CN106761634B - 一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置 - Google Patents
一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及石油开采辅助装置，是用于井下采油用的一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置，它具有谐波发生器和旋流腔，其特征是：在旋流腔之后依次对接有双频率选频器、过渡腔、双频率一级振荡器、一级振荡腔、双频率二级振荡器、二级振荡腔、次声波发生器；所述双频率选频器和双频率一级振荡器、双频率二级振荡器三者具有相同的结构，具有两个不同的振荡频率；所述次声波发生器具有筒体，筒体的内壁在轴向上呈正弦曲线的凸凹状结构；本发明产生的饱含次声波的双频率超声波对储油岩石层无伤害，能提高储层渗透率，降低原油粘度，具有除垢、防蜡和解堵及乳化作用；减少驱油蒸汽注入时间和蒸汽注入量；提高采收率和油井产油量。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采辅助装置，具体是一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置。
背景技术
在油田开采中，当某区域地下原油开采一段时间接近尾期后，原油的粘度高，流动性差，原油分布在岩缝中十分分散，使开采效率大大降低，甚至无法抽油。现有的解决方法是采用普通蒸汽管向藏油区的原油进行加热，通过蒸汽加压使分散在岩石缝中的原油向采油区汇集，再进行抽油。现有技术存在的问题是：蒸汽注入时间长，蒸汽注入量大，挤压汇集效果不理想；另一方面尾油含蜡量高，原油粘稠度高，流动性低，并且极易凝结堆积，从而容易引起抽油管及抽油泵的结垢堵塞，增加抽油泵的无用功耗，减少出油量，甚至完全堵塞井筒而导致停产。
发明内容
本发明的目的是要解决现有蒸汽加压、挤压汇集效果不理想，尾油含蜡量高，流动性差，影响采油效率的问题，提供一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置。
本发明的具体方案是：一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置，它具有谐波发生器和旋流腔，其特征是：在旋流腔之后依次对接有双频率选频器、过渡腔、双频率一级振荡器、一级振荡腔、双频率二级振荡器、二级振荡腔、次声波发生器；所述双频率选频器和双频率一级振荡器、双频率二级振荡器三者具有相同的结构，均具有筒形壳体，壳体内装有射流头，在射流头中开有两个并排布置的楔形通孔，形成双射流喷嘴，正对两个楔形通孔的小口端，通过支架对应布置有两块簧片A、B，构成并联布置的超声振荡器，两个超声振荡器所产生的振动频率不同，其中一个振动频率为400～1000Hz，另一个为10K～20K Hz；所述次声波发生器具有筒体，筒体的内壁在轴向上呈正弦曲线的凸凹状结构。
本发明中所述谐波发生器具有壳体，壳体内设有若干螺旋片。
本发明中所述在旋流腔长度为450±50mm。
本发明中所述过渡腔长度为50～100mm。
本发明中所述一级振荡腔长度为≥500mm。
本发明中所述二级振荡腔长度为50～200mm。
本发明是以旋流、双射流、双频超声技术为基本原理，使流经旋流器的高速高压高温蒸汽成为饱含次声波的双频率超声波蒸汽。本发明装置由双频率发生器、双频率一级振荡器、双频率一级振荡腔、双频率二级振荡器和次声波发生器等五部分组成。其中双频率发生器由谐波发生器和双频率选频器组成。双频率发生器中的谐波发生器由三片左旋螺旋片沿管壁上端均布。螺旋片下部为一旋流腔。当高速高压高温蒸汽流经谐波发生器时高速旋转，在旋流腔中获得充分的搅拌并产生丰富的谐波。
本发明中加入有次声波发生器，其产生的频率在20Hz以内，沿管壁纵向剖面为正弦波形体，其通道为正弦波圆柱体。
以旋流、双射流、双频超声技术为基本原理，使流经旋流器的高速高压高温蒸汽成为饱含双频率的蒸汽。在外部连续不断的高速高压高温蒸汽注入下，饱含双频率的蒸汽高速流进次声波发生腔。当双频率超声振荡蒸汽通过截面为正弦波的次声波发生器，由于蒸汽通流量的膨胀和压缩，从次声波发生器喷口喷射出大量的超强度的含次声波的双频率超声振荡蒸汽。
当含有400～1000Hz频率的高速高压高温蒸汽作用于藏油区时，声波纵向和横向的传播辐射，使受热膨胀压裂岩石缝隙中的藏油在急剧加热的同时产生纵向和横向的振动，在藏油中产生无数的小旋涡，使岩石缝隙中的藏油加速软化稀释，原油粘度急剧下降，原油的流动性大大增强。
