CN206972212U - 一种井下双振源低频大功率振动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下双振源低频大功率振动***。其包括控制装置、与所述控制装置相连接的水力冲击波产生装置和与所述控制装置相连接的声波产生装置；所述水力冲击波产生装置包括水压加压器、水力负压脉冲振动器和振动工作液存储器；所述水压加压器的进液端通过管线与所述振动工作液存储器相连接，所述水压加压器的出液端通过另一管线与所述水力负压脉冲振动器的进液口相连接；在使用状态下，所述水力负压脉冲振动器固定在振源管柱上，并通过振源管柱安放于井下目的层位置处；并且在所述水力负压脉冲振动器的出液口处设置有喷水头；所述声波产生装置包括音频发生器，所述音频发生器设置于所述水力负压振动器上并与所述控制装置相连接。

Description

一种井下双振源低频大功率振动***

技术领域

本实用新型涉及油气田开发生产设备技术领域，具体地说是涉及一种井下双振源低频大功率振动***。

背景技术

实践证明，波动技术处理油层，是一种先进的原油增产技术，较之常规的油层处理技术有着特殊的优点：

1、造缝增渗：通过脉冲振波作用于地层，可使地层发生弹性振动，当地层岩石的弹性应力超过疲劳极限时，岩石就会产生微细裂缝，从而提高地层的渗透率，以达到增产增注的目的；

2、增产：通过振动波激励处理过的油层，可提高近井地带的渗透率，改善油层物性，使油流向声源方向流动，提高原油产量；

3、降粘：研究表明，声波震荡可以较大幅度的降低原油粘度，一般降粘幅度在25％—％；且粘度越高，沥青质含量越高，经过声波处理后的原油粘度下降越明显，当声波处理强度大于100Mw/m²时，下降后的粘度不再逆转；

4、增注：利用振动波的冲击振荡作用，可降低毛细张力，改善地层的吸水剖面，达到增注、提高驱油效率之目的；

5、提高油田最终采收率：振动波(尤其是声波)具有穿透力强，在液体、固体介质中传播距离远、方向性好等特性，利用振动波处理后的油层，原油粘度下降，地层毛细张力降低，渗透率提高，提高油田最终采收率则是不可置疑；

6、振动措施不会造成地层污染，投入费用低，生产效果突出，经济效益明显，因而，振动措施技术具有极大的使用价值和广阔的发展前景。

波动改造技术应用于油田开发的研究与实验，源于上世纪年代，发展与70年代，迄今已有半个多世纪的探索历程，以俄美为代表的先行研究，不论是在理论还是在实践方面都取得了一定的进展。比如：俄国的电磁锤振动传导技术；美国的100吨大功率可控振源地面震动技术等，在油田开发中都有成功的应用。

我国的辽河油田利用800KW双偏心可控地面振源，克拉玛依油田使用的吨移动式油田专用起振机等在尝试油田开发应用中都取得了一定的效果。

但是，上述国际国内的振动技术，都有一个技术瓶颈，那就是振源在地面时，对于00米以下的油层，纵波到达油层后，能量基本损耗殆尽，效果甚微，而平面波又对地面的建筑设施具有破坏性影响；井下振源则存在着可控性差和波能半衰期短的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种井下双振源低频大功率振动***。

本实用新型的井下双振源低频大功率振动***的具体技术方案如下：

一种井下双振源低频大功率振动***，其包括控制装置、与所述控制装置相连接的水力冲击波产生装置和与所述控制装置相连接的声波产生装置；所述水力冲击波产生装置包括水压加压器、水力负压脉冲振动器和振动工作液存储器；所述水压加压器的进液端通过管线与所述振动工作液存储器相连接，所述水压加压器的出液端通过另一管线与所述水力负压脉冲振动器的进液口相连接；在使用状态下，所述水力负压脉冲振动器固定在振源管柱上，并通过振源管柱安放于井下目的层位置处；并且在所述水力负压脉冲振动器的出液口处设置有喷水头；所述声波产生装置包括音频发生器，所述音频发生器设置于所述水力负压振动器上并与所述控制装置相连接。

根据一个优选的实施方式，所述水压加压器为普通水泵、水压增压泵或者泵车。

根据一个优选的实施方式，水力负压脉冲振动器为XAPJ-3型井下振动器。

根据一个优选的实施方式，所述振动工作液存储器为储液箱或者储液池。

根据一个优选的实施方式，所述喷水头为带有开关阀的喷水头，并且在所述开关阀上设置有压力传感器；所述开关阀和所述压力传感器均与所述控制装置相连接。

根据一个优选的实施方式，所述喷水头包括壳体；在所述壳体内形成有出液通道和直径大于所述出液通道的容纳腔，并且在所述容纳腔内沿液体喷出的方向依次设置有活塞和与所述活塞相连接的压力弹簧。

