CN114837635B - 一种井下双涡轮空化发生装置 - Google Patents

一种井下双涡轮空化发生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114837635B
CN114837635B CN202210474125.2A CN202210474125A CN114837635B CN 114837635 B CN114837635 B CN 114837635B CN 202210474125 A CN202210474125 A CN 202210474125A CN 114837635 B CN114837635 B CN 114837635B
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbine
nozzle
shell
holes
lower turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210474125.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114837635A (zh
Inventor
苟如意
张金发
龙顺军
曹澎涛
张嘉昊
蒋预祝
胡沐峰
邓潘
朱文清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202210474125.2A priority Critical patent/CN114837635B/zh
Publication of CN114837635A publication Critical patent/CN114837635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114837635B publication Critical patent/CN114837635B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0078—Nozzles used in boreholes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种井下双涡轮空化发生装置，属于石油开采井下解堵领域。包括油管、O形密封圈、套筒、上涡轮、壳体、下涡轮、喷嘴导流器、喷嘴筒，所述上涡轮位于壳体上端，上涡轮由上涡轮内环、上涡轮叶片、上涡轮外环组成；所述下涡轮位于壳体下端，下涡轮由下涡轮内环、下涡轮叶片、下涡轮外环、下涡轮内环下方螺纹孔组成；所述喷嘴导流器位于下涡轮的下方，喷嘴导流器的上方开有外螺纹，与下涡轮的内环下方螺纹孔通过螺纹进行连接；所述喷嘴筒位于喷嘴导流器的下方，喷嘴筒的内壁上方开有内螺纹，与壳体的外螺纹通过螺纹进行连接。本发明结构简单，通过改变流体旋向与流道腔体面积，促进空化效应的发生，有利于石油开采井下解堵。

