CN205778778U - 一种油井口超声波降粘装置 - Google Patents
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Abstract
一种油井口超声波降粘装置，包括安装于油井口输油管道之间的筒体，装于筒体上的超声波发射单元、循环冷却水单元；所述超声波发射单元包括超声波换能器、发射头；所述超声波换能器与循环冷却水单元连接。本实用新型能够有效降低低温时原油的粘度，提高原油输送效率。利用强超声波的作用使原油中沥青质大分子团遭到破坏而解体、长链石蜡烃分子、沥青质等大分子链断裂，提高蜡晶的溶解速度，使石蜡的熔点降低，分子运动加剧，降低原油的粘度和凝固点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声降粘装置，具体涉及一种原油开采油井口超声波降粘装置。
背景技术
机械采油过程中原油从井下高温处通过抽油机从地层中抽取到地面并输送到集油站。原油大部分油质为稠油和特稠油，重质成份多，粘度大，高温时粘度降低。但当原油被抽取到井口时，由于地面温度远低于井中温度，原油的温度逐渐下降，其粘度随温度下降而增大，原油中的蜡、沥青质及胶质会沉积在输送管壁上，使原油的输送阻力增大、产量下降。蜡晶在吸附力作用下，粘附在管道内壁，并不断沉积，严重时甚至会造成凝管事故，给管道输送造成很大的安全隐患。
目前常用的方法是在井口设置加热装置对原油进行加热以降低其粘度，但电加热方式能耗高、效率低。电热器自身故障率较高，有的电热器使用一段时间后绝缘电阻降低，导致发生漏电现象，存在极大的安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种油井口超声波降粘装置，能够有效降低低温时原油的粘度，提高原油输送效率。
本实用新型的技术方案在于：包括安装于油井口输油管道之间的筒体，装于筒体上的超声波发射单元、循环冷却水单元；所述超声波发射单元包括超声波换能器、发射头；所述超声波换能器与循环冷却水单元连接。
所述超声波发射单元经装于发射头上的法兰与筒体连接，超声波发射单元的发射头置于筒体内，超声波换能器置于筒体外部。
所述超声波换能器壳体上设有一个冷却水进口和一个冷却水出口，所述冷却水进口通过输水管连接到微循环泵，微循环泵装于循环冷却水单元冷却水出口处，出水口通过输水管连接到循环冷却水单元冷却水入口处。循环冷却水单元具有自动补水控制和温控制冷功能。
所述筒体为变径筒，变径筒包括中间大筒部、连于大筒部两端的小筒部，小筒部端部设有与油井口输油管道连接安装法兰。
所述筒体上粘度传感器装于筒体，温度传感器安装于超声波换能器壳体内部。
还包括驱动控制柜；所述驱动控制柜包括与超声波换能器相连的超声波电信号发生电路、用于处理温度传感器采集的温度数据信号和粘度传感器采集的粘度数据信号的多路信号处理控制电路。
所述驱动控制柜还包括与超声波电信号发生电路相连的无线收发电路。无线收发电路受控于远程无线集中控制中心，远程无线集中控制中心可以同时控制多个油井口超声波降粘装置。无线收发电路发送本机运行数据至远程无线集中控制中心，同时接收远程无线集中控制中心发送的无线控制信号，例如开关机信号。
本实用新型的优点在于：一是安装简单，不影响原油输送流程；二是节能高效，装置自身电耗小，降粘效果明显；三是超声波换能器采用循环水冷却方式，保证其能够长期稳定工作；四是是自动化程度高，连续自动在线工作，多井口超声波降粘装置远程无线集中控制，实时工作状态数据监测，故障报警、保护。本实用新型能够有效降低低温时原油的粘度，提高原油输送效率。利用强超声波的作用使原油中沥青质大分子团遭到破坏而解体、长链石蜡烃分子、沥青质等大分子链断裂，提高蜡晶的溶解速度，使石蜡的熔点降低，分子运动加剧，降低原油的粘度和凝固点。本实用新型可远程无线集中控制多个油井口超声波降粘装置，有效提高了生产现场管理水平。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的驱动控制柜与超声波发射单元及传感器之间的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做详细的介绍：
