大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法技术

本发明专利技术涉及灾害和资源与环境领域，具体涉及大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法。本发明专利技术提供了大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法，包括振动设备主体、动力装置、设备的连接、设备施工技术、施工流程等详细技术步骤。本发明专利技术所提供的方法技术避免了井下振动器在电磁激励下产生超过设备上限的高温从而难于持续生产的弊端，可使振动装置在大功率电磁场状态下连续在油气储层附近工作。应用本发明专利技术所提供的方法技术，可以将高温耐腐蚀巨磁致材料振动器做成井下振动装置,并在油田进行作业，提高油田单井产量，为油气井后期增产提供了新的手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及灾害和资源与环境领域，具体涉及大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法。
技术介绍
低频振动采油技术是利用井下或地面振源产生强大的低频振动波场(频率在几到几十赫兹)对油层进行大面积振动处理,以达到解堵、增产增注、降低产水率、提高油井采收率为目的的一种物理法采油措施。产生低频振动场方法很多，不论是哪种方法都有共同的理论基础--低频振动可提高采收率。1948年，前苏联北高加索一个油田，在一次地震后产量增加了45％；1977年，有人用一种电磁振荡器研究了在饱和的填砂岩心中的驱油情况，发现激励明显加快了流体渗入毛细管的过程(振动—毛细管效应)。1990年，有人用可控震源对油井进行处理，使用频率17Hz-18Hz，处理后油井产液量明显增加。澳大利亚的振动采油技术可提高油田采收率，增加单井产量10％-35％,可降低含水量，是最经济的方法，适用于大多数油田。国内也发展了多种振源，进行了振动解堵和振动采油试验。西安石油学院的高能气体压裂、石油大学的自激波动采油、河南油田的电脉冲等为井下振源。地面震源主要有国家地震局和辽宁地震勘测设计研究院的单轮和双轮震源等。辽河曙光采油厂用超低频可控震源，振动波及的可对比油井155口，有效井116口，总有效率75％，平均增产幅度为20％-60％，累计增产原油9034吨，投入产出比为1:16。上述技术具有明显的缺陷。地面震动装置基本为地震勘探用的可控震源或机械撞击式震源，不仅使用寿命短、易损坏，对环境造成不良影响，而且由于距离油层远，震动的能量弱，难以达到增油目的；井下装置设备极易损坏油井套管，且难以进行连续作业，特别是装置安置到油井中影响正常采油作业。目前，应用振动采油技术增加油井产量的活动基本处于暂停状态。分析认为，上述技术难以在油田增产中起到作用的原因，并不是振动增油机理本身问题，主要还是振动装置和施工设计问题。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法。本专利技术所提供的大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法，包含以下步骤：(1)将电磁激励高温耐腐蚀巨磁致材料振动器制作成直径小于100cm的管状结构；(2)将380V油田动力电接至数控与变频箱装置，数控与变频箱的作用是将油田常用380V/50Hz动力电变换成频率可调的动力电，同时可以通过电缆控制、监测井下振动器的工作状态；(3)将接至所述变频箱装置变频后的动力电通过动力电缆经过注水井阀门输送到井下振动装置；(5)在注水井阀门固定专用卡口将电缆的地面和井下部分分开，防止注水时出现泄露；(6)用电缆卡固定动力与信号线；(7)将低频振动发生器固定到钻杆顶端，并下放到射孔位置上部2米处；(8)开动振动器调整工作频率到地层振动频率，使其工作一周或更长时间。本专利技术所提供的大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法，所述井下振动装置优选高温耐腐蚀巨磁致材料，置于油田注水井中工作，实现油井增产目标。本专利技术所提供的大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法还可以适用于民用水井或热水井的增加出水量，砂岩铀矿生产中的增加注液和采液。本专利技术所述大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法的优点是：1.距离储层近，可直接激励储层；2.振动频率可调，找到适合地层共振的频率；3.装置轻便，对周围不产生任何环境性影响；4.振动幅度大，影响体积大，可直接对油井周围含油地层进行激励。由此，本专利技术克服了以往振动采油装置的缺点，具有独特的技术优势，可为油田增产提供一种实用服务工具。附图说明图1抽油机、杆式泵采油示意图；图2井下震荡发生器的管柱结构图；图3采油树端盖通过电缆保持密封示意图；图4油管挂通过电缆线示意图；图5振动器与电缆线的连接示意图；图6电缆与有关固定设计示意图；图7现场实施流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步阐述：一、动力装置油田有两种油井，勘探井和开发井。