Description

一种井下双涡轮空化发生装置
技术领域
本发明涉及井下空化解堵技术领域，尤其涉及一种井下双涡轮空化发生装置。
背景技术
在油气开采过程中，由于细小的固态颗粒与粘稠有机物等的作用，会造成狭窄的通道孔隙截面变得更加狭小而产生淤堵，从而导致油流不畅使产量降低甚至停产。针对这种现状，多种解堵技术便开始发展起来，目前常用的有微生物解堵、化学解堵、物理解堵等方法，微生物解堵和化学解堵操作复杂、费用高、容易产生二次污染，而物理解堵包括低频、高频、超声波以及爆炸冲击波、电磁波等方法，相对于微生物解堵和化学解堵来说，物理解堵对油层和环境无污染。物理解堵中空化技术的利用在解堵方面具有非常良好的前景，该种解堵方式利用空化泡溃灭时产生的瞬时高温高压，作用在地层岩石堵塞的孔隙中使其产生微裂纹，从而有效的解决油田开采的堵塞问题。水力空化工具的流道截面和流体压力变化对空化的产生与溃灭具有显著的影响，因此如何利用简单的空化结构产生更多的空化泡来增强空化效果仍是空化技术领域需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种井下双涡轮空化发生装置，其特征在于：包括油管、O形密封圈、套筒、壳体、上涡轮、下涡轮、喷嘴导流器、喷嘴筒；
所述上涡轮位于壳体上端，上涡轮由上涡轮内环、上涡轮叶片、上涡轮外环组成，上涡轮叶片的厚度从上往下逐渐变厚，上涡轮叶片的旋向为左旋；
所述下涡轮位于壳体下端，下涡轮由下涡轮内环、下涡轮叶片、下涡轮外环、下涡轮内环下方螺纹孔组成，下涡轮叶片的厚度从上往下逐渐变厚，下涡轮叶片的旋向为右旋；
所述喷嘴导流器位于下涡轮的下方，喷嘴导流器的上方开有外螺纹，与下涡轮的内环下方螺纹孔通过螺纹进行连接，喷嘴导流器的壁面沿着周向方向均匀分布10-14列锥形通孔一，每列4-6个锥形通孔一沿轴向方向均匀分布，锥形通孔一的孔径由内往外逐渐减小；
所述喷嘴筒位于喷嘴导流器的下方，喷嘴筒的内壁上方开有内螺纹，与壳体的外螺纹通过螺纹进行连接，喷嘴筒的壁面沿着周向方向均匀分布12-16列锥形通孔二，每列6-8个锥形通孔二沿轴向方向均匀分布，锥形通孔二的孔径由内往外逐渐减小，锥形通孔二的最大孔径小于锥形通孔一的最小孔径。
本发明在作业时，通过油管泵入液体，当液体穿过上涡轮时，由于上涡轮叶片逐渐变厚，液体在经过时，通流面积减小，液体受到的压力增大从而获得加速，同时，由于上涡轮叶片弯曲且上涡轮被压紧而不发生转动，因此在液体经过上涡轮叶片间的间隙时，液体将按照上涡轮叶片的左旋方向进行流动，当流出上涡轮底部时，液体向左旋转，并在旋转的涡心低压处产生空化泡；左旋的液体在上涡轮下方的壳体内部由于通流面积减少，液体进行加速并流向下涡轮，下涡轮叶片的旋向为右旋，与流体的旋向相反，当液体流到下涡轮叶片处时会发生对冲效果从而产生大量气泡，同时改变液体旋向，由于下涡轮叶片的厚度逐渐变厚，因此液体由于通流面积减少再次获得加速，液体流出下涡轮时向右旋转，并在涡心低压处产生空化泡；旋转的液体一部分从喷嘴导流器上端与壳体的空隙经喷嘴筒喷射出，另一部分先从喷嘴导流器的收缩通孔喷射出，再经喷嘴筒喷出，两种喷射效果同时作用在岩石上，从而达到解堵的效果。
本发明具有以下优点：
1.本发明设计的上涡轮叶片从上往下逐渐变厚并且叶片弯曲，不仅可以使流过的液体进行加速，同时能够改变液体旋向从而产生涡空化效应。
2.本发明涉及的下涡轮叶片与上涡轮叶片旋向相反，能够促使从上涡轮流出的液体在流到下涡轮叶片处时发生对冲而产生大量气泡。
3.喷嘴导流器与喷嘴筒的联合作用，加强了空化的效果，有利于实现解堵
4.本发明结构简单，能量转换率高，且无污染。
附图说明
图1为本发明一种井下双涡轮空化发生装置的结构示意图；
图2为上涡轮的结构示意图；
图3为下涡轮的结构示意图；
图4为下涡轮底部的结构示意图；
图5为喷嘴导流器的半剖结构示意图；
图6为喷嘴筒的半剖结构示意图；
图中所示：1.井壁，2.油管，3.O形密封圈，4.套筒，5.壳体，6.上涡轮，601.上涡轮内环，602.上涡轮叶片，603.上涡轮外环，7.下涡轮，701.下涡轮内环，702.下涡轮叶片，703.下涡轮外环，704.下涡轮内环螺纹孔，8.喷嘴导流器，801.喷嘴导流器外螺纹，802.喷嘴导流器锥形通孔一，9.喷嘴筒，901.喷嘴筒内螺纹，902.喷嘴筒锥形通孔二。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种井下双涡轮空化发生装置，包括油管2、O形密封圈3、套筒4、壳体5、上涡轮6、下涡轮7、喷嘴导流器8、喷嘴筒9；
如图2所示，所述上涡轮6位于壳体5上端，上涡轮6由上涡轮内环601、上涡轮叶片602、上涡轮外环603组成，上涡轮叶片602的厚度从上往下逐渐变厚，上涡轮叶片602的旋向为左旋；
如图3、图4所示，所述下涡轮7位于壳体5下端，下涡轮5由下涡轮内环701、下涡轮叶片702、下涡轮外环703、下涡轮内环下方螺纹孔704组成，下涡轮叶片702的厚度从上往下逐渐变厚，下涡轮叶片702的旋向为右旋；
如图5所示，所述喷嘴导流器8位于下涡轮7的下方，喷嘴导流器8的上方开有外螺纹801，与下涡轮7的内环下方螺纹孔704通过螺纹进行连接，喷嘴导流器8的壁面沿着周向方向均匀分布10-14列锥形通孔一802，每列4-6个锥形通孔一802沿轴向方向均匀分布，锥形通孔一802的孔径由内往外逐渐减小；
如图6所示，所述喷嘴筒9位于喷嘴导流器8的下方，喷嘴筒9的内壁上方开有内螺纹901，与壳体5的外螺纹通过螺纹进行连接，喷嘴筒9的壁面沿着周向方向均匀分布12-16列锥形通孔二902，每列6-8个锥形通孔二902沿轴向方向均匀分布，锥形通孔二902的孔径由内往外逐渐减小，锥形通孔二902的最大孔径小于锥形通孔一802的最小孔径。
本实例的工作流程是：通过油管2泵入液体，当液体穿过上涡轮6时，由于上涡轮叶片602逐渐变厚，液体在经过时，通流面积减小，液体受到的压力增大从而获得加速，同时，由于上涡轮叶片602弯曲且上涡轮6被压紧而不发生转动，因此在液体经过上涡轮叶片602间的间隙时，液体将按照上涡轮叶片602的左旋方向进行流动，当流出上涡轮6底部时，液体向左旋转，并在旋转的涡心低压处产生空化泡；左旋的液体在上涡轮6下方的壳体内部由于通流面积减少，液体进行加速并流向下涡轮7，下涡轮叶片702的旋向为右旋，与流体的旋向相反，当液体流到下涡轮叶片702处时会发生对冲效果从而产生大量气泡，同时改变液体旋向，由于下涡轮叶片702的厚度逐渐变厚，因此液体由于通流面积减少再次获得加速，液体流出下涡轮7时向右旋转，并在涡心低压处产生空化泡；旋转的液体一部分从喷嘴导流器8上端与壳体5的空隙经喷嘴筒喷射出，另一部分先从喷嘴导流器8的收缩通孔喷射出，再经喷嘴筒9喷出，两种喷射效果同时作用在岩石上，从而达到解堵的效果。

