一種環保節能對流超聲蒸汽驅油、超聲抽油兩用裝置的製作方法
2023-07-27 17:26:31
本實用新型涉及石油開採輔助裝置，具體是一種環保節能對流超聲蒸汽驅油、超聲抽油兩用裝置。
背景技術：
在油田開採中，當某區域地下原油開採一段時間接近尾期後，原油的粘度高，流動性差，原油分布在巖縫中十分分散，使開採效率大大降低，甚至無法抽油。現有的解決方法是採用普通蒸汽管向藏油區的原油進行加熱，通過蒸汽加壓使分散在巖石縫中的原油向採油區匯集，再進行抽油。現有技術存在的問題是：蒸汽注入時間長，蒸汽注入量大，擠壓匯集效果不理想；另一方面尾油含蠟量高，原油粘稠度高，流動性低，並且極易凝結堆積，從而容易引起抽油管及抽油泵的結垢堵塞，增加抽油泵的無用功耗，減少出油量，甚至完全堵塞井筒而導致停產。
技術實現要素：
本實用新型的目的是要解決現有蒸汽加壓、擠壓匯集效果不理想，尾油含蠟量高，流動性差，影響採油效率的問題，提供一種環保節能對流超聲蒸汽驅油、超聲抽油兩用裝置。
本實用新型的具體方案是：一種環保節能對流超聲蒸汽驅油、超聲抽油兩用裝置，它具有諧波發生器和旋流腔，其特徵是：在旋流腔之後依次對接有雙頻率選頻器、過渡腔、雙頻率一級振蕩器、一級振蕩腔、雙頻率二級振蕩器、二級振蕩腔、次聲波發生器；所述雙頻率選頻器和雙頻率一級振蕩器、雙頻率二級振蕩器三者具有相同的結構，均具有筒形殼體，殼體內裝有射流頭，在射流頭中開有兩個並排布置的楔形通孔，形成雙射流噴嘴，正對兩個楔形通孔的小口端，通過支架對應布置有兩塊簧片A、B，構成並聯布置的超聲振蕩器，兩個超聲振蕩器所產生的振動頻率不同，其中一個振動頻率為400～1000Hz，另一個為10K～20K Hz；所述次聲波發生器具有筒體，筒體的內壁在軸向上呈正弦曲線的凸凹狀結構。
本實用新型中所述諧波發生器具有殼體，殼體內設有若干螺旋片。
本實用新型中所述在旋流腔長度為450±50mm。
本實用新型中所述過渡腔長度為50～100mm。
本實用新型中所述一級振蕩腔長度為≥500mm。
本實用新型中所述二級振蕩腔長度為50～200mm。
本實用新型是以旋流、雙射流、雙頻超聲技術為基本原理，使流經旋流器的高速高壓高溫蒸汽成為飽含次聲波的雙頻率超聲波蒸汽。本實用新型裝置由雙頻率發生器、雙頻率一級振蕩器、雙頻率一級振蕩腔、雙頻率二級振蕩器和次聲波發生器等五部分組成。其中雙頻率發生器由諧波發生器和雙頻率選頻器組成。雙頻率發生器中的諧波發生器由三片左旋螺旋片沿管壁上端均布。螺旋片下部為一旋流腔。當高速高壓高溫蒸汽流經諧波發生器時高速旋轉，在旋流腔中獲得充分的攪拌並產生豐富的諧波。
本實用新型中加入有次聲波發生器，其產生的頻率在20Hz以內，沿管壁縱向剖面為正弦波形體，其通道為正弦波圓柱體。
以旋流、雙射流、雙頻超聲技術為基本原理，使流經旋流器的高速高壓高溫蒸汽成為飽含雙頻率的蒸汽。在外部連續不斷的高速高壓高溫蒸汽注入下，飽含雙頻率的蒸汽高速流進次聲波發生腔。當雙頻率超聲振蕩蒸汽通過截面為正弦波的次聲波發生器，由於蒸汽通流量的膨脹和壓縮，從次聲波發生器噴口噴射出大量的超強度的含次聲波的雙頻率超聲振蕩蒸汽。
當含有400～1000Hz頻率的高速高壓高溫蒸汽作用於藏油區時，聲波縱向和橫向的傳播輻射，使受熱膨脹壓裂巖石縫隙中的藏油在急劇加熱的同時產生縱向和橫向的振動，在藏油中產生無數的小旋渦，使巖石縫隙中的藏油加速軟化稀釋，原油粘度急劇下降，原油的流動性大大增強。
