CN115247556B - 一种振荡脉冲空化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振荡脉冲空化装置，包括上接管、导流体、钢球、收缩管、直流管、喷嘴管、下接管，所述上接管与下接管采用螺纹连接；所述导流体位于上接管内最上端，导流体设有中心直流通孔和沿周向方向均匀分布的螺旋通孔；所述收缩管上端有与钢球配合的环形轨道，收缩管设有中心收缩流道和沿周向方向均匀分布的周向收缩流道；所述钢球直径大于周向收缩流道最上端直径，钢球的运动轨迹位于周向收缩流道正上方；所述直流管位于下接管内上端；所述喷嘴管位于下接管内底部。本发明结构简单，螺旋流推动钢球运动，间歇堵住钢球下方周向收缩流道，流道内流体产生振荡脉冲效应，最终汇入空化腔内产生更多空泡，增加空化效率，更利于油气井解堵。

Description

一种振荡脉冲空化装置

技术领域

本发明属于水力空化技术领域，具体涉及一种振荡脉冲空化装置，特别适用于油气井解堵。

背景技术

空化是指液体流经截面面积突然变小时，液体压力会急剧降低，降至饱和蒸气压时不断产生空泡，空泡经过一系列变化最终溃灭的过程。空化产生瞬时高温高压，同时释放出大量能量，作用于井底岩石孔隙将产生致裂效果，提高渗透率，从而增加产量。油气井经过多次钻井采油工作后，钻井液和一些盐类物质沉积，严重时导致通道堵塞，产量大幅降低。

油气井用空化效应解堵常见方式有超声空化、低频电脉冲空化和水力空化。超声空化是将电能量转换为声波能量，声波能量达到一定值后井底液体发生空化，达到解堵目的，其缺点是能量衰减过快，使用范围受限。低频电脉冲空化是通过放电装置脉冲放电，向井底输送冲击波引起液体空化，达到解堵目的，其缺点是仪器受高温高压易损坏，不能在斜井中使用。水力空化是利用空化发生装置产生空泡，空泡溃灭释放巨大能量，达到解堵目的，其缺点是空化效应较弱，难以实现清洁增产目的。

发明内容

本发明主要针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、能耗低、效率高、增加空化效率的振荡脉冲空化装置。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种振荡脉冲空化装置，包括上接管、导流体、钢球、收缩管、直流管、喷嘴管、下接管；

所述上接管与下接管采用螺纹连接，螺纹根部安装O形密封圈；

所述导流体安装在上接管内最上端，导流体设有中心直流通孔和沿周向方向均匀分布的螺旋通孔，直流通孔直径为螺旋通孔直径的4-6倍，螺旋通孔沿导流体周向方向均匀分布4-8个，螺旋角为25°-30°；

所述收缩管最上端设有与钢球配合的环形轨道，收缩管设有中心收缩流道和沿周向方向均匀分布的周向收缩流道，周向收缩流道数量为6-8个，中心收缩流道各段直径为周向收缩流道直径的4-6倍，收缩管最下端沿周向方向设有4-6个限位孔；

所述钢球位于收缩管上端的环形轨道上，钢球直径为周向收缩流道最大直径的1.5-2倍，钢球数量为1-2个；

所述直流管位于下接管内上端，直流管设有中心圆柱通孔和周向圆柱通孔，中心圆柱通孔的直径与中心收缩流道最下端直径相等，周向圆柱通孔的直径与周向收缩流道最下端直径相等且数量相等；

所述喷嘴管位于下接管的底部，喷嘴管上部设有空化腔，下部设有扩压孔；

所述收缩管与直流管通过圆柱销限制周向的相对运动；

所述钢球被收缩管上端环形轨道限制只能在周向运动；

所述上接管和下接管通过螺纹连接后，上接管中的导流体、套筒和收缩管，以及下接管中的直流管和喷嘴管，在轴向方向上被压紧。

本发明在作业时，通过油管泵入液体，一部分经过导流体的直流通孔竖直流下，一部分经过导流体的螺旋通孔形成螺旋流，再经过收缩管加速，流经直流管，最终汇入喷嘴管中的空化腔中，最后从喷嘴管中的扩压孔喷出。螺旋流冲击钢球，推动钢球沿收缩管上端轨道顺时针运动，间歇堵住钢球下方周向收缩流道，流道内流体产生振荡脉冲效应，最终汇入空化腔内产生更多空泡，大幅度增加空化效率，更利于油气井解堵。

本发明具有以下优点：

1.本发明设计带有螺旋通孔的导流体，产生螺旋流，推动钢球沿收缩管上端轨道顺时针运动，间歇堵住钢球下方流道，产生振荡脉冲效应，大幅度增强空化效应。

2.本发明结构简单，能量转换效率高。

3.本发明对底层和环境无污染，对井底设备无伤害，绿色环保。

附图说明

图1为本发明一种振荡脉冲空化装置的结构示意图；

图2为导流体的三维透视图；

图3为收缩管和钢球的三维结构示意图；

图4为收缩管的俯视图；

图5为收缩管A-A位置的旋转剖视图；

图6为直流管的三维结构示意图。

图中所示：1.油管，2.上接管，3.导流体，301.中心直流通孔，302.螺旋通孔，4.套筒，5.钢球，6.收缩管，601.中心收缩流道，602.周向收缩流道，603.环形轨道，604.限位孔，7.O形密封圈，8.下接管，9.直流管，901.中心圆柱通孔，902.周向圆柱通孔，10.空化腔，11.井壁，12.扩压孔，13.喷嘴管，14.圆柱销。

