CN113294123B - 一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田采油技术领域，特别是涉及一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，包括射流振动组件、固定连接在所述射流振动组件右侧的量子空化组件、固定连接在所述量子空化组件右侧的涡旋射流组件，所述量子空化组件内部固定连接有回流混相组件；所述回流混相组件包括固定轴，所述固定轴两端分别固定连接有第一固定架和第二固定架，所述固定轴中部由左至右依次转动连接有第一导流器、第二导流器、第三导流器；所述第一固定架和所述第二固定架固定连接在所述量子空化组件内部；所述射流振动组件与所述量子空化组件之间设有第一变扣接头，所述量子空化组件与所述涡旋射流组件之间设有第二变扣接头。本发明可以达到减少石油管道蜡垢的目的。

Description

一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别是涉及一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置。

背景技术

石油开采过程中输油管道内部会生成蜡垢，由于原油含蜡比例高，在开采过程中随着温度和压力的降低蜡结晶体就可能析出，并在油管内凝结堆积，引起出油筛管和抽油泵上下各部位结垢堵塞，减少出油量，降低油田的采出效率，当蜡垢堵塞严重时还会造成生产被迫停止，带来巨大的经济损失。目前，蜡垢的处理方法主要以热洗井、机械清蜡、电加热、化学药剂为主，虽然一定程度缓解了生产问题，但对蜡垢的处理效果并不十分理想。

公布号为CN 110331960 A的发明公开了一种涡漩射流蜂巢式蜡垢液流处理器，具体公开了包括管筒，管筒内自下而上依次间隔布置有一级蜂巢式超声波发生器，二级蜂巢式超声波发生器及三级蜂巢式超声波发生器，所述一级、二级蜂巢式超声波发生器之间装有一级涡漩流发生器和一级涡漩射流撞击流混相器，二级、三级蜂巢式超声波发生器之间装有二级涡漩流发生器和二级涡漩射流撞击流混相器,该方案采用蜂巢超声波发生器产生声波振动，由涡漩射流撞击流混相器将石油混合，但该装置石油出口端，缺少石油流速加速装置，导致声波除蜡垢的效果欠佳。

公布号为CN 112253047 A的发明公开了量子蜡垢防治一体化装置，具体公开了上接头下部的中心孔外侧设有量子水处理器，上筒体下部螺纹密封连接下筒体，下筒体上部为磁化腔，下筒体通过轴承、压盖连接旋转筒，旋转筒下部设有叶片；旋转筒内壁上镶嵌有永磁体II、感应线圈，隔套内侧设有轴、电热棒，电热棒上下分别有导线与感应线圈的两端电性连接，该方案通过石油的流动带动发电装置发电，产生的电能供应电加热棒，来提高通过该装置的石油的温度，减少蜡垢的析出。但是，该方案只有量子环产生声波振动，缺少类似“帕尔曼声波防蜡器”的装置，导致声波振动能量不足，影响除蜡垢效果。

公告号为CN 212079262 U的实用新型公开了一种量子蜡垢处理一体化装置，具体公开了包括蜡垢防治模块、射流发生器、声波振动器和旋流器，同样的该方案不具有类似“帕尔曼声波防蜡器”的装置，导致声波振动能量不足，影响除蜡垢效果。到目前为止，现有的蜡垢处理装置并不能完全满足石油生产的需求，因此亟需一种全新的处理蜡垢的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，以解决上述问题，利用回流混相组件使石油经过第二导流器时部分石油发生回流，再次流经回流混相组件，使石油在回流混相组件中搅拌更加充分，增强石蜡溶解度，使结晶体较大的石蜡和长分子链石蜡互相碰撞摩擦，从而使较大的石蜡结晶破碎，较长的分子链断裂；同时降低石油黏性，从而达到减少蜡垢的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，包括射流振动组件、固定连接在所述射流振动组件右侧的量子空化组件、固定连接在所述量子空化组件右侧的涡旋射流组件，所述量子空化组件内部固定连接有回流混相组件；

所述回流混相组件包括固定轴，所述固定轴两端分别固定连接有第一固定架和第二固定架，所述固定轴中部由左至右依次转动连接有第一导流器、第二导流器、第三导流器；

所述第一固定架和所述第二固定架固定连接在所述量子空化组件内部；

所述射流振动组件与所述量子空化组件之间设有第一变扣接头，所述量子空化组件与所述涡旋射流组件之间设有第二变扣接头。

优选的，所述第一导流器边部等间隔固定连接有若干第一叶片，所述第一叶片的数量至少为八个，所述第一叶片所在平面与所述第一导流器中轴线的夹角为三十一度，所述第一叶片根部向外凸起。