根据一个优选的实施方式，所述控制装置为控制计算机。

根据一个优选的实施方式，还包括与所述控制装置相连接的无线通信模块。

根据一个优选的实施方式，所述无线通信模块为GSM无线通信模块或GPRS无线通信模块。与现有技术相比，本实用新型的井下双振源低频大功率振动***具有如下有益效果：

1、对地层直接作用功率大：能在工作压力下产生40MPa(排量60m3/h时功率达40.8kW)的高能脉冲射流，并间歇规律的发出声波及水力冲击波，对地层直接产生作用，具有体积压裂解堵和声波振动的双重作用，可以大幅度改善地层渗透性能和降低原油粘度,达到提高地层产能、注水效率和油井开发效果的目的。

2、作用距离远，能量利用率高：水力冲击波作用距离可达到m，它低频间歇的产生与消失，是地层增渗解堵的主要能量；声波作用距离达到0m,在水力冲击波、声波的协同作用下，地层空隙的堵塞颗粒被迫脱离吸附并随流体带出井外，从而达到地层解堵增渗目的。

3、声波作用：振源产生的声波震动作用于油井、油层不会产生污染，不会损坏油层。声波穿透能力强，能轻易地进入油、水层，并明显的影响流体的物性和流态。声波处理的有效期长，一般为半年至一年以上。它既可作为单井近井地带的处理方法，也可以作为油田整个开发策略之一，它还可以与其它增产措施、开发方法相结合，比如压裂、酸化、注水、注汽等相结合，提高措施效果。

4、不受井深、层厚、层数限制，适用范围广：对矿层物性无特殊要求，可对砂岩、页岩类油气藏采油井、注水井、煤矿抽排瓦斯井、碱矿盐矿生产注水井振动作业，均可实现改造地层、增渗、增产增注的目的；不受目的层的深度、厚度、层数限制，对井下多个目的层，可以采用多级振动器+封隔器串联使用，同时作业；对单一大厚目的层亦能利用共振原理，多级组合串联施工；不受措施时间限制，一般油水井解堵作业只需4—6h，对于需要长期振动降粘的采油井、堵塞严重的注水井、长期抽排瓦斯的抽气井和扰流提卤的采碱采盐井，可将振动器长期滞留井下，长时间振动作业。

5、操作简单，措施成本低：对油田注水、煤矿抽排瓦斯井、碱矿注水井作业，在注入压力大于兆帕的条件下，只需更换生产管柱，把振源下到目的层，可以直接利用注水压力为动力源，不需要动用大型压裂车、等动力设备，施工成本大大降低。并且对油、水井进行振动措施作业，可达到中型压裂作业效果，而远比压裂作业投入小，且没有压裂作业对井下套管的损害作用。该施工简单，对作业对象井的要求条件宽容，施工费用低，是迄今国内油田开发过程中，井下地层解堵效果好、最经济、最先进的仪器设备。

附图说明

图1是本实用新型井下双振源低频大功率振动***的结构示意图；

图2是本实用新型井下双振源低频大功率振动***中喷水头的一种优选实施方式的结构示意图。

附图标记列表

10-控制装置

21-水压加压器

22-水力负压脉冲振动器

23-振动工作液存储器

31-音频发生器

40-振源管柱

51-壳体

52-出液通道

53-容纳腔

54-活塞

55-压力弹簧

60-无线通信模块

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的井下双振源低频大功率振动***进行详细的说明。

如图1所示，一种井下双振源低频大功率振动***，其包括控制装置10、与控制装置10相连接的水力冲击波产生装置和与控制装置10相连接的声波产生装置。

优选的，控制装置10可以为控制计算机。

进一步的，还包括与控制装置10相连接的无线通信模块60。优选的，无线通信模块60可以为GSM无线通信模块或GPRS无线通信模块。无线通信模块60集成于控制装置10内。通过设置与控制装置10相连接的无线通信模块60，可以使控制装置10能够与控制中心或中控室等控制端的无线远程通信，使控制中心或中控室等控制端能够通过控制装置10实现对***的远程控制。

水力冲击波产生装置包括水压加压器21、水力负压脉冲振动器22和振动工作液存储器23。

其中，水压加压器21可以为普通水泵、水压增压泵或者泵车。水力负压脉冲振动器22优选为XAPJ-3型井下振动器。振动工作液存储器23可以为储液箱或者储液池，其用于储存工作液。

水压加压器21的进液端通过管线与振动工作液存储器23相连接，水压加压器21的出液端通过另一管线与水力负压脉冲振动器22的进液口相连接；使水压加压器21能够将振动工作液存储器23中存储的工作液加压输送至水力负压脉冲振动器22中。

