[实用新型]强磁螺旋湍流高频脉冲解堵增注器

说明书

技术领域

本实用新型为一种强磁螺旋湍流高频脉冲解堵增注器，属永磁应用和水力射流应用新领域。

背景技术

油田开发进入中后期，地层压力下降，综合含水上升，大多数油田采用油田采出污水回注的方式补充地层能量，以提高采收率。但是回注的污水含有一定的油污、悬浮物、菌类，这些机械杂质极易污染注水井近井地带，堵塞地层孔隙和吸水喉道，降低油层吸水能力。另外，注入水中还含有大量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、CO32-等离子，这些离子在注水井筒复杂的压力温度场综合作用下，易于在地层形成硫酸盐、碳酸盐类垢，使得注入通道萎缩甚至堵塞，渗透性变差，注水量下降，进而影响原油产量。酸化可以解除地层堵塞，但适用地层岩性受限，且有效期短，费用高；频繁的解堵作业成本高，劳动强度大，不但影响生产时率，还易造成地层二次污染；1990年以后油田陆续使用的水力振荡器ZL91228775.6和注水井强磁高频增注器ZL94235879.1对解除近井地带堵塞，降低注入水表面张力，提高渗流能力取得较好效果，但由于长效作用受限难以形成普遍采用的定型工艺。

降低注水井解堵成本，延长措施有效期，改善注入水理化特性，提高脉冲解堵效果，是油田注水开发亟待解决的课题。

发明内容

针对上述油田注水工艺急需解决的矛盾，本实用新型的目的是打破传统设计思路，采用强磁螺旋湍流高速切割磁力线二次磁化机构，经二次空腔水击振荡和机械振动机构高频放大，形成高速脉冲射流，有效解除注水井近井地带地层堵塞和污染，注入水经高强度磁化后，理化性质改善，既易于渗透又不易结垢，实现油田注水开发工艺技术的创新和突破。

本实用新型的作用机理是：

当注入水流经强磁螺旋湍流高频脉冲解堵增注器时，以高速湍流切割磁力线，发生强烈磁化效应，缔合水分子和络合水分子在罗仑兹力偶作用下发生偏转，水分子被激活，受分子束缚的离子得到释放，大量离子在静电引力和磁力双重作用下相互碰撞，离子电荷中和，形成体积极小的中性盐类晶核，其体积只有自然状态下加热结晶的10^-4-10^-5倍，可悬浮在水中进入地层，不会产生堵塞。另外，由于大量磁致微晶的形成，导致注入水中自由离子浓度大幅度降低，既抑制了晶体垢物的形成，又削弱了离子与油层粘土矿物中其它离子结合形成导致粘土膨胀的更复杂络合物的条件。注入水经磁化后，表面张力减小，滤膜系数增大，流动阻力降低，溶解和渗透能力增强，有利于降低注水启动压力。同时，当注入水流经强磁螺旋湍流磁化器和高频水力振荡放大器时，高频振荡脉冲射流被层层放大，使近井地带堵塞物和油层孔隙堵塞物迅速松动剥离，解除堵塞。此外，在高频振荡和射流空化的综合作用下，注入水中悬浮的机械杂质、油污不易集结沉淀，从而达到改善水质和解堵增注的双重效果。

本实用新型的技术解决方案是：

所述的强磁螺旋湍流高频脉冲解堵增注器包括上接头(1)和下接头(10)之间通过上中心管(2)和下中心管(7)用丝扣串联的强磁螺旋湍流磁化器和高频水力振荡放大器，其中强磁螺旋湍流磁化器包括上中心管(2)外置的双级强磁体(4)和隔磁护套(3)以及上中心管(2)内置的双级螺旋湍流腔体(5)；置于强磁螺旋湍流磁化器之下的高频水力振荡放大器包括下中心管(7)及其进口端设置的弹性振动机构和下中心管(7)下端管壁上对称设置的组合喷嘴(9)。

所述的强磁体(4)为横向或竖向置于上中心管(2)外壁或槽孔内的双级环形独立闭合磁体或按N、S极性交互分散排列或密集排列的偶数强磁体环，强磁体(4)外壁设置隔磁护套(3)。

所述的螺旋湍流腔体(5)为置于上中心管(2)强磁体(4)对应位置的双级磁化和水力振荡二合一腔体，其结构形式为以下三种类型之一：

第一种为螺旋湍流腔体(5)内置于上中心管(2)强磁体(4)对应位置，其上下两端设有对称锥孔或直孔螺旋流道(6)的导流器，中部为水力振荡腔室；

第二种为螺旋湍流腔体(5)外置于上中心管(2)强磁体(4)对应位置，其上下两端设有对称锥孔或直孔螺旋流道(6)的导流器，中部为水力振荡腔室；

第三种螺旋湍流腔体(5)为内置和外置于上中心管(2)强磁体(4)对应位置的复合腔体，其上下两端设有对称锥孔或直孔螺旋流道(6)的导流器，中部为水力振荡腔室。

所述的高频水力振荡放大器为水力振荡和机械脉冲放大二合一振荡波放大器，其结构形式为以下三种类型之一：