CN104179480B - 用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,包括:流动腔体,所述流动腔体具有第一注入口、第一流出口和第二流出口,高凝油从所述第一注入口注入,从所述第一流出口和第二流出口流出;共振杆,与所述流动腔体相连接,一端设置有第二注入口,另一端设置有径向凹槽;所述第一流出口流出的高凝油进入所述共振杆后,从所述第二注入口底面弹回,并再次作用于所述第一流出口流出的高凝油,使得高凝油的压力呈周期性变化并从所述第二流出口溢出;所述高凝油的压力呈周期性变化的频率为超声波频率。本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,结构简单,环保节能,处理量大,处理效果好。
Description
技术领域
本发明涉及声能应用技术领域,尤其涉及一种用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置。
背景技术
随着经济的发展,人们对石油等能源的需求越来越大。世界石油资源的日益紧缺,使得占可采储量70%以上的高凝油等非常规石油资源越来越得到人们的重视。高凝油的凝固点在40℃以上,其所具有的凝点高、含蜡高的特征使得开采和运输的难度极大。人们常使用加热、加轻质油稀释、加降凝剂等方法来进行高凝油的降凝处理。
加热方法需提供热源,有的需要导电介质存在,在应用中存在井下加热的均匀性、电极的腐蚀以及可能产生爆炸等安全问题。加轻质油稀释降凝的方法用于高凝油开发运输中尤需格外谨慎,因为轻质油中的某些成分可能会引起原油中沥青质和蜡质成分的沉降和团聚,进而在混合液中形成石蜡结晶和沉降,引起凝点的增高,反而不利于高凝油的开采和运输,另外这种方法在开发、运输中需泵送、处理的液体增多,况且轻质油本身就是较珍贵资源,可导致成本增高。添加降凝剂降凝是当前高凝油降凝中常用的有效方法,但这一方法也要受到油田作业现场的气候条件和原油蜡质成分和含量等因素的影响。另外,目前制备的降凝剂在管道停输一段时间后再启动,降凝效果大幅度下降,达不到管输的安全要求。
综上可知,目前常用的高凝油降凝方法往往存在能耗大、成本高且投资风险大等问题。
发明内容
本发明的目的是实现安全、环保、节能地降低高凝油凝点。
为实现上述目的,本发明提供了一种用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,包括:
流动腔体,所述流动腔体包括第一注入口、第一流出口和第二流出口,所述第一流出口和所述第一注入口相对设置于所述流动腔体的两个端面,所述第二流出口设置于所述流动腔体的侧面上,用以高凝油从所述第一注入口注入所述流动腔体内,从所述第一流出口和第二流出口流出;
共振杆,所述共振杆为圆柱体结构,一端设置有第二注入口,另一端设置有径向凹槽;
所述共振杆的外壁与所述流动腔体的内壁螺纹相螺设,从而与所述流动腔体相连接;所述第二注入口与所述第一流出口相对设置;所述第一流出口流出的高凝油进入所述第二注入口后,从所述第二注入口的底面弹回,并再次作用于所述第一流出口流出的高凝油,使得所述第一流出口和第二注入口之间的高凝油的压力呈周期性变化,并从所述第二流出口溢出;其中,所述高凝油的压力呈周期性变化的频率为超声波频率。
优选地,所述的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,还包括固定连接件,用于固定连接所述流动腔体和所述共振杆;所述固定连接件内侧设置有螺纹,所述共振杆通过螺栓与所述螺纹螺设,从而与所述固定连接件相连接;所述第一注入口的内径大于所述第一流出口的内径;所述第一流出口内壁轴截面圆心角范围为(0,180°);所述第二注入口内壁轴截面圆心角范围为(0,180°)。
本发明通过流体动力方法产生超声波来降低高凝油凝点,装置结构简单,不受油田作业现场气候条件的限制,环保节能,处理效果好。
附图说明
图1为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置剖面示意图;
图2为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置流动腔体剖面示意图;
图3为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置共振杆剖面示意图;
图4为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置固定连接件俯视图;
图5为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置产生的声波频谱图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置剖面示意图。