當含有10k～20kHz頻率的高速高壓高溫蒸汽作用於藏油區時，超聲波縱向和橫向的傳播輻射，使受熱膨脹壓裂巖石縫隙中的藏油在急劇加熱的同時產生一系列的超聲空化效應，促使粘度降低的原油進一步乳化，其流動性進一步增強。
次聲波的特點是輻射廣，能夠繞過障礙物傳得很遠並具有極強的穿透力。當含有20Hz以下頻率的高速高壓高溫蒸汽作用於藏油區時，次聲波縱向和橫向的傳播輻射，使受熱膨脹壓裂的巖石和巖石縫隙中的藏油在急劇加熱的同時產生強大的共振，共振力能放出相當大的能量，促使巖石縫隙表面和藏油的不斷膨脹和收縮，形成了一種連續不斷的擠壓力作用於巖石縫隙中的藏油，使稀釋、乳化的原油在擠壓力的驅動下源源不斷地從巖石縫隙中流入到採油區。
綜上所述，飽含雙頻率和次聲波的高速高壓高溫蒸汽在對藏油區的原液進行加熱的同時，並對藏油區的原液和巖層進行超聲波處理。原液和巖層受熱後膨脹，巖層產生巨大的內壓，巖層內壓增至一定程度巖層將產生壓裂，巖層縫隙中的原液經超聲處理後將從縫隙中流向採油區。採用本實用新型裝置進行超聲波蒸汽驅油和超聲抽油，對儲油巖石層無傷害，能提高儲層滲透率，降低原油粘度，具有除垢、防蠟和解堵作用；減少蒸汽注入時間和蒸汽注入量20%；提高採收率5%~10%,提高油井產油量30%以上。
本實用新型用於蒸汽驅油時，是將本裝置的諧波發生器一端向上與蒸汽供氣管進行對接。而用於抽油時，將本裝置的諧波發生器一端向下，同時去掉次聲波發生器，以二級振蕩腔的尾端與上方的抽油管對接。
附圖說明
圖1是本實用新型的主剖視圖；
圖2是本實用新型的俯剖視圖；
圖3是圖1中的A-A視圖；
圖4是雙頻率選頻器的放大視圖；
圖5是簧片A的主視圖；
圖6是簧片B的主視圖；
圖7是射流頭的主視圖；
圖8是射流頭的右視圖。
圖中：1-諧波發生器，2-旋流腔，3-雙頻率選頻器，4-過渡腔，5-雙頻率一級振蕩器，6-一級振蕩腔，7-雙頻率二級振蕩器，8-二級振蕩腔，9-次聲波發生器，10-筒形殼體，11-射流頭，12-簧片A，13-簧片B，14-支架，15-楔形通孔，16-螺旋片。
具體實施方式
參見圖1、2，本實用新型具有諧波發生器1和旋流腔2，特別是：在旋流腔2之後依次對接有雙頻率選頻器3、過渡腔4、雙頻率一級振蕩器5、一級振蕩腔6、雙頻率二級振蕩器7、二級振蕩腔8、次聲波發生器9；所述雙頻率選頻器3和雙頻率一級振蕩器5、雙頻率二級振蕩器7三者具有相同的結構，均具有筒形殼體10，殼體內裝有射流頭11，在射流頭11中開有兩個並排布置的楔形通孔15，形成雙射流噴嘴，正對兩個楔形通孔15的小口端，通過支架14對應布置有兩塊簧片A12、B13，構成並聯布置的超聲振蕩器，兩個超聲振蕩器所產生的振動頻率不同，其中一個振動頻率為400～1000Hz，另一個為10K～20K Hz；所述次聲波發生器9具有筒體，筒體的內壁在軸向上呈正弦曲線的凸凹狀結構。
本實施例中諧波發生器1具有殼體，殼體內設有三塊螺旋片16，形成三頭螺旋槽結構。
本實施例中在旋流腔2長度為450±50mm，具體為450mm。
本實施例中過渡腔4長度為50～100mm，具體為80mm。
本實施例中一級振蕩腔6長度為≥500mm，具體為600mm。
本實施例中二級振蕩腔8長度為50～200mm，具體為80mm。