流截面，使原油形成一個環(huán)狀渦旋噴出口 ；保持空化艙的負壓空間；另一個作用是防止抽油機下沖程造成的原油回流。
[0016]經(jīng)單向?qū)Я鏖y噴射出的環(huán)狀渦流原油再經(jīng)渦旋導(dǎo)流噴射器的噴射段負壓放大，壓差進一步擴大，流速進一步提升，從而大大提高了原油的流動性，提高了泵效。
[0017]特別是:本發(fā)明中采用了并聯(lián)的雙重超聲波振蕩器，兩個噴射振蕩源的聲波，在重疊區(qū)各點的振動物理量等于各點在該點物理量的矢量和，即聲波震動振幅及能量大大增強，因此本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1.增強了空化作用釋放的能量，更多、更好的使蠟垢晶體碎化，加強除蠟除垢的作用。
[0018]2.聲波能量的增強、轉(zhuǎn)化為粘性液體熱焓的增加，致使原油介質(zhì)升溫增強、起到增加熔蠟和降粘的作用。
[0019]3.聲波振幅的加大，也就增強介質(zhì)中質(zhì)點的機械振動，加大了撕裂蠟垢晶體的能量，使油管壁結(jié)垢量銳減。
[0020]4.并聯(lián)雙射流口，增大了橫截面，既不影響射流流速，又使得單位時間內(nèi)通過的油液量更多。
[0021]5.并聯(lián)射流聲波振蕩防蠟降粘器使用范圍更廣，特別適用于油管地壓相對較小的油田生產(chǎn)，不堵管，有利于油井穩(wěn)產(chǎn)并提高油井的產(chǎn)量，大幅延長洗井周期，降低油田生產(chǎn)費用，與串聯(lián)形式產(chǎn)品相比，具有更好的優(yōu)越性。
[0022]6.能夠適用于低深油井，穩(wěn)定提高產(chǎn)量達5~10%以上。
[0023]7.安全環(huán)保、無任何副作用；無須任何外在動力或能源。
[0024]8.安裝簡便，運行可靠，在高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境下產(chǎn)品壽命長。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的剖視示意圖；
圖2是圖1中的A—A視圖；
圖3是圖1中的B—B視圖；
圖4是本發(fā)明與第二代增油器的產(chǎn)量比較曲線圖。
[0026]圖中:1 一射流頭，2—振動彈片，3—支架，4一空化艙，5—螺旋槽，6 —閥座，7—鋼球，8—螺旋槽，9 一射流段，10—導(dǎo)流段，11 一殼體，12、13—楔形通孔，14 一本發(fā)明日產(chǎn)量曲線，15—第二代增油器日產(chǎn)量曲線。
【具體實施方式】
[0027]參見圖1一3，本發(fā)明由射流聲波振蕩器和渦流噴射器兩部分組成，通過一個空化艙4過渡對接而成，本發(fā)明的空化艙4采用了一個雙頭內(nèi)螺紋管接頭制成，空化艙4也可通過延長雙射流超聲振蕩器的管形外殼11或延長渦流導(dǎo)流噴射器的導(dǎo)流段9的接頭部分形成。其中:本發(fā)明中的射流超聲振蕩器具有一個鋼制管形殼體11，殼體11的進油端制有螺紋，制作一塞形射流頭I與殼體螺紋連接，射流頭I上開有兩個楔形通孔12、13 ;所述射流頭I中每個楔形通孔12、13的大口端尺寸為25mmX 28mm,小口端尺寸為25mmX 3mm ;小口端設(shè)計成扁嘴噴油口，射流頭I的小口端向外延伸裝有支架3，支架3上裝有兩塊振動彈片2，彈片2的外端采用螺釘與支架3的外端固定連接，另一端懸置在扁嘴噴油口中，構(gòu)成超聲波振蕩器，其產(chǎn)生的振動波頻率各為4000~25000HZ ;殼體11的出油端與空化艙4螺紋連接。