如图所示,用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置包括:流动腔体1、共振杆2、固定连接件3。
高凝油液体经泵加压后从流动腔体1第一注入口注入,速度为v1,从所述流动腔体1第一流出口流出,所述第一流出口截面收缩,超重油液体压力增大,速度为v2(v2>v1);所述共振杆2外壁与所述流动腔体的内壁螺纹相螺设,从而与所述流动腔体相连接,所述共振杆2一端设置有第二注入口,另一端设置有径向凹槽;所述第二注入口与所述第一流出口相对设置,从所述第一流出口流出的高凝油进入所述第二注入口后,从所述第二注入口底面弹回,速度为v3(v3>v2),并再次作用于第一流出口流出的高凝油,使得所述流动腔体1的第一流出口和共振杆2的第二注入口之间的高凝油的压力呈周期性变化,并从所述第二流出口溢出;高凝油的压力呈周期性变化的频率为超声波频率。
图2为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置流动腔体剖面示意图;
如图所示,流动腔体上设置有第一注入口1、第一流出口2和第二流出口3。
左侧的第一注入口端呈圆柱体,右侧的第一流出口端呈圆锥体,第一注入口1内径大于第一流出口2内径,截面收缩,目的是使第一流出口2流出的高凝油液体压力呈现周期性变化。
流动腔体第一流出口2内壁轴截面圆心角φ1范围为(0,180°),在本实施例中,该角度优选为60°;第二流出口3均匀分布环绕在流动腔体侧面上,数量可根据具体情况设置,在本实施例中,第二流出口3优选设置为6个。
第一注入口1相对端内侧设置有螺纹,所述共振杆通过注入口相对端的螺栓与所述螺纹螺设,从而与所述流动腔体相连接。
图3为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置共振杆剖面示意图;
如图所示,共振杆一端设置有第二注入口,第二注入口内壁轴截面圆心角φ2范围为(0,180°),在本实施例中,该角度优选为90°;共振杆另一端设置有径向凹槽,用于拆卸时为所述共振杆导向。
图4为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置固定连接件俯视图;
固定连接件用于固定流动腔体和共振杆。固定连接件内侧设置有螺纹,共振杆通过注入口相对端螺栓与所述螺纹螺设,从而与所述固定连接件相连接。
图5为本发明提供的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置产生的声波频谱图。
根据结构和激励流体种类不同,本发明提供的装置可激励声波的频率范围为1kHz~100kHz。
本发明通过采用流体动力学产生超声波来破坏高凝油中蜡晶的网状结构,来改变高凝油的流变性,以达到降低高凝油凝点的作用。本发明装置结构简单,可在石油开采的同时进行处理,不受油田作业现场气候条件和原油成分限制,环保节能,处理量大,处理效果好。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,其特征在于,所述装置包括:
流动腔体,所述流动腔体包括第一注入口、第一流出口和第二流出口,所述第一流出口和所述第一注入口相对设置于所述流动腔体的两个端面,所述第二流出口设置于所述流动腔体的侧面上,用以高凝油从所述第一注入口注入所述流动腔体内,从所述第一流出口和第二流出口流出;
共振杆,所述共振杆为圆柱体结构,一端设置有第二注入口,另一端设置有径向凹槽;
所述共振杆的外壁与所述流动腔体的内壁螺纹相螺设,从而与所述流动腔体相连接;所述第二注入口与所述第一流出口相对设置;所述第一流出口流出的高凝油进入所述第二注入口后,从所述第二注入口的底面弹回,并再次作用于所述第一流出口流出的高凝油,使得所述第一流出口和第二注入口之间的高凝油的压力呈周期性变化,并从所述第二流出口溢出;其中,所述高凝油的压力呈周期性变化的频率为超声波频率;
所述第一流出口内壁轴截面圆心角为60°;
所述第二注入口内壁轴截面圆心角为90°。
2.根据权利要求1所述的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,其特征在于,还包括固定连接件,用于固定连接所述流动腔体和所述共振杆。
3.根据权利要求2所述的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,其特征在于,所述固定连接件内侧设置有螺纹,所述共振杆通过螺栓与所述螺纹螺设,从而与所述固定连接件相连接。
4.根据权利要求1所述的用于降低高凝油凝点的流体动力超声波发生装置,其特征在于,所述第一注入口的内径大于所述第一流出口的内径。
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