优选的，所述第二导流器边部等间隔固定连接有若干第二叶片，所述第二叶片的数量至少为八个，所述第二叶片的截面为“L”型。

优选的，所述第三导流器边部等间隔固定连接有若干第三叶片，所述第三叶片的数量至少为八个，所述第三叶片所在平面与所述第三导流器中轴线的夹角为二十一度，所述第三叶片的根部向内凹陷。

优选的，所述量子空化组件包括内筒，所述内筒内壁与所述第一固定架和所述第二固定架固定连接，所述内筒两端面分别与所述第一变扣接头、所述第二变扣接头固定连接，所述内筒外壁固定连接有量子环，所述量子环中心线与所述内筒中心线重合，所述量子环外壁固定连接有量子环保护套，所述量子环保护套中心线与所述量子环中心线重合，所述量子环保护套内壁左端与所述第一变扣接头固定连接，所述量子环保护套内壁右端与所述第二变扣接头固定连接。

优选的，所述射流振动组件包括与所述第一变扣接头固定连接的空化接头，所述空化接头内部固定连接有弹片支架，所述弹片支架左侧固定连接有两个振动弹片，所述空化接头左端固定连接有壳体，所述壳体内部固定连接有射流块，所述射流块内部开设有两个锥形孔，所述锥形孔较小孔径与所述振动弹片相对应。

优选的，所述涡旋射流组件包括与所述第二变扣接头固定连接的第一导流管，所述第一导流管内部开设有第一螺旋导槽，所述第一导流管右端固定连接有第二导流管，所述第二导流管内部开设有第二螺旋导槽，所述第一螺旋导槽与所述第二螺旋导槽旋向相同。

优选的，所述第二导流管内部固定连接有阀座，所述阀座右端配合连接有阀球。

优选的，所述阀球为不锈钢材质。

本发明具有如下技术效果：本发明的装置在实际应用中安装在抽油机井或者螺杆泵井输油管道的下方，石油的流向为由射流振动组件至涡旋射流组件，石油经过锥形孔时，由平流变射流，极大地提高了流速，石油中的石蜡结晶在锥形孔受到挤压，使石蜡结晶体破碎，石油经锥形孔喷出，石蜡结晶体爆破扩张，达到进一步破碎的效果。在射流的冲击下振动弹片产生振动，撕裂结晶体晶格和长分子链，在声波持续的挤压和离散作用下，使石油微粒之间产生猛烈地相互撞击，充分起到搅拌作用，蜡质溶解度增强，减少石蜡和沥青质的形成；振动产生的流体微泡破裂释放热能，产生对石油的升温作用。石油流经量子空化组件时，量子环能释放超精微干扰波和共振波，改变液相离子的振动特性，使其不易结晶析出，防止蜡垢的形成，增加石油的流动性；同时回流混相组件使石油经过第二导流器时部分石油发生回流，再次流经回流混相组件，使石油在回流混相组件中搅拌更加充分，增强石蜡溶解度，使结晶体较大的石蜡和长分子链石蜡互相碰撞摩擦，从而使较大的石蜡结晶破碎，较长的分子链断裂；并且降低石油黏性，从而达到减少蜡垢的目的，最后石油流经涡旋射流组，石油在第一螺旋导槽和第二螺旋导槽中螺旋上升，产生向心加速度，对蜡垢晶体进一步挤压、爆破和提速，同时防止抽油机下冲程时石油回流；石油在旋转上升状态时，降低了石油粘性，使防止蜡垢产生的效果更加持久。

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为本发明结构示意图；

图2为第一导流器结构示意图；

图3为第一叶片结构示意图；

图4为第二导流器结构示意图；

图5为第二导流器侧视图；

图6为第三导流器结构示意图；

图7为第三叶片结构示意图；

图8为第一固定架结构示意图；

图9为本实施例2的结构示意图。

其中，1、壳体；2、射流块；3、振动弹片；4、弹片支架；5、空化接头；6、第一变扣接头；7、内筒；8、量子环；9、量子环保护套；10、第二变扣接头；11、第一导流管；12、阀座；13、阀球；14、第二导流管；15、第一固定架；16、第一导流器；17、第二导流器；18、第三导流器；19、固定轴；20、第二固定架；21、第一叶片；22、第二叶片；23、第三叶片；24、止退环；25、导流球。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1，参照图1-8，本发明一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，包括射流振动组件、固定连接在射流振动组件右侧的量子空化组件、固定连接在量子空化组件右侧的涡旋射流组件，量子空化组件内部固定连接有回流混相组件；

回流混相组件包括固定轴19，固定轴19两端分别固定连接有第一固定架15和第二固定架20，固定轴19中部由左至右依次转动连接有第一导流器16、第二导流器17和第三导流器18；

