CN204299545U - 油井机械波涡流降粘防蜡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置涉及一种采油辅助设备。其目的是为了提供一种防结蜡效果显著的油井机械波涡流降粘防蜡装置。本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，包括上接头、中心杆体和下接头，所述上接头、中心杆体和下接头自上而下依次固定连接，所述中心杆体的外表面上自上而下平行设置有若干层振动片组，其中所述每层振动片组包括四片形状相同的扇形振动片，相邻两块振动片之间设置有缝隙，相邻两层振动片组中的缝隙在中心杆体的周向上交错45°，所述振动片的振动频率为24Hz。

Description

油井机械波涡流降粘防蜡装置

技术领域

本实用新型涉及一种采油辅助设备，特别是涉及一种防止油井中原油结蜡的装置。

背景技术

原油开采的过程就是将地层中的原油举升到地面的过程。一般在油层条件下，原油中均含有一定量的蜡，这些蜡质成分均处于溶解状态。在开采过程中，对于溶有一定量石蜡的原油，随着温度压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶析出。随着温度的进一步降低，石蜡晶体析出量增多，其结晶便长大聚集和沉积在管壁上，即出现所谓的结蜡现象。

结蜡现象会带来很多危害，首先，对自喷井来说，会使出油管道的直径缩小甚至堵死，从而使油井产量递减或停产。再次，在有杆泵井上，结蜡除了使出油管道内径缩小外，还会使深井泵失灵，严重时会使泵卡死，损坏抽油设备。如果结蜡现象发生在射孔井段附近地层内还会堵塞油流通道，降低油井生产能力，减少油井产量。

因此，油井防蜡在原油开采过程中就显得十分重要，尤其是含蜡高的油井，在开采过程中必须进行防蜡措施。目前常见的防蜡措施有以下几种：

(1)机械清蜡法：这种方法是以机械刮削的方式来清除油管、抽油杆及输油管线中沉积的蜡质物。这种方式的主要缺点是清除的积蜡易落入井底，堵塞炮眼或近井地层；对设备的磨损严重，增加负荷，有时甚至会造成蜡卡而进行停井作业，另外，这种方式是“事后处理”，无法提前预防和消除结蜡，是一种被动处理方式。

(2)热力清蜡：这种方法是通过加热手段使结积的蜡受热软化、熔化，最后随油流被携带来，达到清防蜡的目的。这种方式所存在的问题是井下加热装置技术不过关，一次投资大，耗能高。

(3)化学清蜡法：这种方法就是利用各种化学剂进行清、防蜡。化学清蜡法的清防蜡效果还可以，但是这种方式的也有缺点，一是油井生产状况不是一成不变的，二是最佳连续加药方式在生产中难以实现。

(4)磁清蜡法：这种方式的技术原理是利用磁效应，将流经磁场的蜡分子极化，从而抑制蜡的结晶过程，使蜡在油中呈悬浮状态，避免在油管、井下设备或输油管线上沉积，达到防蜡目的。但是这种方式的缺点磁防蜡器的结构参数与诸多因素有关；并且许多因素在油井生产过程中是不断变化的。

因此，如果有一种效果明显、使用方便、适用性强的防蜡方法，将极大的提高结蜡严重井的原油开采效率。中国实用新型专利CN 2929168Y公开了一种“抽油杆盘片式涡流振荡降粘防蜡器”，这种防蜡器是在中心杆体上并列安装10～18块盘片式振动片，通过中心杆体上下两端的接头将中心杆体固定连接在抽油杆中，在抽油杆上下运行过程中，振动片与液体之间产生剪切搅拌作用，导致液体粘度降低，同时产生的复频振动波在液体中传播对液体产生作用，破坏蜡晶结构，降低原油粘度达到防蜡降粘的目的。虽然该专利从原理上分析能够达到防结蜡的目的，但是依照该专利制作的防蜡器在实际应用过程中并不能取得特别理想的防结蜡效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防结蜡效果显著的油井机械波涡流降粘防蜡装置。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，包括上接头、中心杆体和下接头，所述上接头、中心杆体和下接头自上而下依次固定连接，所述中心杆体的外表面上自上而下平行设置有若干层振动片组，其中所述每层振动片组包括四片形状相同的扇形振动片，相邻两块振动片之间设置有缝隙，相邻两层振动片组中的缝隙在中心杆体的周向上交错45°，所述振动片的振动频率为24Hz。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，其中所述中心杆体的外径为25.3～25.5mm，所述相邻两层振动片组之间的距离为60mm，每组振动片组中相邻振动片之间的缝隙宽度为3～4mm，所述振动片的外径为19～30mm，振动片的厚度为1mm，振动片的材料为BZn18-26牌号锌白铜合金。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，其中所述振动片组共20组。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，其中所述中心杆体的上下两端分别固定安装有支撑盘，所述支撑盘包括支撑环和若干肋条，所述肋条的一端固定连接在中心杆体上，另一端固定连接在支撑环上，所述支撑环的外径大于振动片的外径。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置，其中所述支撑盘的厚度为5mm，所述支撑环的宽度为4mm，所述肋条的宽度为4mm。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置与现有技术不同之处在于本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置明确了振动片的自激振荡产生的特定频率，在该频率下产生的机械波对原油中石蜡的蜡晶结构破坏最大，防结蜡效果最显著。为了使振动片能够产生24Hz这个特定频率，又对该方案中振动片的形状尺寸和材料进行了特别设计，使振动片能够在油井内对原油产生特定频率的振动波，并且还能达到油井设备抗腐蚀的要求。其中相邻两层振动片组中的缝隙在中心杆体的周向上交错45°目的是提高油井产出液流经振动片组时能够形成较强的涡流。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置中中心杆体的两端设置有支撑盘的目的是为了保护振动片，防止振动片在上下运动过程中碰撞到油井内壁使振动片产生损坏，同时，支撑盘采用支撑环与肋条构成的镂空结构，有利于原油流过。

