一种水力低频振动提高原油采收率的装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水力低频振动提高原油采收率的装置及其应用，包括：动力系统包括驱动转子系统旋转的动力源；转子系统包括垂直转动管及设置在垂直转动管底端的水平转盘，垂直转动管底部及水平转盘上设置有流道，垂直转动管内可用于液体介质的流动；振击系统包括垂直分隔管柱及设置在垂直分隔管柱内的环形重锤，环形重锤可在液体介质的压力下实现上下移动；定子系统的底部设置有流道，可与水平转盘上的流道实现相通，用于液体介质的排出。本发明专利技术的振动频率可以由电机转速控制，振击功率由地面泵注液体的压力控制，两者独立控制，互不干扰；另可借助原有油管置于井筒之中，不需要清理管柱，既可直接作用于需要处理的地层，又方便后续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种水力低频振动提高原油采收率的装置及其应用
本专利技术涉及一种水力低频振动提高原油采收率的装置及其应用，属于油藏原油提高采收率

技术介绍
随着我国石油、天然气开发的不断深入，低渗油藏已经成为石油行业发展的重要潜力，然而在开发中后期由于低渗、特低渗油藏渗透率极低、天然微裂缝发育，普遍存在水窜严重、产量低、开采效果差。因此，亟需辅助开发技术手段提高油藏内部原油动用程度和采收率。低频振动采油作为一种新型的物理采油方式，利用人工振动将能量以低频机械波的形式直接或间接作用于地层，通过振动波在地层的传播，使储层和流体产生不同的物理和化学变化，改善油层渗流条件，达到油水井增产增注目的。该方法凭借其无污染、成本低、见效快、适应性强、工艺简单等特点在一系列的矿场应用中都取得了较好的开发效果。与此同时，低频波动采油技术的应用也逐渐由单一技术向复合技术发展，目前如关于振动复合化学封堵技术、振动复合表面活性剂驱油技术、振动复合稠油蒸汽降粘(或催化降粘)技术、振动复合酸压增产技术等均在理论与实验研究方面取得了一定进展。石油工作者针对该技术的作用机理、配套设备、施工工艺等进行了一系列的理论和实验研究。然而，目前矿场所应用的低频振动装备普遍存在如下弊端：设备复杂，操作不便；占据矿场地面面积较大，特别是振击设备；作业时需要清理井内管柱，影响后续生产；无法实时调整作业参数(振动频率、振动幅度等)。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种结构简单、安装布设方便、工作性能可靠，且能够实现振动参数即时调整的水力低频振动提高原油采收率的装置。本专利技术还提供一种利用上述装置来提高原油采收率的操作方法。本专利技术的技术方案如下：一种水力低频振动提高原油采收率的装置，包括动力系统、转子系统、振击系统和定子系统，其中：动力系统，设置在定子系统内，包括驱动转子系统旋转的动力源；转子系统，设置在定子系统内，包括垂直转动管及设置在垂直转动管底端的水平转盘，垂直转动管底部及水平转盘上设置有流道，垂直转动管内可用于液体介质的流动；振击系统，设置在定子系统内，包括垂直分隔管柱及设置在垂直分隔管柱内的环形重锤，环形重锤可在液体介质的压力下实现上下移动；定子系统的底部设置有流道，可与水平转盘上的流道实现相通，用于液体介质的排出。优选的，所述动力源选用电机，电机与垂直转动管传动连接。优选的，所述电机通过齿轮系与垂直转动管传动连接。优选的，所述垂直转动管的顶端通过转动接头与油管连接。此设计的好处在于，通过转动接头，在垂直转动管转动的同时可有效防止油管发生相对转动，避免油管发生拧绕。优选的，所述垂直分隔管柱的上部设置为一倾斜撞击面，环形重锤上设置有与倾斜撞击面相适应的倾斜面。优选的，所述倾斜撞击面的倾斜夹角为10-45°。优选的，当倾斜面与倾斜撞击面接触时，环形重锤的顶端与垂直分隔管柱的顶端留有空隙。此设计的优势在于，当环形重锤向上移动撞击垂直分隔管柱时，能够将全部的力量作用在倾斜撞击面上，然后由倾斜撞击面向外对水平井扩散振击，效率更高。优选的，所述垂直转动管的底部设置有六个矩形入流口，所述垂直分隔管柱底部与六个矩形入流口相同的高度分布有六个矩形出流口。此设计的好处在于，当垂直转动管旋转时，可以实现六个矩形入流口和六个矩形出流口的连通。优选的，所述水平转盘上设置有六个圆形上内泄流口和六个圆形上外泄流口，其中六个圆形上内泄流口位于垂直转动管内侧，六个圆形上外泄流口位于垂直转动管外侧。优选的，所述定子系统包括一外壳，在所述外壳的底部设置有六个圆形下内泄流口和六个圆形下外泄流口，其中六个圆形下内泄流口在竖直方向上可与六个圆形上内泄流口重合，六个圆形下外泄流口在竖直方向上可与六个圆形上外泄流口重合。优选的，所述外壳上设置有气孔，气孔位于倾斜撞击面下方。优选的，所述垂直分隔管柱内设置有一支撑盘，支撑盘位于环形重锤下方且支撑盘的中心设有一通孔，在通孔外侧的同一圆周上分布有六个圆形流通口。一种水力低频振动提高原油采收率的装置的操作方法，包括以下步骤：(1)将该提高原油采收率的装置下放至所要处理的油层位置并固定，连接好地面电源；(2)向垂直转动管内输送流体，启动电源，电机带动垂直转动管转动，当垂直转动管转动到某个角度，矩形入流口和矩形出流口连通，而此时圆形上外泄流口与圆形下外泄流口交错封堵，圆形上内泄流口与圆形下内泄流口交错封堵，流体经过垂直转动管、矩形入流口、矩形出流口、圆形流通口，推动环形重锤向上运动，撞击倾斜撞击面；(3)电机持续带动垂直转动管转动，当垂直转动管转动到某个角度，矩形入流口和矩形出流口交错封堵，而此时圆形上外泄流口与圆形下外泄流口连通，圆形上内泄流口与圆形下内泄流口连通，环形重锤下的流体在环形重锤及自身的重力作用下通过圆形上外泄流口、圆形下外泄流口排出，垂直转动管内的流体通过圆形上内泄流口、圆形下内泄流口排出。