Claims (2)

1.一种井下双涡轮空化发生装置，其特征在于：包括油管(2)、O形密封圈(3)、套筒(4)、壳体(5)、上涡轮(6)、下涡轮(7)、喷嘴导流器(8)、喷嘴筒(9)；所述上涡轮(6)位于壳体(5)上端，上涡轮(6)由上涡轮内环(601)、上涡轮叶片(602)、上涡轮外环(603)组成，上涡轮叶片(602)的厚度从上往下逐渐变厚，上涡轮叶片(602)的旋向为左旋；所述下涡轮(7)位于壳体(5)下端，下涡轮(7)由下涡轮内环(701)、下涡轮叶片(702)、下涡轮外环(703)、下涡轮内环下方螺纹孔(704)组成，下涡轮叶片(702)的厚度从上往下逐渐变厚，下涡轮叶片(702)的旋向为右旋；所述喷嘴导流器(8)位于下涡轮(7)的下方，喷嘴导流器(8)的上方开有外螺纹(801)，与下涡轮(7)的内环下方螺纹孔(704)通过螺纹进行连接，喷嘴导流器(8)的壁面沿着周向方向均匀分布10-14列锥形通孔一(802)，每列4-6个锥形通孔一(802)沿轴向方向均匀分布，锥形通孔一(802)的孔径由内往外逐渐减小；所述喷嘴筒(9)位于喷嘴导流器(8)的下方，喷嘴筒(9)的内壁上方开有内螺纹(901)，与壳体(5)的外螺纹通过螺纹进行连接，喷嘴筒(9)的壁面沿着周向方向均匀分布12-16列锥形通孔二(902)，每列6-8个锥形通孔二(902)沿轴向方向均匀分布，锥形通孔二(902)的孔径由内往外逐渐减小，锥形通孔二(902)的最大孔径小于锥形通孔一(802)的最小孔径。
2.根据权利要求1所述的一种井下双涡轮空化发生装置，其特征在于：所述油管(2)与壳体(5)通过螺纹连接，油管(2)顶住套筒(4)将上涡轮压紧在壳体(5)的台阶面上，保证上涡轮(6)不发生轴向移动；所述壳体(5)与喷嘴筒(9)通过螺纹连接，喷嘴筒(9)支撑喷嘴导流器(8)将下涡轮(7)压紧在壳体(5)的台阶面上，保证下涡轮(7)不发生轴向移动。
CN202210474125.2A 2022-04-29 2022-04-29 一种井下双涡轮空化发生装置 Active CN114837635B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210474125.2A CN114837635B (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种井下双涡轮空化发生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210474125.2A CN114837635B (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种井下双涡轮空化发生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114837635A CN114837635A (zh) 2022-08-02
CN114837635B true CN114837635B (zh) 2023-06-02