如图1、2所示，变径筒4中间直径大两端直径小，直径小的两端设有安装法兰连接于油井口的输油管道之间，超声波发射单元由超声波换能器201和发射头202以及设置于发射头上的法兰组成。超声波发射单元2通过设置在其发射头202上的法兰安装于变径筒4的中部，在变径筒4中还安装有粘度传感器5，超声波换能器201置于变径筒4的外部。超声波换能器201内部安装有温度传感器203，超声波换能器201和温度传感器203以及粘度传感器5通过信号电缆3与驱动控制柜1连接。驱动控制1柜中包含有超声波电信号发生电路和无线收发电路以及多路信号处理控制电路。超声波换能器201采用水冷散热方式，超声波换能器是夹心式压电陶瓷换能器或超磁致伸缩式换能器；超声波换能器201通过输水管连接至循环冷却水单元6。循环冷却水单元6设置在驱动控制柜1的下方，超声波换能器201上设有一个冷却水进口204和一个冷却水出口205，冷却水进口204通过输水管8连接到微循环泵7，出水口205通过输水管8连接到循环冷却水单元6冷却水入口。循环冷却水单元6具有自动补水控制和温控制冷功能。
工作时，驱动控制柜1接入电源，启动后，其内部超声波电信号发生电路产生的高频电功率信号通过信号电缆3传输到安装于变径筒4的超声波发射单元2上，超声波换能器201将超声电信号转换成超声机械振动，由发射头202将超声机械振动能量作用于流经变径筒4的原油中，在原油中产生空化效应，空化效应导致的高温高压和高速微射流作用于原油的大分子团，使沥青质大分子团遭到破坏而解体，被充分破碎，并被乳化；同时，空化泡在湮灭运动过程中对原油产生机械剪切，在原油层与结蜡层、变径筒4壁面的分界面处由于振动作用速度的巨大差异，使得原油与结蜡层、筒壁之间发生高速摩擦，这种边界高速摩擦产生的局部高温和空化作用产生的热效应使原油的温度升高，分子运动加剧，降低原油的粘度和凝固点。超声机械振动在原油中产生剧烈机械搅拌作用，使石蜡的熔点降低，提高了蜡晶的溶解速度，降低原油粘度，增加原油的流动性。
粘度传感器5采集的粘度数据信号经信号处理电路处理后，根据原油的粘度高低控制超声波的发射功率，当原油的粘度低时自动将超声波的输出功率降低，粘度高时自动将超声波的输出功率增大。超声波换能器201中的温度传感器203采集的温度数据信号经信号处理电路处理后，根据温度的高低控制微循环泵7的开关，当超声波换能器201的温度高于设定的安全工作范围时，微循环泵7开启，当超声波换能器201的温度低于设定的安全工作范围时，微循环泵7关闭。此控制方式既有利于节省能耗又能保证超声波换能器长期稳定工作。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种油井口超声波降粘装置，其特征在于：包括安装于油井口输油管道之间的筒体，装于筒体上的超声波发射单元（2）、循环冷却水单元（6）；
所述超声波发射单元（2）包括超声波换能器（201）、发射头（202）；
所述超声波换能器（201）与循环冷却水单元（6）连接。
2.根据权利要求1所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：所述超声波发射单元（2）经装于发射头上的法兰（206）与筒体连接，超声波发射单元（2）的发射头（202）置于筒体内，超声波换能器（201）置于筒体外部。
3.根据权利要求1所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：所述超声波换能器（201）壳体上设有一个冷却水进口（204）和一个冷却水出口（205），所述冷却水进口（204）通过输水管连接到微循环泵（7），微循环泵（7）装于循环冷却水单元（6）冷却水出口处，出水口（205）通过输水管连接到循环冷却水单元（6）冷却水入口处。
4.根据权利要求1所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：所述筒体为变径筒（4），变径筒包括中间大筒部、连于大筒部两端的小筒部，小筒部端部设有与油井口输油管道连接安装法兰。
5.根据权利要求1所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：所述筒体上粘度传感器（5）装于筒体，温度传感器（203）安装于超声波换能器（201）壳体内部。
6.根据权利要求5所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：还包括驱动控制柜；所述驱动控制柜包括与超声波换能器（201）相连的超声波电信号发生电路、用于处理温度传感器（203）采集的温度数据信号和粘度传感器（5）采集的粘度数据信号的多路信号处理控制电路。
7.根据权利要求6所述的油井口超声波降粘装置，其特征在于：所述驱动控制柜还包括与超声波电信号发生电路相连的无线收发电路。
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