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术装置结构简单，设计合理，安装和操作方便，投入成本较低，地面设备少，占地面积小。2.本专利技术装置借助原有油管置于井筒之中，不需要清理管柱，既可以直接作用于需要处理的地层，又方便后续生产。3.本专利技术装置中的振动频率可以由电机转速控制，振击功率可以由地面泵注液体的压力控制，而且两者可以独立控制，互不干扰。附图说明图1为本专利技术提高原油采收率装置的剖面结构示意图；图2为本专利技术中垂直转动管和水平转盘部分的结构示意图；图3为图1中A-A方向的剖视图；图4为本专利技术中支撑盘的结构示意图；其中：1、电机；2、齿轮系；3、转动接头；4、电缆；5、垂直转动管；6、水平转盘；7、矩形入流口；8、圆形上内泄流口；9、圆形上外泄流口；10、高压外壳；11、垂直分隔管柱；12、水平分隔面；13、支撑盘；14、倾斜撞击面；15、圆形下内泄流口；16、圆形下外泄流口；17、矩形出流口；18、圆形流通口；19、环形重锤。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：如图1至图4所示，本实施例提供一种水力低频振动提高原油采收率的装置，包括动力系统、转子系统、振击系统和定子系统，其中：动力系统，设置在定子系统内，包括驱动转子系统旋转的动力源；转子系统，设置在定子系统内，包括垂直转动管及设置在垂直转动管底端的水平转盘，垂直转动管底部及水平转盘上设置有流道，垂直转动管内可用于液体介质的流动；振击系统，设置在定子系统内，包括垂直分隔管柱及设置在垂直分隔管柱内的环形重锤，环形重锤可在液体介质的压力下实现上下移动；定子系统的底部设置有流道，可与水平转盘上的流道实现相通，用于液体介质的排出。本实施例中，定子系统包括一高压外壳10，动力源选用电机1，电机1通过电缆4与地面电源连接，电机1通过齿轮系2与垂直转动管5传动连接，即电机1的输出轴连接一主动齿轮，垂直转动管5的外周上设置有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从而实现电机1带动垂直转动管5旋转。垂直转动管5的顶端通过转动接头3与油管连接，转动接头3包括上下两个法兰盘，在两个法兰盘之间设置有轴承，垂直转动管与轴承内圈连接，油管与轴承外圈连接，这样在电机带动垂直转动管旋转时，油管不会发生相对转动不会造成油管的拧绕。垂直转动管5与水平转盘6为一体结构设计，垂直转动管5的底部轴向设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，包括动力系统、转子系统、振击系统和定子系统，其中：动力系统，设置在定子系统内，包括驱动转子系统旋转的动力源；转子系统，设置在定子系统内，包括垂直转动管及设置在垂直转动管底端的水平转盘，垂直转动管底部及水平转盘上设置有流道，垂直转动管内可用于液体介质的流动；振击系统，设置在定子系统内，包括垂直分隔管柱及设置在垂直分隔管柱内的环形重锤，环形重锤可在液体介质的压力下实现上下移动；定子系统的底部设置有流道，可与水平转盘上的流道实现相通，用于液体介质的排出。

【技术特征摘要】
1.一种水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，包括动力系统、转子系统、振击系统和定子系统，其中：动力系统，设置在定子系统内，包括驱动转子系统旋转的动力源；转子系统，设置在定子系统内，包括垂直转动管及设置在垂直转动管底端的水平转盘，垂直转动管底部及水平转盘上设置有流道，垂直转动管内可用于液体介质的流动；振击系统，设置在定子系统内，包括垂直分隔管柱及设置在垂直分隔管柱内的环形重锤，环形重锤可在液体介质的压力下实现上下移动；定子系统的底部设置有流道，可与水平转盘上的流道实现相通，用于液体介质的排出。2.如权利要求1所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，所述动力源选用电机，电机与垂直转动管传动连接。3.如权利要求2所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，所述电机通过齿轮系与垂直转动管传动连接。4.如权利要求1所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，所述垂直分隔管柱的上部设置为一倾斜撞击面，环形重锤上设置有与倾斜撞击面相适应的倾斜面；所述倾斜撞击面的倾斜夹角为10-45°。5.如权利要求4所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，当倾斜面与倾斜撞击面接触时，环形重锤的顶端与垂直分隔管柱的顶端留有空隙。6.如权利要求1所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，所述垂直转动管的底部设置有六个矩形入流口，所述垂直分隔管柱底部与六个矩形入流口相同的高度分布有六个矩形出流口。7.如权利要求4所述的水力低频振动提高原油采收率的装置，其特征在于，所述水平转盘上设置有六个圆形上内泄流口和六个圆形上外泄流口，其中六...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，徐加祥，李悦静，刘杨，李旭，刘恒超，郑黎明，蒲春生，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37