第一固定架15和第二固定架20固定连接在量子空化组件内部；

射流振动组件与量子空化组件之间设有第一变扣接头6，量子空化组件与涡旋射流组件之间设有第二变扣接头10。本发明利用回流混相组件使石油经过第二导流器时部分石油发生回流，再次流经回流混相组件，使石油在回流混相组件中搅拌更加充分，增强石蜡溶解度，使结晶体较大的石蜡和长分子链石蜡互相碰撞摩擦，从而使较大的石蜡结晶破碎，较长的分子链断裂；同时降低石油黏性，起到减少蜡垢的作用。

进一步优化方案，第一导流器16边部等间隔固定连接有若干第一叶片21，第一叶片21的数量至少为八个，第一叶片21所在平面与第一导流器16中轴线的夹角为三十一度，第一叶片21根部向外凸起。石油首先流经第一叶片21的曲面端，由于第一叶片21根部向外凸起，第一叶片21倾斜设置，在石油的冲击作用下第一导流器16逆时针转动，且速度较快，第一叶片21在转动的同时对石油起到搅拌作用，对石油中较大石蜡晶体和较长分子链进行破碎切割。

进一步优化方案，第二导流器17边部等间隔固定连接有若干第二叶片22，第二叶片22的数量至少为八个，第二叶片22的截面为“L”型。第二叶片22的长度小于第一叶片21长度，第二叶片22的截面为“L”型，用于将部分石油回流至第一导流器16中。

进一步优化方案，第三导流器18边部等间隔固定连接有若干第三叶片23，第三叶片23的数量至少为八个，第三叶片23所在平面与第三导流器18中轴线的夹角为二十一度，第三叶片23的根部向内凹陷。第三叶片23和第一叶片21的数量相同，石油流动过程中首先经过第三叶片23的平面端，且第三叶片23的根部向内凹陷，使第三叶片23的转动速度小于第一叶片21。当第一叶片21、第二叶片22、第三叶片23轴向重合时，石油通过回流混相组件；当第一叶片21、第三叶片23轴向重合，并且第二叶片22分别与第一叶片21、第三叶片23不重合时，石油发生回流，回流的石油再重新经过回流混相组件。

进一步优化方案，量子空化组件包括内筒7，内筒7内壁与第一固定架15和第二固定架20固定连接，内筒7两端面分别与第一变扣接头6、第二变扣接头10固定连接，内筒7外壁固定连接有量子环8，量子环8中心线与内筒7中心线重合，量子环8外壁固定连接有量子环保护套9，量子环保护套9中心线与量子环8中心线重合，量子环保护套9内壁左端与第一变扣接头6固定连接，量子环保护套9内壁右端与第二变扣接头10固定连接。量子环8采用德国进口高硅铝记忆合金材料制成，能释放超精微干扰波和共振波，改变液相离子的振动特性，使其不易结晶析出，防止蜡垢的形成，增加石油的流动性。对于已经形成的蜡垢，在振动波的持续作用下，会逐步变软脱落，达到除垢除蜡的效果。

进一步优化方案，射流振动组件包括与第一变扣接头6固定连接的空化接头5，空化接头5内部固定连接有弹片支架4，弹片支架4左侧固定连接有两个振动弹片3，空化接头5左端固定连接有壳体1，壳体1内部固定连接有射流块2，射流块2内部开设有两个锥形孔，锥形孔较小孔径与振动弹片3相对应。射流振动组件可以产生三种效应：一是石油经过过流面积逐渐减小的锥形孔后，平流变射流，极大地提高了流速；二是在锥形孔斜面中受到挤压，石油介质中的石蜡结晶体破碎；三是喷出后石油介质爆破扩张，进一步破碎了石蜡晶体结构和大分子链。在射流冲击下，振动弹片3发生高频至超声振动，产生三种效应：一是机械振动作用，撕裂结石蜡晶体晶格和长分子链；二是空化作用，在超声波持续的挤压和离散作用下，使流体微粒之间产生猛烈地相互撞击，充分起到搅拌作用，石蜡溶解度增强，减少石蜡和沥青质的形成；三是热效应，流体微泡破裂释放热能，产生对流体的升温作用。

进一步优化方案，涡旋射流组件包括与第二变扣接头10固定连接的第一导流管11，第一导流管11内部开设有第一螺旋导槽，第一导流管11右端固定连接有第二导流管14，第二导流管14内部开设有第二螺旋导槽，第一螺旋导槽与第二螺旋导槽旋向相同。石油由平流上升转变为涡流旋转上升，产生向心的加速度，对石油介质进一步的挤压、爆破和提速，防止抽油机下冲程时原油回流，同时使涡流效益放大，维系原油介质呈涡流旋转上升状态，防垢防蜡降粘作用效果更持久，效果更好。

