CN111927395B - 一种超声波清蜡器及井下产生超声波的抽油管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波清蜡器及井下产生超声波的抽油管柱，属于油井解堵技术领域，超声波清蜡器包括清蜡器主体，清蜡器主体的空腔内设有将空腔分隔的喷嘴，喷嘴两侧的空腔内壁上设有第一进油口和第一出油口；喷嘴的喷射口与第一出油口之间设有与空腔内壁连接的簧片；井下产生超声波的抽油管柱包括油管以及连接在油管下部的抽油泵泵筒；抽油杆伸入油管内部之后，与清蜡器主体连接，清蜡器主体与抽油泵泵筒内部的抽油泵柱塞连接；密封柱塞与油管之间设有密封泵筒。本发明利用井液作为高速液流冲击簧片产生超声波，实现了边采油边清蜡，保证了采油效率，同时使超声波产生的位置更靠近结蜡点，有效的提高清蜡效果。

Description

一种超声波清蜡器及井下产生超声波的抽油管柱

技术领域

本发明属于油井解堵技术领域，特别是涉及一种超声波清蜡器及井下产生超声波的抽油管柱。

背景技术

超声波作为一种能量形式在石油开采领域中也得到了应用。例如，利用超声波解堵、超声波防蜡等。井下产生超声波的途径是利用液流的动能，液流高速通过一个喷嘴，冲击特制的簧片，使簧片产生震动产生超声波。产生高速液流的方式有两种，一种是如申请号为“CN01216639.1”，名称为“超声波解堵装置”的实用新型中，将带有喷嘴的超声波发生器安装在解堵液管的底部，待解堵液管将其送至指定地点后，由地面的高压泵车通过解堵液管向超声波发生器输送的高压液体。另一种是装在抽油泵的吸入口处，靠地层的沉没压力与抽油泵的吸入口之间形成的压差推动井液进入喷嘴形成高速液流。

但上述方法中，第一种方法，在解堵时，需要先将油井停采，然后再放入上述解堵液管，利用地面提供高压液体冲击簧片，产生超声波进行解堵，这使得正常的采油工作中，不能边采油边解堵，从而耽误产油效率；另一种方法，由于地层的沉没压力较小，形成的压差也小，产生的超声波能量也较小，同时抽油泵距离抽油管柱内的结蜡点较远，因此产生的超声波无法有效到达结蜡点，清蜡、降粘效果均不佳。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种超声波清蜡器及井下产生超声波的抽油管柱，利用抽油管柱中抽取过程中的油作为高速液流，使其在正常采油过程中也可以进行清蜡和降粘的作用，同时使超声波产生的位置更靠近结蜡点，以及提高超声波能量，从而有效的提高清蜡效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种超声波清蜡器，包括清蜡器主体，清蜡器主体内部具有空腔，空腔内部设有将空腔分隔成两段的喷嘴，喷嘴两侧的空腔内壁上分别设有与外部连通的第一进油口和第一出油口；喷嘴包括朝向第一进油口设置的油路口和朝向第一出油口设置的喷射口，喷射口与第一出油口之间设有平行于喷射方向的簧片，簧片与空腔的内壁连接。

优选的，清蜡器主体包括上接头、下接头以及套接在上接头和下接头外部的密封柱塞，喷嘴设置在上接头的底部。

优选的，上接头和下接头为方向相反设置的中空圆锥柱体；第一进油口和第一出油口分别设置在下接头和上接头的圆锥面上。

优选的，油路口至喷射口的直径逐渐减小。

还提供一种井下产生超声波的抽油管柱，应用了超声波清蜡器，包括油管以及连接在油管下部的抽油泵泵筒；抽油杆伸入油管内部并与上接头连接，下接头与抽油泵泵筒内的抽油泵柱塞连接，抽油泵柱塞顶部设有第二出油口，底部设有出油阀，抽油泵泵筒底部设有进油阀；密封柱塞与所述油管之间设有密封泵筒，抽油泵柱塞与抽油泵泵筒密封连接，抽油泵柱塞的直径大于密封柱塞的直径。

优选的，抽油泵柱塞为中空的圆锥柱体，第二出油口设置在抽油泵柱塞的锥面上。

优选的，抽油泵泵筒直径小于油管的直径。

优选的，密封泵筒位于油管的中部，密封泵筒为端面是内凹锥面的环状体。

优选的，下接头与抽油泵柱塞之间设有脱接器。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明中超声波清蜡器两端分别设有第一进油口和第一出油口，并在第一进油口和第一出油口之间设置有喷嘴和簧片，抽油管柱中的油能够通过第一进油口进入超声波清蜡器内，并在喷嘴的作用下形成高速液流，冲击喷嘴正前方的簧片产生超声波，超声波引起井液和结蜡点的振动，从而达到降低井液的黏度、清理结蜡点的作用；同时冲击完簧片之后的油通过第一出油口重新流回抽油管柱内，然后从采油口流出油井，完成采油，使得抽油管柱能够在进行清蜡、降粘的作业的同时，仍能进行采油作业，保证采油的效率。

