|
在油田開發中，聲波采油技術是一項極為重要的增產新措施，它在各種物理方法采油技術中起著舉足輕重的作用。聲波作用效果的關鍵，在于聲波發生器性能的優劣。從聲波產生的方式出發，可分為機電型和機械型兩種類型。其中，機電型包括電動式、磁致伸縮式和壓電式；機械型又分成以空氣為傳播介質的氣哨和以液體為傳播介質的液哨兩種類型。由于原油是呈固、液、氣三相共存的混合物流體，因而非常適用于液哨式聲波發生器的應用。液哨式聲波發生器是機械型的流體動力式聲波發生器，適合于在液體環境下激發聲波，在油田防
垢、驅油、防蠟、降黏、解堵等方面，具有廣泛的應用前景。液哨式聲波發生器的機械結構液哨式聲波發生器又稱帕爾曼聲波發生器，主要由一個高速噴腔和一個彈性簧片組成。噴腔帶有一個長方形的窄縫噴口，與彈簧保持正對位置，噴腔是流體激發源，屬于動力系統；簧片是一種機械式共振器，屬于能量反饋系統，通常簧片主要由黃銅或不銹鋼制成。此種聲波發生器是1948年由R·POhlman·n和W·Janovsky首先發明并應用于工業生產中，所以也稱之為POhlman-Janovsky哨。液哨式聲波發生器，主要有支點式和懸臂式兩種類型。而支點式的簧片由四個支撐點支撐，又叫四支點簧片哨；懸臂式的簧片是一端固定，另一端可自由振動。由于支點式發生器的工作穩定性要好于懸臂式，因此，這里談支點式液哨的相關研究。液哨式聲波發生器發聲的基本原理噴腔———簧片系統是液哨式聲波發生器的基本振動系統，其振動過程由高速液體沖擊在迎面固定的簧片上，射流因本身擺動使簧片受到激振。經實驗研究表明，簧片有其本身的本征頻率，射流液片也有其本身的本征頻率。通過改變入射液體的壓力，液體射流的流速也隨之改變。當液體流片的本征頻率和簧片的本征頻率吻合時，液哨就生產共振，導致聲波產生，而射流片除本征頻率外，還存在著多次譜頻。同樣，簧片也存在著本征頻率和多次諧頻，液片與簧片間任意一次諧頻的吻合都能產生共振，一般來說，二者基頻吻合時，效率最高。聲波防蠟、防垢的作用機理聲波對油氣的作用，主要表現在機械振動效應、空化效應和熱力效應三個方面。機械振動效應使聲介質的振幅、速度都會發生顯著的變化，造成巨大的剪切應力，產生解堵、降黏、防蠟、除垢等作用，空化效應使液體中存在的微小氣泡產生膨脹和收縮后所產生的局部壓力可以達到數千個大氣壓，從而對油氣產生作用，熱力效應主要體現在提高原油的溫度，起到降低原油黏度的作用。防垢實驗的方法和流程：參照石油天然氣行業標準SY/T5673-93中抑制硫酸鈣垢形成標準的方法，采用掛片法在循環水箱中進行，為了便于觀察實驗結垢情況，以高礦化度水為工作循環液，工作液由CaCL2、2H2O和NaCL溶液及Na2SO4溶液組成，實驗研究了動態和表態下的防垢率。實驗結果表面，經聲波作用后，掛片結垢量明顯減少，防垢率提高，動態（流動管路中）的情況下，各片之間的平均除垢率為88.71%；靜態情況下，各片之間的平均防垢率為88.3%。應用顯微鏡觀察垢晶的結構發現,經聲波處理后的垢晶結構強度降低,容易產生脫落和松動。聲波對含蠟原油黏度的影響：以SA井的油樣為例，其中含水16.0%，膠質含量5.97%,瀝表質含量為0.84%，含蠟量為20.44%。經聲波處理后，含蠟原油的粘度大幅度降低，說明聲波降黏有特效性。同時，對25%溶蠟油進行聲波處理后，在顯微鏡下觀察，得知未處理的蠟晶結構呈現出均勻網狀結構；聲波處理后，蠟晶結構受到破壞，微粒結構變化小、呈均勻分布，為進一步研究和完善聲波防蠟降黏技術提供了理論依據。液哨式聲波發生器在油田現場應用取得良好效果，僅以引用10口井為例，下入聲波發生器后，由于原油黏度的降低，使流動阻力大幅度下降，即使在產液量增加的條件下，抽油機工作電流也有較大幅度的降低，工作載荷降低，平均熱洗周期由18天延長到58天，平均檢泵周期由166天延長到196天，平均產液量由6.96t/d上升到9.98t/d，平均產油量由3.97t/d增加到6.31t/d。總的說來，液哨式聲波發生器是非常適合在液態流體下激發聲波，在油田開發中具有廣泛應用前景和推廣價值。利用聲波的聲化學作用，對注入地層的化學試劑進行乳化處理，可以有效地提高化學作用效果。利用聲波的防蠟作用，將聲波發生器置于結蠟嚴重的井中，可以有效地延長油井的結蠟周期，降低抽油機負荷，增加油井的產液量和產油量。
（信息來源：機械電子頻道子站）
文章類型：
|
