一种阵列式超声振动油井清防蜡装置 |
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| 申请号 | CN201611041976.9 | 申请日 | 2016-11-24 | 公开(公告)号 | CN106351609A | 公开(公告)日 | 2017-01-25 |
| 申请人 | 中国石油大学(华东); 东营咸亨工贸有限公司; | 发明人 | 王卫阳; 余传谋; 毕伟; 付小波; 高文明; 焦光辉; 任利斌; 焦金生; 薛涛; 张涛; 王成起; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，包括超声 信号 发生器、防爆 电缆 、超 声换能器 和防护箱，其特征在于：所述超声信号发生器通过防爆电缆与所述超声换能器连接，所述防护箱位于所述超声换能器的外部，所述超声换能器固定连接在油井出油管外壁上，所述超声换能器之间的距离为其 波长 的整数倍，所述超声换能器在所述油井出油管外壁上呈阵列式排列。本发明采用上述结构的阵列式超声振动油井清防蜡装置，具有结构简单、使用方便、清防蜡效果好、适应性强的优点，能够方便有效的达到油井清蜡和防蜡的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，包括超声信号发生器、防爆电缆、超声换能器和防护箱，其特征在于：所述超声信号发生器通过防爆电缆与所述超声换能器连接，所述防护箱位于所述超声换能器的外部，所述超声换能器固定连接在油井出油管外壁上，所述超声换能器之间的距离为其波长的整数倍，所述超声换能器在所述油井出油管外壁上呈阵列式排列。 |
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| 说明书全文 | 一种阵列式超声振动油井清防蜡装置技术领域[0001] 本发明属于油井清防蜡装备技术领域，尤其涉及一种阵列式超声振动油井清防蜡装置。 背景技术[0002] 在石油开采过程中，当原油中含有一定量石蜡时就不可避免的会在油井生产管线中形成结蜡现象，结蜡最先是在油管壁上形成，并逐渐形成网状结构使原油流动阻力增加，当蜡晶量达到一定程度时原油失去流动性而阻塞流动通道，使油井停产而影响油田的正常生产。 [0003] 目前解决油井结蜡的常用方法：一种是化学方法清防蜡，该方法在选择化学药剂与剂量合适时能够较好的解决生产油井的防蜡问题，但是成本较高，并且不利于环境的保护。第二种方法是热流体循环清蜡，需要增加热洗车组并且要求油井停产进行作业，降低了生产效率并影响原油产量，溶解的蜡块进入地层会造成阻塞等隐患。第三种方法是磁防蜡技术，此种技术应用较广泛，但是其参数选择难以使用复杂多变的油井生产情况，其适应性较差。而第四种方法是流体动力式声波和涡流振荡清防蜡技术，但此类技术主要适用于抽油泵举升的采油井，对于螺杆泵、电潜泵及气举采油方式等的采油井不适用，适用范围受到一定的限制。第五种方法是机械式刮蜡器，此方法是一种被动式的在结蜡达到一定程度时应用，并且只适用于自喷井，刮下的蜡块也极易阻塞地层。在油田生产中实际存在大量的螺杆泵、电潜泵及气举采油方式的生产井的结蜡问题还没有较好的有效解决油井清防蜡的技术措施。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，解决油井清防蜡装置复杂，效率低的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，包括超声信号发生器、防爆电缆、超声换能器和防护箱，所述超声信号发生器通过防爆电缆与所述超声换能器连接，所述防护箱位于所述超声换能器的外部，所述超声换能器固定连接在油井出油管外壁上，所述超声换能器之间的距离为其波长的整数倍，所述超声换能器在所述油井出油管外壁上呈阵列式排列。 [0006] 优选的，所述相邻两个超声换能器之间的距离为7～15厘米。 [0007] 优选的，所述阵列式排列为线性阵列或圆周阵列。 [0008] 优选的，所述超能换能器与所述油井出油管外壁采用胶连接。 [0009] 优选的，所述超声换能器的频率为23KHz～68KHz，单个超声换能器功率为50W。 [0010] 优选的，所述超声换能器的个数为3～6个。 [0011] 优选的，所述超声换能器形成的超声换能器阵与井口的距离为30～300厘米。 [0012] 优选的，所述超声信号发生器可以连续或间歇性工作。 [0014] 本发明创造的优点和积极效果是：本发明专利提供的阵列式超声振动油井清防蜡装置具有结构简单、使用方便、清防蜡效果好、适应性强的优点。本发明专利的超声换能器依据其发射频率在油井出油管外壁上呈线性或圆周阵列分布，这样可以有效的增强超声波振动强度，增加振动有效传播距离，从而提高有效处理蜡晶的深度和效果。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明[0015] 图1为本发明一种阵列式超声振动油井清防蜡装置实施例的结构示意图； [0016] 图2为本发明一种阵列式超声振动油井清防蜡装置实施例一所述的超声换能器分布示意图； [0017] 图3为本发明一种阵列式超声振动油井清防蜡装置实施例二所述的超声换能器分布示意图； [0018] 图4为本发明一种阵列式超声振动油井清防蜡装置实施例二所述的出油管的横截面示意图； [0019] 附图标记 [0020] 1、井口采油树；2、出油管；3、防护箱；4、井下油管；5、超声换能器；6、防爆电缆；7、超声信号发生器。 