空化声磁乳化装置制造方法及图纸

一种空化声磁乳化装置，其特征在于：它包括其两端可与油管扣相连接的连接套体，连接套体带有内腔，其内腔里沿流体的流动方向顺次设置加速件、磁化件和声化件，三者的中心线共线，加速件外壁固定在连接套体的内壁上，磁化件依靠其磁性吸附在加速件上，声化件的外壁固定在连接套体的内壁上，其端部嵌设在磁化件内。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空化声磁乳化装置，尤其是一种用于油田含蜡油井的防蜡和稠油油井的乳化降粘生产，或者是用于油水乳化降粘输送的空化声磁乳化装置，属于石油开采

技术介绍
油井结蜡是油田生产中的普遍现象，严重影响油田生产并可能会导致油井停产。如何对油田含蜡的油井进行防蜡工作，如何对稠油油井进行乳化降粘生产，是油田生产中的技术难题之一。传统的防蜡方法是不断向油井中注入化学剂，用来阻止蜡晶聚集长大，该方法工作量大、成本较高。除了防蜡方法，通常采用的还有清蜡方法，清蜡方法主要采用的是热洗清蜡和机械清蜡。热洗清蜡时往往需要将油井关闭，采用热洗锅炉向井中打入热流体进行循环，不仅会影响油井的产量，而且还会造成油层污染。近年来发展的机械防蜡的方法中主要采用的是磁防蜡和声防蜡。机械清蜡也存在如下的缺陷单纯的磁防蜡由于磁化效果受流体组成、尤其是含水率变化的影响，防蜡效果不稳定；而声防蜡目前采用的是簧片式声发生器，由于簧片的机械强度达不到要求，不仅使用寿命短，而且防蜡机理单一。在油田生产中，除了油井结蜡的问题严重影响生产之外，原油粘稠在油田生产中的原油输送过程中，也是一大难题。因此，如何进行稠油油井的乳化降粘生产，或者如何进行油水乳化降粘输送，成为急待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种空化声磁乳化装置，充分利用原油中溶解的天然气产生空化，在空化爆破冲击、声振动、声磁双场的作用下，破坏蜡晶分子结构、改变分子排列，使油水乳化，沥青、胶质、石蜡等均匀分散在原油中，实现油井防蜡和原油降粘的目的。本技术的另一目的在于针对现有技术的不足，提供一种空化声磁乳化装置，该装置成本低、操作简单，防蜡过程中无需关闭油井，在防蜡核降粘的同时不影响油井的正常生产，方便可靠。本技术的目的是通过如下技术方案实现的一种空化声磁乳化装置，它包括其两端可与油管扣相连接的连接套体，连接套体带有内腔，其内腔里沿流体的流动方向顺次设置加速件、磁化件和声化件，三者的中心线共线，加速件外壁固定在连接套体的内壁上，磁化件依靠其磁性吸附在加速件上，声化件的外壁固定在连接套体的内壁上，其端部嵌设在磁化件内。加速件为圆柱形，其内部中心沿流体的流动方向顺次设有用于使流体加速流动的锥形流道和喷嘴，锥形流道和喷嘴在加速件中形成贯通的内腔。磁化件的一端依靠其磁性吸附在加速件上，其内部设有中心通孔，中心通孔处与声化件相连。声化件的中心设有一端封闭的液哨谐振腔，四周穿设有供流体流经的通孔，液哨谐振腔的腔口凸设，伸入嵌设在磁化件的中心通孔处。磁化件为稀土永磁体，分别为N极和S极，磁体对称排列形成磁场空间，且对设成圆形套筒并将液哨谐振腔包覆在其中心位置，磁体的形状为有利于声波反复反射和叠加的弧形。为了使液流速度能够以10-20m/s的速度，进入谐振空化腔，加速件内，锥形流道和喷嘴之间还设有二级加速件，该二级加速件的内部设有贯通的锥形流道，其外壁固定在加速件的内腔壁上，二级加速件和喷嘴之间形成用于使流体形成紊流，产生强烈压力波动，诱发天然气分离产生空化核的谐振空化腔，该空化腔直径是二级加速件锥形流道末端直径的2～3倍。喷嘴为锥形喷嘴，液哨谐振腔到喷嘴的距离是喷嘴直径的5～7倍。为了加强加速效果，锥形流道的锥度范围为1∶4-1∶6。加速件和声化件与连接套体的内壁均通过螺纹固定；二级加速件的外壁与加速件的内腔壁也是通过螺纹固定的。因此，本技术充分利用原油中溶解的天然气产生空化、利用油井管道中流体通过液哨产生高频声波、利用稀土强磁产生磁场，在空化爆破冲击、声振动、声磁双场叠代等作用下，破坏蜡晶分子结构、改变分子排列，使油水乳化和沥青、胶质、石蜡等均匀分散在原油中，实现防蜡和原油降粘。该装置成本低、操作简单，防蜡过程中无需关闭油井，方便可靠。附图说明图1为本技术整体结构剖面图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，为本技术整体结构剖面图。从图1中可知，本技术提供了一种空化声磁乳化装置，它包括其两端可与油管扣相连接的连接套体1，连接套体1带有内腔11，其内腔11里沿流体的流动方向顺次设置加速件2、磁化件3和声化件4，三者的中心线共线。加速件2与连接套体1的内壁通过螺纹固定；磁化件3依靠其磁性吸附在加速件2上，声化件4的外壁通过螺纹固定在连接套体1的内壁上，其端部嵌设在磁化件3内。从图1可知，加速件2为圆柱形，其内部中心沿流体的流动方向顺次设有用于使流体加速流动的锥形流道21和喷嘴22，锥形流道21和喷嘴22在加速件2中形成贯通的内腔。声化件4的中心设有一端封闭的液哨谐振腔41，四周穿设有供流体流经的通孔42，液哨谐振腔41的腔口411凸设，伸入嵌设在磁化件3的中心通孔31处。磁化件3一端依靠其磁性吸附在加速件2上，其内部设有中心通孔31，中心通孔31处与声化件4相连。磁化件3通常为稀土永磁体，分别为N极和S极，磁体对称排列形成磁场空间，且对设成圆形套筒并将液哨谐振腔41包覆在其中心位置，磁体的形状为有利于声波反复反射和叠加的弧形。为了达到更好的防蜡效果，如图1所示，在加速件2内，锥形流道21和喷嘴22之间还设有二级加速件5，该二级加速件5的内部设有贯通的锥形流道51，其外壁通过螺纹固定在加速件2的内腔壁上，二级加速件5和喷嘴22之间形成谐振空化腔23，谐振空化腔23用于使流体形成紊流，产生强烈压力波动，诱发天然气分离产生空化核，该空化腔23体积大于二级加速件5中锥形流道51的末端出口体积，优选空化腔体积为其体积的2倍。为了达到能量集中，提高发声效果的目的，喷嘴22与液哨谐振腔41之间的距离为喷嘴22直径的5～7倍。为了使液流速度达到10-20m/s后进入谐振空化腔23，锥形流道21和51的锥度范围为1∶4～1∶6。通常情况下，在高频声波的振动作用下，液体内部会产生许多微观的小空穴，这些小空穴被称为空化核；空化核在声波稀疏相和压缩相交替作用下，气泡生长、收缩、再生长、再收缩，经过多次反复的周期性振荡，这些气泡最终以高速度崩裂，其作用时间约为0.1μs。由于作用时间短，空化核数量大，崩裂时会产生1000℃以上、100Mpa以上的局部高温、高压和速度约为110m/s具有强烈冲击力的微射流，这种现象被称为声空化。本技术的原理就在于利用原油中大量溶解的天然气，作为潜在的空化核，当油水混合流体从二级加速件5的出口进入谐振空化腔23时，由于在射流边界存在很大的速度梯度，流体的粘性和反向压差使射流边界充满旋涡，在谐振空化腔23内形成低压区。当低压区压力低于天然气在原油中的饱和压力时，天然气便从油中分离出来形成无数的真实空化核。流经谐振空化腔23的流体再经喷嘴22高速射向液哨谐振腔41，通过谐振空化腔23的振动产生高频声波(与吹口哨相同)。声波可向四周传播，当声波在谐振空化腔23内作用于由天然气生产的空化核时，即诱发产生强烈的空化效应，从而破坏蜡分子结构和形成油水乳化液。声波在磁化件3之间来回反射，又可增强声波的强度和频率，增强声作用效果。同时摩擦带电的蜡分子及胶质沥青等，在强磁场内又会受到磁力作用发生偏转和极化，从而改善原油的物理性质和蜡的分散状态，实现原油的乳化降粘和防蜡。本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光伦，
申请(专利权)人：石油大学北京，
类型：实用新型
国别省市：