进一步优化方案，第二导流管14内部固定连接有阀座12，阀座12右端配合连接有阀球13。阀座12与阀球13配合防止抽油机下冲程时原油回流。

进一步优化方案，阀球13为不锈钢材质。阀球13采用不锈钢材质可以起到防治锈蚀的作用。应用本发明的装置平均增产可达8％以上，由于本装置一定程度上降低了石油的粘度，提高了泵效，平均节电率可达7-10％。

实施例2，参照图9所示，本实施例与实施例1的区别仅在于第一变扣接头6内壁固定连接有止退环24，止退环24左侧配合有导流球25。在抽油机启动时，输油管道内油压较小，随着启动时间的延长，管道内油压逐渐升高，当压力达到一定程度时，导流球25被向上推动，导流球25与回流混相组件之间的石油被挤压并向回流混相组件一侧运动，推动第一导流器、第二导流器和第三导流器转动。随着管道内压力的进一步升高，导流球25与固定轴19端部相抵，石油由导流球25和第一变扣接头6之间的缝隙通过，相比于实施例1中方案，冲击回流混相组件的石油流速更快，回流混相组件起到的搅拌回流效果更好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：包括射流振动组件、固定连接在所述射流振动组件右侧的量子空化组件、固定连接在所述量子空化组件右侧的涡旋射流组件，所述量子空化组件内部固定连接有回流混相组件；

所述回流混相组件包括固定轴（19），所述固定轴（19）两端分别固定连接有第一固定架（15）和第二固定架（20），所述固定轴（19）中部由左至右依次转动连接有第一导流器（16）、第二导流器（17）和第三导流器（18）；

所述第一固定架（15）和所述第二固定架（20）固定连接在所述量子空化组件内部；

所述射流振动组件与所述量子空化组件之间设有第一变扣接头（6），所述量子空化组件与所述涡旋射流组件之间设有第二变扣接头（10）；所述第一变扣接头6内壁固定连接有止退环24，所述止退环24左侧配合有导流球25；

所述第一导流器（16）边部等间隔固定连接有若干第一叶片（21），所述第一叶片（21）的数量至少为八个，所述第一叶片（21）所在平面与所述第一导流器（16）中轴线的夹角为三十一度，所述第一叶片（21）根部向外凸起；

所述第二导流器（17）边部等间隔固定连接有若干第二叶片（22），所述第二叶片（22）的数量至少为八个，所述第二叶片（22）的截面为“L”型；

所述第三导流器（18）边部等间隔固定连接有若干第三叶片（23），所述第三叶片（23）的数量至少为八个，所述第三叶片（23）所在平面与所述第三导流器（18）中轴线的夹角为二十一度，所述第三叶片（23）的根部向内凹陷。

2.根据权利要求1所述一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：所述量子空化组件包括内筒（7），所述内筒（7）内壁与所述第一固定架（15）和所述第二固定架（20）固定连接，所述内筒（7）两端面分别与所述第一变扣接头（6）、所述第二变扣接头（10）固定连接，所述内筒（7）外壁固定连接有量子环（8），所述量子环（8）中心线与所述内筒（7）中心线重合，所述量子环（8）外壁固定连接有量子环保护套（9），所述量子环保护套（9）中心线与所述量子环（8）中心线重合，所述量子环保护套（9）内壁左端与所述第一变扣接头（6）固定连接，所述量子环保护套（9）内壁右端与所述第二变扣接头（10）固定连接。

3.根据权利要求1所述一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：所述射流振动组件包括与所述第一变扣接头（6）固定连接的空化接头（5），所述空化接头（5）内部固定连接有弹片支架（4），所述弹片支架（4）左侧固定连接有两个振动弹片（3），所述空化接头（5）左端固定连接有壳体（1），所述壳体（1）内部固定连接有射流块（2），所述射流块（2）内部开设有两个锥形孔，所述锥形孔较小孔径与所述振动弹片（3）相对应。

4.根据权利要求1所述一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：所述涡旋射流组件包括与所述第二变扣接头（10）固定连接的第一导流管（11），所述第一导流管（11）内部开设有第一螺旋导槽，所述第一导流管（11）右端固定连接有第二导流管（14），所述第二导流管（14）内部开设有第二螺旋导槽，所述第一螺旋导槽与所述第二螺旋导槽旋向相同。

5.根据权利要求4所述一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：所述第二导流管（14）内部固定连接有阀座（12），所述阀座（12）右端配合连接有阀球（13）。

6.根据权利要求5所述一种油田专用量子蜡垢处理一体化装置，其特征在于：所述阀球（13）为不锈钢材质。

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