2、抽油管柱在采油过程中，由于密封柱塞的直径小于抽油泵柱塞的直径，从而使清蜡器主体与抽油泵柱塞之间形成上小下大的凸字型空间，抽油杆带动清蜡器主体和抽油泵柱塞上行时，虽然两者上行距离一致，但上行面积不一致，因此会压缩两者间的凸字型空间，从而产生巨大的油压差，同时在压缩过程中液流被迫从第一进油口进入清蜡器主体内，并在清蜡器主体内部的喷嘴作用下产生高速液流冲击簧片产生超声波，由于超声波清蜡器设置在抽油管柱内部，一方面能够充分利用采油产生的巨大油压差，提高超声波的能量，加强清蜡、降粘效果；另一方面使产生超声波的位置更接近抽油管柱中的结蜡点，从而能够及时进行清蜡、降粘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、超声波清蜡器的结构示意图；

图2、井下产生超声波的抽油管柱结构示意图。

附图标记说明：1.清蜡器主体、2.喷嘴、3.簧片、4.上接头、5.密封柱塞、6.下接头、7.抽油杆、8.油管、9.脱接器、10.抽油泵柱塞、11.抽油泵泵筒、12.进油阀、13.出油阀、14.工字型连接件、15.密封泵筒、16.第一出油口、17.第一进油口、18.油路口、19.喷射口、20.第二出油口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种超声波清蜡器，如图1所示，包括清蜡器主体1，清蜡器主体1内部具有空腔，空腔内部设有将空腔分隔成两段的喷嘴2，喷嘴2两侧的空腔内壁上分别设有与外部连通的第一进油口17和第一出油口16；喷嘴2包括朝向第一进油口17设置的油路口18和朝向第一出油口16设置的喷射口19，喷射口19与第一出油口16之间设有平行于喷射方向的簧片3，簧片3与空腔的内壁连接。油管8内的油从第一进油口17进入清蜡器主体1的空腔内，通过油路口18进入喷嘴2，经过喷嘴2的节流、加速作用下，形成高速液流，冲击喷射口19正前方的簧片3，使其振动产生超声波，超声波引起井液振动，及时对结蜡点进行清蜡、降粘。同时喷嘴2喷射出的井液重新从第一出油口16流回油管8，完成一次采油，使其在进行清蜡和降粘时，无需停止采油作业，保证采油效率。

进一步，为了方便拆卸和安装，本实施例中，将清蜡器主体1设置成由上接头4、下接头6和密封柱塞5三部分组成，密封柱塞5通过螺纹套接在上接头4和下接头6外部，喷嘴2设置在上接头4的底部。

进一步，为了油井中的井液进入和流出超声波清蜡器更加顺畅，本实施例中，将上接头4和下接头6设置成方向相反的中空圆锥柱体，并将第一进油口17和第一出油口16分别设置在下接头6和上接头4的圆锥面上，井液通过中空圆锥柱体圆锥面的引导，能够更顺滑流入和流出第一进油口17和第一出油口16，同时能够有效油避免当大量井液一下涌过来时而出现拥堵的问题。

进一步，本实施例中，油路口18至喷射口19的直径逐渐减小，如图2所示的漏斗状，有利于井液从油路口18集中收束到喷射口19处，形成足够大的压力，保证井液从喷射口19喷射出去后能够形成高速的液流，同时喷射口19的直径较小，进一步提高了喷射速度。

进一步，为了使井液从油路口18流至喷射口19的过程更顺畅，本实施例中，将油路口18至喷射口19之间的喷嘴2内壁设置成弧形面，即如图1所示的喇叭状，弧形面的喷嘴2内壁能够避免对井液流动造成阻碍，使井液收束的更顺滑，提高喷射效果。

本实施例中，为了加强簧片3的固定强度，采用了工字型连接件14与清蜡器主体1的空腔内壁进行连接，工字型连接件14由一水平钢板和两个横向钢板一体式组成，将簧片3夹持在工字型连接件14的一水平钢板中部，然后将两个横向钢板与清蜡器主体1的空腔内壁连接在一起，通过两个横向钢板加大与空腔内壁的接触面积，从而加大簧片3的连接强度，保证簧片3在高速液流冲击下，仍能稳固连接在清蜡器主体1内。

如图2所示，本实施例中，还提供一种井下产生超声波的抽油管柱，应用了超声波清蜡器，包括油管8以及连接在油管8下部的抽油泵泵筒；抽油杆7伸入油管8内部并与上接头4连接，下接头6与抽油泵泵筒11内的抽油泵柱塞10连接，抽油泵柱塞10顶部设有第二出油口20，底部设有出油阀13，抽油泵泵筒11底部设有进油阀12，密封柱塞5与油管8之间设有密封泵筒15，抽油泵柱塞10滑动连接在抽油泵泵筒11内部，并与抽油泵泵筒11内壁形成密封处，抽油泵柱塞10的直径大于密封柱塞5的直径；由于抽油泵柱塞10的直径大于密封柱塞5的直径，从而使油管8内抽油泵柱塞10到清蜡器主体1之间形成上小下大的凸字型空间，抽油杆7上行带动清蜡器主体1和抽油泵柱塞10同时上行时，两者上行距离一致，但上行面积不一致，因此会压缩两者间的凸字型空间，从而产生巨大油压差，有利于喷嘴2产生高速液流，且在第一进油口17加速下，进一步提高了井液流动速度，从而保证井液经过喷嘴2时，具有足够大压力产生高速液流冲击簧片3产生能量较高的超声波，提高对结蜡点清蜡效果。