下面结合附图对本实用新型的油井机械波涡流降粘防蜡装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置的主视图；

图2为本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置中A-A处的剖视图；

图3为本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置中B-B处的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置包括上接头1、中心杆体2和下接头3，上接头1、中心杆体2和下接头3自上而下依次固定连接，中心杆体2的外径为25.3～25.5mm，中心杆体2的外表面上自上而下平行设置有20层振动片组，相邻两层振动片组之间的距离为60mm，每层振动片组包括四片形状相同的扇形振动片4，振动片4的外径为19～30mm，振动片4的厚度为1mm，振动片4的材料为BZn18-26牌号锌白铜合金，振动片4的振动频率为24Hz。如图2所示，相邻两块振动片4之间设置有缝隙，缝隙宽度为3～4mm，相邻两层振动片组中的缝隙在中心杆体2的周向上交错45°。中心杆体2的上下两端分别固定安装有支撑盘5，如图3所示，支撑盘5包括支撑环51和4根辐射状肋条52，肋条52的一端固定连接在中心杆体2上，另一端固定连接在支撑环51上，支撑环51的外径大于振动片4的外径，支撑环51的外径小于油管内径8mm，支撑盘5的厚度为5mm，支撑环51的宽度为4mm，肋条52的宽度为4mm。

本实用新型油井机械波涡流降粘防蜡装置在使用时通过上接头和下接头上设置的连接螺纹与抽油杆相连接，首先对结蜡严重井的结蜡井段进行确认，然后在结蜡井段的下部起始点开始每隔5根抽油杆安装一个本实用新型的防蜡装置。如表1所示，在江苏油田的结蜡严重区块选取了3口井进行现场应用实验，实验结果表明，应用本实用新型防蜡装置之后，由于防蜡效果明显，减少了之前因结蜡而停井检泵的次数，相对增加了原油产量，同时也使得抽油机的电耗有明显节约。

表1

为了验证本实用新型防蜡装置中的振动片在24Hz的振动频率下防结蜡装置的效果最好，本专利实用新型人设计了两套实验设备。第一套实验设备包括一段长8m，内径84mm的透明树脂材料的管道以模拟油管，管道内充满了实验液，这种液体的成分采用胜利油田某高含蜡井的原油产出液的成分配比而成。管道两端接有管道并形成封闭回路，在回路上装有液压泵，由液压泵驱动实验液在回路中循环流动，模拟油井内原油的流动。在管道内加入一套可以产生不同频率的振荡源发生装置，同时在管道内安装有实验挂片，挂片的作用是在实验前后进行称重，计算实验过程中在挂片上的结蜡量，结蜡量越小，说明防蜡效果越好。实验时间为72小时，72小时后对挂片进行称重，计算挂片结蜡量。从表2可以看到，当有振荡效果加载的时候，挂片结蜡量将比无振荡条件有大幅度的降低，当振动频率在24Hz的时候，挂片上的结蜡量最小，说明在该频率下，防蜡效果最好。

表2不同频率下的结蜡量

由于振动片的振动频率受到振动片形状、材质等因素影响，为了使振动片能够达到24Hz的振动频率，本实用新型的实用新型人又设计了第二套实验设备，利用水力自激振荡选择能够产生24Hz振动频率的振动片，采用不同形状和材料的振动片进行振荡实验，表3中为防结蜡效果较好的几组振动片。

表3不同振动片的频率和结蜡量

其中，第2组采用的1mm厚的BZn18-26牌号锌白铜合金片，90度扇形振动片的防结蜡效果最好，同时，锌白铜合金片在油井下的抗腐蚀效果也是最好的。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种油井机械波涡流降粘防蜡装置，包括上接头(1)、中心杆体(2)和下接头(3)，所述上接头(1)、中心杆体(2)和下接头(3)自上而下依次固定连接，所述中心杆体(2)的外表面上自上而下平行设置有若干层振动片组，其特征在于：所述每层振动片组包括四片形状相同的扇形振动片(4)，相邻两块振动片(4)之间设置有缝隙，相邻两层振动片组中的缝隙在中心杆体(2)的周向上交错45°，所述振动片(4)的振动频率为24Hz。

2.根据权利要求1所述的油井机械波涡流降粘防蜡装置，其特征在于：所述中心杆体(2)的外径为25.3～25.5mm，所述相邻两层振动片组之间的距离为60mm，每组振动片组中相邻振动片(4)之间的缝隙宽度为3～4mm，所述振动片(4)的外径为19～30mm，振动片(4)的厚度为1mm，振动片(4)的材料为BZn18-26牌号锌白铜合金。

3.根据权利要求2所述的油井机械波涡流降粘防蜡装置，其特征在于：所述振动片组共20组。

4.根据权利要求3所述的油井机械波涡流降粘防蜡装置，其特征在于：所述中心杆体(2)的上下两端分别固定安装有支撑盘(5)，所述支撑盘(5)包括支撑环(51)和若干肋条(52)，所述肋条(52)的一端固定连接在中心杆体(2)上，另一端固定连接在支撑环(51)上，所述支撑环(51)的外径大于振动片(4)的外径。

5.根据权利要求4所述的油井机械波涡流降粘防蜡装置，其特征在于：所述支撑盘(5)的厚度为5mm，所述支撑环(51)的宽度为4mm，所述肋条(52)的宽度为4mm。