开发方面主要是采油井和注水井。采油井采出液体和气体，注水井向储层内注入液体。采油井分为自喷井和非自喷井。自喷井是油田初期的生产井，地层能量充足，油气生产能够满足油田需要，很少上措施，各种增产增注措施基本上是针对非自喷井和注水井。因此，振荡发生器主要针对非自喷采油井的增产、解堵和注水井的增注工作。全国各油田非自喷井采油主要采用机械采油方法。机械采油方法主要有游梁管、杆式泵、井下电动潜油泵、螺杆泵、射流泵等等。它们的共同特点是需要电力驱动。现场使用的变压器一般有三种连接形式，星型、三角型/星型、星型/三角型。变压器电压等级分别为，初级6000伏，次级中压为500-2500伏，低压为380伏。大部分采用调节变压器上的分接开关，来获得所需要的电压。对于抽油机来讲，电机的功率在5-75千瓦，额定电压为380伏，电流为12-140A，功率因数是0.88。电动潜游泵的功率是5-150千瓦，常用的是50-100千瓦，电压是280-2200伏，电流是13-60A。因此，从电力配备上，油田供电系统满足振荡发生器的电压、电流、功率使用频率的要求。因此设计常用油井振动采油装置供电系统为：(1)380V油田常用电压；(2)可供30千瓦变压器；(3)3000米动力高温高压电缆；(4)电动绞车动力下井设备；(5)伺服马达和矫正器装置；(6)设备的电子控制系统。二、井下设备的管柱结构为了配合注水井振动施工，采用振动发生器管柱样结构，如图2所示通常注水井在笼统注的时候，基本上采用光油管管柱结构，油管鞋下到距离油层底部10-15米的位置。柱结构是：油补据高度+油管挂和连接短接长度+油管+油管变扣短接长度+油管鞋长度。井下低频振动发生器(注水井)增注管柱结构在此基础之上加以改动。结构设计：1.与采油树的连接设计技术关键：耐压等级:符合注水下工艺要求，保证在50-35MPa特殊采油树井口。大四通油管挂要求能够通过电缆线，四通盖子电缆钳密封。井下震荡发生器外形结构设计：低频振荡器的外形尺寸要适应注水井套管内径的尺寸。油田注水井有两种套管：即51/2\套管，外径127mm，最小内径的是121.4mm；7\套管，外径177.8mm，最小内径是150.4mm。还有海上石油经常用的一种套管是：95/8\套管，外径244.5mm，内径222.43m。因此，要考虑低频振发生器的外径不要大于100mm。长度小于8米还要考虑低频振荡发生器与注水油管的连接接头，其接头形式符合扣型采用套管API标准。振荡发生器与电缆的连接设计：电缆线与振荡发生器在油层中要承受高温高压和液体的腐蚀。要求电缆线与发生器的连结要能保证高温条件下稳定可靠，这是非常重要的，历次井下电驱动装置都是没有解决好接头连接而导致失败。常规做法：采用60-100米的特殊高温小电缆从振荡发生器的内部接出来，然后再用普通的井下电泵电缆线与特殊高温小电缆线连接。电缆与电缆的连接设计：既要考虑高温高压和耐腐蚀，又要特别要注意连结方式和密闭防水。采用高强度合金铜管套两个接头上，再使用特殊工具挤压使铜管缩颈夹持接头。然后用几种高强度、高性能绝缘带复合缠绕十几层，最后使用合金铠甲皮层缠绕，使得接头处与电缆的强度绝缘度相同。电线选材：额定电压：【1.8/3kv】、【3.6/6kv】型号规格：聚酰亚胺-F46复合膜-乙丙橡皮外绝缘及护套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法，其特征在于，所述大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法包含以下步骤：(1)将电磁激励高温耐腐蚀巨磁致材料振动器制作成直径小于100cm的管状结构；(2)将380V油田动力电接至数控与变频箱装置；(3)将接至所述变频箱装置变频后的动力电通过动力电缆经过注水井阀门输送到井下振动装置；(4)在所述注水井阀门固定专用卡口将电缆的地面和井下部分分开；(5)用电缆卡固定动力与信号线；(6)将低频振动发生器固定到钻杆顶端，并下放到射孔位置上部2米处；(7)开动振动器调整工作频率到地层振动频率，使其工作一周或更长时间。

【技术特征摘要】
1.一种大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法，其特征在于，所述大功率磁致伸缩材料井下振动增油技术方法包含以下步骤：(1)将电磁激励高温耐腐蚀巨磁致材料振动器制作成直径小于100cm的管状结构；(2)将380V油田动力电接至数控与变频箱装置；(3)将接至所述变频箱装置变频后的动力电通过动力电缆经过注水井阀门输送到井下振动装置；(4)在所述注水井阀门固定专用卡口将电缆的地面和井下部分分开；(5)用电缆卡固定动力与信...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛爱民，
申请(专利权)人：北京派特森科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11