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，一种振荡脉冲空化装置，包括上接管2、导流体3、钢球5、收缩管6、直流管9、喷嘴管13、下接管8；

所述上接管2与下接管8采用螺纹连接，螺纹根部安装O形密封圈7；

如图2所示，所述导流体3安装在上接管2内最上端，导流体3设有中心直流通孔301和沿周向方向均匀分布的螺旋通孔302，直流通孔301直径为螺旋通孔302直径的4-6倍，螺旋通孔302沿导流体3周向方向均匀分布4-8个，螺旋角为25°-30°；

如图3、图4和图5所示，所述收缩管6最上端设有与钢球5配合的环形轨道603，收缩管6设有中心收缩流道601和沿周向方向均匀分布的周向收缩流道602，周向收缩流道602数量为6-8个，中心收缩流道601各段直径为周向收缩流道602直径的4-6倍，收缩管6最下端沿周向方向设有4-6个限位孔604；

所述钢球5位于收缩管6上端的环形轨道603上，钢球5直径为周向收缩流道602最大直径的1.5-2倍，钢球5数量为1-2个；

如图6所示，所述直流管9位于下接管8内上端，直流管9设有中心圆柱通孔901和周向圆柱通孔902，中心圆柱通孔901的直径与中心收缩流道601最下端直径相等，周向圆柱通孔902的直径与周向收缩流道602最下端直径相等且数量相等；

所述喷嘴管13位于下接管8的底部，喷嘴管13上部设有空化腔10，下部设有扩压孔12；

所述收缩管6与直流管9通过圆柱销14限制周向的相对运动；

所述钢球5被收缩管6上端环形轨道603限制只能在周向运动；

所述上接管2和下接管8通过螺纹连接后，上接管2中的导流体3、套筒4和收缩管6，以及下接管8中的直流管9和喷嘴管13，在轴向方向上被压紧。

本实施例的工作流程是：通过油管1泵入液体，一部分经过导流体3的直流通孔301竖直流下，一部分经过导流体3的螺旋通孔302形成螺旋流，再经过收缩管6加速，流经直流管9，最终汇入喷嘴管13中的空化腔10中，最后从喷嘴管13中的扩压孔12喷出。螺旋流冲击钢球5，推动钢球5沿收缩管6上端环形轨道603顺时针运动，间歇堵住钢球5下方周向收缩流道602，流道内流体产生振荡脉冲效应，最终汇入空化腔10内产生更多空泡，大幅度增加空化效率，更利于油气井解堵。

Claims (2)

1.一种振荡脉冲空化装置，其特征在于，包括上接管(2)、导流体(3)、钢球(5)、收缩管(6)、直流管(9)、喷嘴管(13)、下接管(8)；所述上接管(2)与下接管(8)采用螺纹连接，螺纹根部安装O形密封圈(7)；所述导流体(3)安装在上接管(2)内最上端，导流体(3)设有中心直流通孔(301)和沿周向方向均匀分布的螺旋通孔(302)，直流通孔(301)直径为螺旋通孔(302)直径的4-6倍，螺旋通孔(302)沿导流体(3)周向方向均匀分布4-8个，螺旋角为25°-30°；所述收缩管(6)最上端设有与钢球(5)配合的环形轨道(603)，收缩管(6)设有中心收缩流道(601)和沿周向方向均匀分布的周向收缩流道(602)，周向收缩流道(602)数量为6-8个，中心收缩流道(601)各段直径为周向收缩流道(602)直径的4-6倍，收缩管(6)最下端沿周向方向设有4-6个限位孔(604)；所述钢球(5)位于收缩管(6)上端的环形轨道(603)上，钢球(5)直径为周向收缩流道(602)最大直径的1.5-2倍，钢球(5)数量为1-2个；所述直流管(9)位于下接管(8)内上端，直流管(9)设有中心圆柱通孔(901)和周向圆柱通孔(902)，中心圆柱通孔(901)的直径与中心收缩流道(601)最下端直径相等，周向圆柱通孔(902)的直径与周向收缩流道(602)最下端直径相等且数量相等；所述喷嘴管(13)位于下接管(8)的底部，喷嘴管(13)上部设有空化腔(10)，下部设有扩压孔(12)。

2.根据权利要求1所述的一种振荡脉冲空化装置，其特征在于，所述收缩管(6)与直流管(9)通过圆柱销(14)限制周向的相对运动；所述钢球(5)被收缩管(6)上端环形轨道(603)限制只能在周向运动；所述上接管(2)和下接管(8)通过螺纹连接后，上接管(2)中的导流体(3)、套筒(4)和收缩管(6)，以及下接管(8)中的直流管(9)和喷嘴管(13)，在轴向方向上被压紧。

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