具体实施方式[0021] 实施例一 [0022] 以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。 [0023] 图1为本发明实施例的结构示意图，图2为本发明实施例1的超声换能器分布示意图。如图1、图2所示，一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，包括超声信号发生器7、防爆电缆6、超声换能器5和防护箱3。超声信号发射器7通过防爆电缆6与超声换能器5连接，超声换能器5固定连接在油井出油管2外壁上。 [0024] 本实施例中超声换能器5沿着出油管2长度方向上呈线性阵列排列，相邻两个超声换能器5之间的间距为其波长的整数倍，超声换能器5的间距是指两个超声换能器5中心之间的距离，这样可以使超声波的振动波重合，起到振动加强的作用，进一步的增强清蜡和防蜡的效果，考虑到超声换能器5本身的长度和整个装置的大小，相邻超声换能器之间的距离优选为7～15厘米。考虑到单个超声换能器5的功率有限，为了增加有效传播距离，超声换能器5的个数优选为3～6个，其发射频率为23KHz～68KHz，单个超声换能器5功率为50W。超声换能器5与油井出油管2外壁采用胶连接，连接十分方便。超声换能器阵与井口的距离依据井口管线的粗细来设定，在满足现场的要求的情况下尽可能的缩短超声换能器阵与井口之间的距离，其值优选为30～300厘米。 [0025] 防护箱3罩在超声换能器阵的外面，以保护超声换能器5的长期正常工作，因特殊的工作环境，防护箱3要选用PVC、不锈钢等防水阻燃散热性材料制成。超声信号发射器7可以选择连续或间歇两种工作方式，选用连续工作方式可以达到更好的清除油管壁上蜡层的效果，选用间歇式工作方式可以延长超声换能器5的使用寿命也具有较好的防蜡效果。本发明专利公布的阵列式超声振动油井清防蜡装置中的用防爆电控箱对超声信号发生器7及连接电路进行防护，也满足井场联电的要求。 [0026] 阵列式超声振动油井清防蜡装置的工作过程及原理：首先超声信号发生器7发出电信号经由防爆电缆6传送到超声换能器阵，激发超声换能器5产生超声波振动。超声换能器5发射的超声振动波以其固有的频率经油管和管内流体两个路径自井口出油管2经井口采油树1向井下油管4传播，在这一传播过程中经管壁传播的振动波以快的多的速度向井下传播并造成油管以所激发的频率振动，由于管壁的高频振动使得含蜡原油不易在管壁上粘附。沿管内流体传播的振动波以在流体中的声速向井下传播，管内流体的振动能够提高蜡的溶解度防止其结晶现象的发生，在振动波的机械作用、热作用和空化作用下流体吸收振动能量使得流体的流变性发生变化达到溶蜡和防蜡的目的。由于振动波传播的介质不同，其衰减规律也不同，沿管壁传播的因衰减小所以传播的更远，能够有效到达的深度较深。超声振动在油管和管内流体两个路径传播的共同作用下达到油井清蜡防蜡的目的。 [0027] 实施例二 [0028] 图1为本发明实施例的结构示意图，图3为本发明实施例2的超声换能器分布示意图，图4为本发明实施例2的出油管的横截面示意图。如图1、图3和图4所示，一种阵列式超声振动油井清防蜡装置，包括超声信号发生器7、防爆电缆6、超声换能器5和防护箱3。超声信号发射器7通过防爆电缆6与超声换能器5连接，超声换能器5固定连接在油井出油管2外壁上。 [0029] 本实施例中超声换能器5在出油管2上呈圆周阵列排列，沿出油管2圆周方向和长度方向上的相邻两个超声换能器5之间的间距均为其波长的整数倍，超声换能器5的间距是指两个超声换能器5中心之间的距离，这样可以使超声波的振动波重合，起到振动加强的作用，进一步的增强清蜡和防蜡的效果，考虑到超声换能器5本身的长度和整个装置的大小，相邻超声换能器之间的距离优选为7～15厘米。考虑到单个超声换能器5的功率有限，为了增加有效传播距离，超声换能器5的个数优选为3～6个，其发射频率为23KHz～68KHz，单个超声换能器5功率为50W。超声换能器5与油井出油管2外壁采用胶连接，连接十分方便。超声换能器阵与井口的距离依据井口管线的粗细来设定，在满足现场的要求的情况下尽可能的缩短超声换能器阵与井口之间的距离，其值优选为30～300厘米。 [0030] 防护箱3罩在超声换能器阵的外面，以保护超声换能器5的长期正常工作，因特殊的工作环境，防护箱3要选用PVC、不锈钢等防水阻燃散热性材料制成。超声信号发射器7可以选择连续或间歇两种工作方式，选用连续工作方式可以达到更好的清除油管壁上蜡层的效果，选用间歇式工作方式可以延长超声换能器5的使用寿命也具有较好的防蜡效果。本发明专利公布的阵列式超声振动油井清防蜡装置中的用防爆电控箱对超声信号发生器7及连接电路进行防护，也满足井场联电的要求。 [0031] 因此，本发明采用上述结构的阵列式超声振动油井清防蜡装置，具有结构简单、使用方便、清防蜡效果好、适应性强的优点，能够方便有效的达到油井清蜡和防蜡的目的。 [0032] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
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