[发明专利]涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置有效
申请号: | 202010080040.7 | 申请日: | 2020-02-04 |
公开(公告)号: | CN110984916B | 公开(公告)日: | 2022-05-13 |
发明(设计)人: | 冯子明;孙瑞;赵岩;郭晨浩;马擎洋;刘岂晨;段维博 | 申请(专利权)人: | 温州大学;东北石油大学 |
主分类号: | E21B37/02 | 分类号: | E21B37/02 |
代理公司: | 哈尔滨东方专利事务所 23118 | 代理人: | 曹爱华 |
地址: | 325035*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 涡轮 驱动 热质喷融式 导流 装置 | ||
本发明涉及的是涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置,它包括钢丝绳、滑动导轨、密封组件、引流组件、涡轮组、空心杆、旋清蜡组件,钢丝绳一端连接在引流管的顶端,另一端与绞车连接;引流头下端连接空心杆,涡轮组设置在涡轮室内并环绕在空心杆外,空心杆通过导流孔与涡轮室相通,导流孔位于涡轮组之下;清蜡组件包括导流刮蜡叶轮、热质喷嘴、刮蜡钻头,导流刮蜡叶轮、热质喷嘴间隔设置于空心杆上,空心杆的下端设置刮蜡钻头;高温高压流体驱动涡轮后进入空心杆内,再经由喷管对流体增速,喷射到油管壁上的沉积蜡层,能热熔及降低石蜡的硬度,可以反复上提和下放刮蜡装置,安全高效地清蜡,同时,被刮除的蜡屑会被油流携带,经井口汇入地面管道。
技术领域
本发明涉及的是石油工业中的无杆泵油井井筒内清防蜡工具技术领域,具体涉及涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置。
背景技术
含蜡原油在开采过程中,由于溶解气体的逸出以及膨胀使得原油温度降低,当温度低于析蜡点时,就会有蜡结晶析出,不断的沉积在地层、油管,以及井下装置中。蜡沉积在地层中,会使地层渗透率减小,降低原油采收率,甚至堵塞采油层;蜡沉积在油管中,会导致原油粘度增加,阻力增大,降低油井产能,增加作业费用,甚至堵塞地面管线。与有杆采油井不同,无杆油井的结蜡问题更加严重,且其清防蜡工艺更加复杂,每年各大油田需花费大量资金解决这一问题。机械刮蜡因简单易行、成本较低的优点成为早期最常用的清蜡技术。但其缺点同样明显,由于井底空间狭小和机械设备的局限性,对高硬度区域或油管被堵塞的位置常常无能为力。且由于沉积蜡的硬度高,易损毁的刮刀和刮除的蜡块易沉降到井筒底部,造成堵住井眼的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置,这种涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置用来解决无杆油井的结蜡严重的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:这种涡轮驱动热质喷融式导流刮蜡装置包括钢丝绳、滑动导轨、密封组件、引流组件、涡轮组、空心杆、旋清蜡组件,钢丝绳一端连接在引流管的顶端,另一端与绞车连接;引流组件包括引流管、引流头、导流孔,引流管与滑动导轨连接,引流管下端为涡轮室,密封组件设置于引流管上部,引流头位于到涡轮室上口,引流头为锥形的,引流头下端连接空心杆,空心杆与涡轮室之间设置轴承,涡轮组设置在涡轮室内并环绕在空心杆外,空心杆设置有导流孔,空心杆通过导流孔与涡轮室相通,导流孔位于涡轮组之下;清蜡组件包括导流刮蜡叶轮、热质喷嘴、刮蜡钻头,导流刮蜡叶轮、热质喷嘴间隔设置于空心杆上,空心杆的下端设置刮蜡钻头,刮蜡钻头为锥形的,钻头钻齿和钻头喷嘴一圈圈间隔设置在刮蜡钻头上;随着钢丝绳上提、下放,导流刮蜡叶轮旋转刮削油管壁上的沉积蜡;驱动涡轮后的高温高压流体通过导流孔流入空心杆内,再经由钻头喷嘴和热质喷嘴作用后降压增速,产生射流作用,高温高速的流速冲刷管壁,软化并刮削沉积蜡;在导流刮蜡叶轮对井液产生的增压增速作用下,被刮出的蜡屑随油流一起经四通流出油井。
上述方案中密封组件由填料函、密封填料和填料压盖组成,安装在四通上端出油口处,用以密封空心杆与井口壁面的泄露通道。
上述方案中导流刮蜡叶轮具有3-5个叶片,每级叶轮间距约0.5m,其叶片厚度为1-5mm,由前缘向后缘处呈线性变化,外缘叶片锋利;每一级叶轮轮缘直径不等,由三级至一级,自上而下叶轮轮缘直径呈递减趋势。
上述方案中滑动导轨设置于引流管上端口处。
上述方案中空心杆由多段空心抽油杆螺纹连接形成,并与引流管、导流孔、热质喷嘴和钻头喷嘴组共同组成高温、高压、高速流体通道,对驱动涡轮组后的流体进行二次利用。
上述方案中热质喷嘴的直径与其下游最近的导流刮蜡叶轮轮缘直径相等,减少射流流体能量损失。
本发明具有以下有益效果:
1.本发明装置将涡轮作为驱动装置,同时引流孔、空心杆和热质喷嘴的设置可对驱动涡轮转动的高温高压流体实现二次利用,使其冲刷并能够软化沉积蜡,大大提高了能源利用率。
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