Family

ID=82568797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210474125.2A Active CN114837635B (zh) 2022-04-29 2022-04-29 一种井下双涡轮空化发生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114837635B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115387751B (zh) * 2022-08-29 2023-06-09 西南石油大学 一种井下反向旋流对冲空化装置
CN116446810B (zh) * 2023-06-16 2024-01-26 西南石油大学 一种间歇式振荡空化装置

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1306568A (en) * 1971-11-09 1973-02-14 Fox F K Rotary drilling tool for use in well bores
US4264285A (en) * 1979-01-18 1981-04-28 Kobe, Inc. Downhole cleaner assembly for cleansing lubricant of downhole turbo-machines within wells
SU1655547A1 (ru) * 1989-04-04 1991-06-15 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл аэрации жидкости
JPH06121997A (ja) * 1992-08-26 1994-05-06 Takashi Yamamoto 曝気装置
CN101830278A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 中国农业大学 串列轴流式喷水推进泵
CN204457418U (zh) * 2015-01-31 2015-07-08 中石化石油工程技术服务有限公司 瞬态低压空蚀脉冲射流钻井马达
CN105909204A (zh) * 2016-05-30 2016-08-31 邓海波 油田自喷井防蜡降粘整流器
CN107228090A (zh) * 2017-07-31 2017-10-03 核工业理化工程研究院 一种多叶轮回转叶片式水力空化发生装置及水力空化方法
CN107244709A (zh) * 2017-07-31 2017-10-13 核工业理化工程研究院 一种单叶轮回转叶片式水力空化发生装置及水力空化方法
CN208763593U (zh) * 2018-08-01 2019-04-19 江苏博际喷雾系统股份有限公司 一种新型水力脉冲增速装置
CN110331960A (zh) * 2019-08-27 2019-10-15 湖北燊昇智能科技有限公司 一种涡漩射流蜂巢式蜡垢液流处理器
CN111594128A (zh) * 2020-07-08 2020-08-28 西南石油大学 一种旋转式井下空化发生器
CN112282715A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 刘杰 一种液流空化装置
CN112963110A (zh) * 2021-04-09 2021-06-15 中国地质大学（北京） 一种径向水平井密封装置、钻井设备及钻井方法
CN113562808A (zh) * 2021-09-26 2021-10-29 中国海洋大学 一种对转水力空化系统
CN113926601A (zh) * 2021-10-28 2022-01-14 重庆市生态环境科学研究院 微纳米气泡空化喷嘴

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002334963A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-22 Burlington Resources Oil And Gas Company Lp Downhole well pump
US20070193739A1 (en) * 2005-02-14 2007-08-23 Smith Kevin W Scale-inhibited water reduction in solutions and slurries
CA3039240A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-04 Robert Kletzel Downhole fluid pressure pulse generator