当含有10k～20kHz频率的高速高压高温蒸汽作用于藏油区时，超声波纵向和横向的传播辐射，使受热膨胀压裂岩石缝隙中的藏油在急剧加热的同时产生一系列的超声空化效应，促使粘度降低的原油进一步乳化，其流动性进一步增强。
次声波的特点是辐射广，能够绕过障碍物传得很远并具有极强的穿透力。当含有20Hz以下频率的高速高压高温蒸汽作用于藏油区时，次声波纵向和横向的传播辐射，使受热膨胀压裂的岩石和岩石缝隙中的藏油在急剧加热的同时产生强大的共振，共振力能放出相当大的能量，促使岩石缝隙表面和藏油的不断膨胀和收缩，形成了一种连续不断的挤压力作用于岩石缝隙中的藏油，使稀释、乳化的原油在挤压力的驱动下源源不断地从岩石缝隙中流入到采油区。
综上所述，饱含双频率和次声波的高速高压高温蒸汽在对藏油区的原液进行加热的同时，并对藏油区的原液和岩层进行超声波处理。原液和岩层受热后膨胀，岩层产生巨大的内压，岩层内压增至一定程度岩层将产生压裂，岩层缝隙中的原液经超声处理后将从缝隙中流向采油区。采用本发明装置进行超声波蒸汽驱油和超声抽油，对储油岩石层无伤害，能提高储层渗透率，降低原油粘度，具有除垢、防蜡和解堵作用；减少蒸汽注入时间和蒸汽注入量20%；提高采收率5%~10%,提高油井产油量30%以上。
本发明用于蒸汽驱油时，是将本装置的谐波发生器一端向上与蒸汽供气管进行对接。而用于抽油时，将本装置的谐波发生器一端向下，同时去掉次声波发生器，以二级振荡腔的尾端与上方的抽油管对接。
附图说明
图1是本发明的主剖视图；
图2是本发明的俯剖视图；
图3是图1中的A-A视图；
图4是双频率选频器的放大视图；
图5是簧片A的主视图；
图6是簧片B的主视图；
图7是射流头的主视图；
图8是射流头的右视图。
图中：1-谐波发生器，2-旋流腔，3-双频率选频器，4-过渡腔，5-双频率一级振荡器，6-一级振荡腔，7-双频率二级振荡器，8-二级振荡腔，9-次声波发生器，10-筒形壳体，11-射流头，12-簧片A，13-簧片B，14-支架，15-楔形通孔，16-螺旋片。
具体实施方式
参见图1、2，本发明具有谐波发生器1和旋流腔2，特别是：在旋流腔2之后依次对接有双频率选频器3、过渡腔4、双频率一级振荡器5、一级振荡腔6、双频率二级振荡器7、二级振荡腔8、次声波发生器9；所述双频率选频器3和双频率一级振荡器5、双频率二级振荡器7三者具有相同的结构，均具有筒形壳体10，壳体内装有射流头11，在射流头11中开有两个并排布置的楔形通孔15，形成双射流喷嘴，正对两个楔形通孔15的小口端，通过支架14对应布置有两块簧片A12、B13，构成并联布置的超声振荡器，两个超声振荡器所产生的振动频率不同，其中一个振动频率为400～1000Hz，另一个为10K～20K Hz；所述次声波发生器9具有筒体，筒体的内壁在轴向上呈正弦曲线的凸凹状结构。
本实施例中谐波发生器1具有壳体，壳体内设有三块螺旋片16，形成三头螺旋槽结构。
本实施例中在旋流腔2长度为450±50mm，具体为450mm。
本实施例中过渡腔4长度为50～100mm，具体为80mm。
本实施例中一级振荡腔6长度为≥500mm，具体为600mm。
本实施例中二级振荡腔8长度为50～200mm，具体为80mm。
Claims (2)
1.一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置，具有谐波发生器和旋流腔，其特征是：在旋流腔之后依次对接有双频率选频器、过渡腔、双频率一级振荡器、一级振荡腔、双频率二级振荡器、二级振荡腔、次声波发生器；所述双频率选频器和双频率一级振荡器、双频率二级振荡器三者具有相同的结构，均具有筒形壳体，壳体内装有射流头，在射流头中开有两个并排布置的楔形通孔，形成双射流喷嘴，正对两个楔形通孔的小口端，通过支架对应布置有两块簧片A、B，构成并联布置的超声振荡器，两个超声振荡器所产生的振动频率不同，其中一个振动频率为400～1000Hz，另一个为10K～20K Hz；所述次声波发生器具有筒体，筒体的内壁在轴向上呈正弦曲线的凸凹状结构；所述旋流腔长度为450±50mm；所述过渡腔长度为50～100mm；所述一级振荡腔长度为≥500mm；所述二级振荡腔长度为50～200mm。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能对流超声蒸汽驱油、超声抽油两用装置，其特征是：所述谐波发生器具有壳体，壳体内设有若干螺旋片。
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