本实施例中，进油阀12为固定阀，出油阀13为游动阀，抽油泵柱塞10中游动阀在碰到抽油泵泵筒11中的固定阀之后，能够自动打开，从而使井液流入抽油泵柱塞10之中，当抽油杆7带动抽油泵柱塞10向上运动时，游动阀能够自动关闭，保证抽油泵柱塞10的井液不会流回油井。

进一步，本实施例中，抽油泵柱塞10为中空的圆锥柱体，第二出油口20设置在抽油泵柱塞10的锥面上，提高井液流动速度。

进一步，本实施例中，使抽油泵泵筒11直径小于油管8的直径。

进一步，本实施例中，密封泵筒15设置在油管8的中部，使得配套的超声波清蜡器也设置在油管8的中部，从而更靠近结蜡点；同时密封泵筒15设置成端面是内凹锥面的环状体，在锥面的引导下井液能够集中向下接头6流动，同时配合下接头6的圆锥柱体结构的锥面，使井液更加顺畅流入下接头6内。

本实施例中，下接头6与抽油泵柱塞10之间设有脱接器9，方便超声波清蜡器与抽油泵柱塞10的连接和分离。

工作过程：

抽油杆7带动抽油泵柱塞10向下运动，抽油泵柱塞10游动阀自动打开，井液进入抽油泵柱塞10之中，从第二出油口20，进入到油管8内，填满抽油泵柱塞10与清蜡器主体1之间的空间之后；抽油杆7带动清蜡器主体1以及抽油泵柱塞10向上运动时，游动阀自动关闭，同时抽油泵柱塞10带动井液向上运动，由于清蜡器主体1直径小于抽油泵柱塞10，两者之间形成上小下大的凸字型空间，因此，虽然清蜡器主体1和抽油泵柱塞10上行距离一致，但上行面积不一致，因此会压缩两者间的凸字型空间，从而在油管8内产生巨大的油压差，在压缩过程中液流被迫从第一进油口17进入清蜡器主体1内，在巨大油压之下压入喷嘴2之中，并在喷嘴2的节流作用及抽油机上行动力压缩作用下产生高速液流，高速液流冲击喷射口19正上方的簧片3产生超声波，利用超声波的特性对结蜡点以及井液进行清蜡和降粘；从喷嘴2喷出的井液液体，会通过第一出油口16再次进入油管8内，然后被抽油管柱上部抽油泵抽出，完成一次采油。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种井下产生超声波的抽油管柱，应用了超声波清蜡器，其特征在于，包括油管以及连接在油管下部的抽油泵泵筒；

所述超声波清蜡器包括清蜡器主体，所述清蜡器主体内部具有空腔，所述空腔内部设有将所述空腔分隔成两段的喷嘴，所述喷嘴两侧的空腔内壁上分别设有与外部连通的第一进油口和第一出油口；所述喷嘴包括朝向所述第一进油口设置的油路口和朝向所述第一出油口设置的喷射口，所述喷射口与所述第一出油口之间设有平行于喷射方向的簧片，所述簧片与所述空腔的内壁连接；所述清蜡器主体包括上接头、下接头以及套接在所述上接头和下接头外部的密封柱塞，所述喷嘴设置在所述上接头的底部；

抽油杆伸入所述油管内部并与所述上接头连接，所述下接头与所述抽油泵泵筒内的抽油泵柱塞连接，所述抽油泵柱塞顶部设有第二出油口，底部设有出油阀，所述抽油泵泵筒底部设有进油阀；所述密封柱塞与所述油管之间设有密封泵筒，所述抽油泵柱塞与所述抽油泵泵筒密封连接，所述抽油泵柱塞的直径大于所述密封柱塞的直径。

2.如权利要求1所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述上接头和所述下接头为方向相反设置的中空圆锥柱体；所述第一进油口和第一出油口分别设置在所述下接头和上接头的圆锥面上。

3.如权利要求1所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述油路口至所述喷射口的直径逐渐减小。

4.如权利要求1所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述抽油泵柱塞为中空的圆锥柱体，所述第二出油口设置在所述抽油泵柱塞的锥面上。

5.如权利要求4所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述抽油泵泵筒直径小于所述油管的直径。

6.如权利要求1所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述密封泵筒位于所述油管的中部，所述密封泵筒为端面是内凹锥面的环状体。

7.如权利要求1-6任意一项所述一种井下产生超声波的抽油管柱，其特征在于，所述下接头与所述抽油泵柱塞之间设有脱接器。

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