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1306568A (en) * 1971-11-09 1973-02-14 Fox F K Rotary drilling tool for use in well bores
US4264285A (en) * 1979-01-18 1981-04-28 Kobe, Inc. Downhole cleaner assembly for cleansing lubricant of downhole turbo-machines within wells
SU1655547A1 (ru) * 1989-04-04 1991-06-15 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл аэрации жидкости
JPH06121997A (ja) * 1992-08-26 1994-05-06 Takashi Yamamoto 曝気装置
CN101830278A (zh) * 2010-05-13 2010-09-15 中国农业大学 串列轴流式喷水推进泵
CN204457418U (zh) * 2015-01-31 2015-07-08 中石化石油工程技术服务有限公司 瞬态低压空蚀脉冲射流钻井马达
CN105909204A (zh) * 2016-05-30 2016-08-31 邓海波 油田自喷井防蜡降粘整流器
CN107228090A (zh) * 2017-07-31 2017-10-03 核工业理化工程研究院 一种多叶轮回转叶片式水力空化发生装置及水力空化方法
CN107244709A (zh) * 2017-07-31 2017-10-13 核工业理化工程研究院 一种单叶轮回转叶片式水力空化发生装置及水力空化方法
CN208763593U (zh) * 2018-08-01 2019-04-19 江苏博际喷雾系统股份有限公司 一种新型水力脉冲增速装置
CN110331960A (zh) * 2019-08-27 2019-10-15 湖北燊昇智能科技有限公司 一种涡漩射流蜂巢式蜡垢液流处理器
CN111594128A (zh) * 2020-07-08 2020-08-28 西南石油大学 一种旋转式井下空化发生器
CN112282715A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 刘杰 一种液流空化装置
CN112963110A (zh) * 2021-04-09 2021-06-15 中国地质大学（北京） 一种径向水平井密封装置、钻井设备及钻井方法
CN113562808A (zh) * 2021-09-26 2021-10-29 中国海洋大学 一种对转水力空化系统
CN113926601A (zh) * 2021-10-28 2022-01-14 重庆市生态环境科学研究院 微纳米气泡空化喷嘴

Also Published As

Publication number Publication date
CN114837635A (zh) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114837635B (zh) 一种井下双涡轮空化发生装置
CN103233923B (zh) 一种排除井筒积液的引射装置
CN104563871B (zh) 一种水力冲孔、清淤与排渣一体化装置及方法
CN111701740B (zh) 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法
CN205823169U (zh) 钻/冲一体化防堵孔高效排渣钻头
CN204457435U (zh) 一种水力冲孔、清淤与排渣一体化装置
CN111877978B (zh) 一种液动冲击器
CN102094577B (zh) 芯阀射吸式液压潜孔锤
CN113530447A (zh) 一种附壁自激脉冲射流装置、射孔装置和破岩装置
CN114733424A (zh) 一种多级加速旋流空化装置
CN110965953A (zh) 一种水力脉冲波动发生装置及使用方法
CN103541662B (zh) 一种新型全孔反循环潜孔锤钻头
CN112145486B (zh) 一种喷嘴截面面积可变的引射器装置
CN204200163U (zh) 一种随钻辅助堵漏工具
CN200989164Y (zh) 一种降低井底压差的脉动抽吸压力钻井装置
CN211974915U (zh) 一种大斜度油井内循环旋流冲洗工具
CN115247556B (zh) 一种振荡脉冲空化装置
CN115387751B (zh) 一种井下反向旋流对冲空化装置
CN216477319U (zh) 插装式高低压精准切换割缝器、割缝装置
CN216788377U (zh) 防砂节流油嘴
CN211201915U (zh) 用于笼统注水的脉冲射流发生装置和注水解堵一体化管柱
CN116446810B (zh) 一种间歇式振荡空化装置
CN111058800A (zh) 一种叶片收放式井下清洗除垢器
CN103470180B (zh) 芯阀蓄能式液压潜孔锤
CN219012568U (zh) 一种用于井下的防垢防蜡装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant