[實用新型]強磁螺旋湍流高頻脈沖解堵增注器

有效

• 申請號: 201220735052.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN202990991U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王剛
• 申請（專利權）人: 王剛
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型為一種強磁螺旋湍流高頻脈沖解堵增注器，屬永磁應用和水力射流應用新領域。

背景技術

油田開發進入中后期，地層壓力下降，綜合含水上升，大多數油田采用油田采出污水回注的方式補充地層能量，以提高采收率。但是回注的污水含有一定的油污、懸浮物、菌類，這些機械雜質極易污染注水井近井地帶，堵塞地層孔隙和吸水喉道，降低油層吸水能力。另外，注入水中還含有大量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、CO32-等離子，這些離子在注水井筒復雜的壓力溫度場綜合作用下，易于在地層形成硫酸鹽、碳酸鹽類垢，使得注入通道萎縮甚至堵塞，滲透性變差，注水量下降，進而影響原油產量。酸化可以解除地層堵塞，但適用地層巖性受限，且有效期短，費用高；頻繁的解堵作業成本高，勞動強度大，不但影響生產時率，還易造成地層二次污染；1990年以后油田陸續使用的水力振蕩器ZL91228775.6和注水井強磁高頻增注器ZL94235879.1對解除近井地帶堵塞，降低注入水表面張力，提高滲流能力取得較好效果，但由于長效作用受限難以形成普遍采用的定型工藝。

降低注水井解堵成本，延長措施有效期，改善注入水理化特性，提高脈沖解堵效果，是油田注水開發亟待解決的課題。

發明內容

針對上述油田注水工藝急需解決的矛盾，本實用新型的目的是打破傳統設計思路，采用強磁螺旋湍流高速切割磁力線二次磁化機構，經二次空腔水擊振蕩和機械振動機構高頻放大，形成高速脈沖射流，有效解除注水井近井地帶地層堵塞和污染，注入水經高強度磁化后，理化性質改善，既易于滲透又不易結垢，實現油田注水開發工藝技術的創新和突破。

本實用新型的作用機理是：

當注入水流經強磁螺旋湍流高頻脈沖解堵增注器時，以高速湍流切割磁力線，發生強烈磁化效應，締合水分子和絡合水分子在羅侖茲力偶作用下發生偏轉，水分子被激活，受分子束縛的離子得到釋放，大量離子在靜電引力和磁力雙重作用下相互碰撞，離子電荷中和，形成體積極小的中性鹽類晶核，其體積只有自然狀態下加熱結晶的10^-4-10^-5倍，可懸浮在水中進入地層，不會產生堵塞。另外，由于大量磁致微晶的形成，導致注入水中自由離子濃度大幅度降低，既抑制了晶體垢物的形成，又削弱了離子與油層粘土礦物中其它離子結合形成導致粘土膨脹的更復雜絡合物的條件。注入水經磁化后，表面張力減小，濾膜系數增大，流動阻力降低，溶解和滲透能力增強，有利于降低注水啟動壓力。同時，當注入水流經強磁螺旋湍流磁化器和高頻水力振蕩放大器時，高頻振蕩脈沖射流被層層放大，使近井地帶堵塞物和油層孔隙堵塞物迅速松動剝離，解除堵塞。此外，在高頻振蕩和射流空化的綜合作用下，注入水中懸浮的機械雜質、油污不易集結沉淀，從而達到改善水質和解堵增注的雙重效果。

本實用新型的技術解決方案是：

所述的強磁螺旋湍流高頻脈沖解堵增注器包括上接頭(1)和下接頭(10)之間通過上中心管(2)和下中心管(7)用絲扣串聯的強磁螺旋湍流磁化器和高頻水力振蕩放大器，其中強磁螺旋湍流磁化器包括上中心管(2)外置的雙級強磁體(4)和隔磁護套(3)以及上中心管(2)內置的雙級螺旋湍流腔體(5)；置于強磁螺旋湍流磁化器之下的高頻水力振蕩放大器包括下中心管(7)及其進口端設置的彈性振動機構和下中心管(7)下端管壁上對稱設置的組合噴嘴(9)。

所述的強磁體(4)為橫向或豎向置于上中心管(2)外壁或槽孔內的雙級環形獨立閉合磁體或按N、S極性交互分散排列或密集排列的偶數強磁體環，強磁體(4)外壁設置隔磁護套(3)。

所述的螺旋湍流腔體(5)為置于上中心管(2)強磁體(4)對應位置的雙級磁化和水力振蕩二合一腔體，其結構形式為以下三種類型之一：

第一種為螺旋湍流腔體(5)內置于上中心管(2)強磁體(4)對應位置，其上下兩端設有對稱錐孔或直孔螺旋流道(6)的導流器，中部為水力振蕩腔室；

第二種為螺旋湍流腔體(5)外置于上中心管(2)強磁體(4)對應位置，其上下兩端設有對稱錐孔或直孔螺旋流道(6)的導流器，中部為水力振蕩腔室；

第三種螺旋湍流腔體(5)為內置和外置于上中心管(2)強磁體(4)對應位置的復合腔體，其上下兩端設有對稱錐孔或直孔螺旋流道(6)的導流器，中部為水力振蕩腔室。

所述的高頻水力振蕩放大器為水力振蕩和機械脈沖放大二合一振蕩波放大器，其結構形式為以下三種類型之一：