[0028]本發(fā)明中的渦流導(dǎo)流噴射器，是由導(dǎo)流段10和噴射段9對接而成，兩者之間裝有由閥座6和鋼球7組成的單向?qū)Я鏖y。上述導(dǎo)流段10為一鋼制大小頭，其小頭內(nèi)壁上有四頭螺旋槽5，其導(dǎo)程為300mm，長度為200mm，槽深8mm，外壁上制有外螺紋；其大頭內(nèi)壁制有螺紋與空化艙4連接。上述噴射段9為鑄管制成，其右段制有內(nèi)螺紋與導(dǎo)流段10連接，左段內(nèi)側(cè)上制有四頭螺旋槽8，其導(dǎo)程為200mm，長度為150mm，槽深15mm。
[0029]本發(fā)明使用時，將進油口連接地下抽油管，將渦流導(dǎo)流噴射器的出油端連接抽油泵即可。本發(fā)明具有超強的防蠟降粘增油效果。特別適合低深油井含蠟較高的油田應(yīng)用，效果更為顯著，參見圖4。這是應(yīng)用本發(fā)明增油器和第二代增油器在某低深油井下的日產(chǎn)量曲線圖，圖中Q為產(chǎn)量(噸)，T為生產(chǎn)日，可見本發(fā)明油產(chǎn)量明顯高于第二代增油器，且產(chǎn)量更穩(wěn)定。
【主權(quán)項】
1.并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，包括有射流超聲振蕩器和渦流導(dǎo)流噴射器對接而成，兩者之間設(shè)有空化艙，其特征是:所述射流超聲振蕩器具有殼體，殼體內(nèi)裝有射流頭，射流頭中開有兩個并排布置的楔形通孔，兩楔形通孔的小口端相對空化艙布置，且在小口端設(shè)計有向外伸出的支架，在支架上對應(yīng)兩個楔形通孔各裝有一塊振動彈片，構(gòu)成兩個并聯(lián)布置的超聲振蕩器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，其特征是:所述射流頭中每個模形通孔的大口端尺寸為25mmX 28mm，小口端尺寸為25mmX3mm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，其特征是:所述兩個超聲振蕩器產(chǎn)生的振動波頻率各為4000~25000HZ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，其特征是:所述渦流導(dǎo)流噴射器具有導(dǎo)流段和噴射段，兩段之間裝有一個單向?qū)Я鏖y，導(dǎo)流段和噴射段內(nèi)壁上均開有多頭螺旋槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，其特征是:所述渦流導(dǎo)流噴射器的導(dǎo)流段和射流段內(nèi)壁上所開的螺旋槽，其導(dǎo)程為50~500mm，頭數(shù)為2— 8頭，導(dǎo)流段及射流段長度各為100~400mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油開采輔助裝置，是用于井下抽油的一種并聯(lián)式雙重聲波渦流降粘增油器，包括有射流超聲振蕩器和渦流導(dǎo)流噴射器對接而成，兩者之間設(shè)有空化艙，其特征是：所述射流超聲振蕩器具有殼體，殼體內(nèi)裝有射流頭，射流頭中開有兩個并排布置的楔形通孔，兩楔形通孔的小口端相對空化艙布置，且在小口端設(shè)計有向外伸出的支架，在支架上對應(yīng)兩個楔形通孔各裝有一塊振動彈片，構(gòu)成兩個并聯(lián)布置的超聲振蕩器；本發(fā)明更好地解決了含蠟量容易堵塞，原油粘度高，流動性差的問題，特別是解決了現(xiàn)有其它降粘器不能適應(yīng)低深油井抽油的問題，大大提高了抽油產(chǎn)量，廣泛適用于不同類型、不同含蠟量和含水量的油井采油。
【IPC分類】E21B37-00
【公開號】CN104763378
【申請?zhí)枴緾N201510192725
【發(fā)明人】周奕夫, 周平
【申請人】黃石市科威石油設(shè)備有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月22日