在水力负压脉冲振动器22的出液口处设置有喷水头。

优选的，喷水头可以为带有开关阀的喷水头，并且在开关阀上设置有压力传感器；开关阀和压力传感器均与控制装置10相连接。

在使用状态下，水力负压脉冲振动器22固定在振源管柱40上，并通过振源管柱40安放于井下目的层位置处。

使用过程中，水压加压器21通过管线将振动工作液存储器23中的工作液输送进入水力负压脉冲振动器22中，在入水力负压脉冲振动器22内产生高压，喷水头中的压力传感器采集水力负压脉冲振动器22内的压力值并将其传输至控制装置10，当水力负压脉冲振动器22内的压力值达到启动压力时，控制装置10控制开关阀打开，管内的高压水瞬间排出，作用于目的层，在高压液排出的脉冲间隔瞬间，喷水头中的压力传感器检测到的压力值小于启动压力，控制装置10控制开关阀关闭；就这样，负压振动器在井下周而复始的工作，就产生了一种具有低频脉冲、高压负压交替的水力冲击波，通过对地层的反复激励，可有效疏通地层堵塞，并在井筒附近形成微裂缝，改善地层渗流能力，达到增产、增注的目的。

作为一个优选的实施方式，如图2所示，喷水头包括壳体51；在壳体51内形成有出液通道52和直径大于出液通道52的容纳腔53，并且在容纳腔53内沿液体喷出的方向依次设置有活塞54和与活塞54相连接的压力弹簧55。

在使用状态下，水力负压脉冲振动器22固定在振源管柱40上，并通过振源管柱40安放于井下目的层位置处。

使用过程中，水压加压器21通过管线将振动工作液存储器23中的工作液输送进入水力负压脉冲振动器22中，对振动器中喷水头的活塞面产生高压作用，当压力达到启动压力时，脉冲振动器被打开，管内的高压水瞬间排出，作用于目的层，在高压液排出的脉冲间隔瞬间，在井筒内形成负压；活塞在压力弹簧的作用下，回复原位。就这样，负压振动器在井下周而复始的工作，就产生了一种具有低频脉冲、高压负压交替的水力冲击波，通过对地层的反复激励，可有效疏通地层堵塞，并在井筒附近形成微裂缝，改善地层渗流能力，达到增产、增注的目的。

声波产生装置包括音频发生器31，音频发生器31设置于水力负压振动器22上并与控制装置10相连接。

在控制装置10控制水力冲击波产生装置产生具有低频脉冲、高压负压交替的水力冲击波时，控制装置10控制声波产生装置产生声波，使其对目的层产生声波震动。

本实用新型的井下双振源低频大功率振动***具有如下有益效果：

1、对地层直接作用功率大：能在工作压力下产生40MPa(排量60m3/h时功率达40.8kW)的高能脉冲射流，并间歇规律的发出声波及水力冲击波，对地层直接产生作用，具有体积压裂解堵和声波振动的双重作用，可以大幅度改善地层渗透性能和降低原油粘度,达到提高地层产能、注水效率和油井开发效果的目的。

2、作用距离远，能量利用率高：水力冲击波作用距离可达到m，它低频间歇的产生与消失，是地层增渗解堵的主要能量；声波作用距离达到0m,在水力冲击波、声波的协同作用下，地层空隙的堵塞颗粒被迫脱离吸附并随流体带出井外，从而达到地层解堵增渗目的。

3、声波作用：振源产生的声波震动作用于油井、油层不会产生污染，不会损坏油层。声波穿透能力强，能轻易地进入油、水层，并明显的影响流体的物性和流态。声波处理的有效期长，一般为半年至一年以上。它既可作为单井近井地带的处理方法，也可以作为油田整个开发策略之一，它还可以与其它增产措施、开发方法相结合，比如压裂、酸化、注水、注汽等相结合，提高措施效果。

4、不受井深、层厚、层数限制，适用范围广：对矿层物性无特殊要求，可对砂岩、页岩类油气藏采油井、注水井、煤矿抽排瓦斯井、碱矿盐矿生产注水井振动作业，均可实现改造地层、增渗、增产增注的目的；不受目的层的深度、厚度、层数限制，对井下多个目的层，可以采用多级振动器+封隔器串联使用，同时作业；对单一大厚目的层亦能利用共振原理，多级组合串联施工；不受措施时间限制，一般油水井解堵作业只需4—6h，对于需要长期振动降粘的采油井、堵塞严重的注水井、长期抽排瓦斯的抽气井和扰流提卤的采碱采盐井，可将振动器长期滞留井下，长时间振动作业。

5、操作简单，措施成本低：对油田注水、煤矿抽排瓦斯井、碱矿注水井作业，在注入压力大于兆帕的条件下，只需更换生产管柱，把振源下到目的层，可以直接利用注水压力为动力源，不需要动用大型压裂车、等动力设备，施工成本大大降低。并且对油、水井进行振动措施作业，可达到中型压裂作业效果，而远比压裂作业投入小，且没有压裂作业对井下套管的损害作用。该施工简单，对作业对象井的要求条件宽容，施工费用低，是迄今国内油田开发过程中，井下地层解堵效果好、最经济、最先进的仪器设备。

需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，其包括控制装置(10)、与所述控制装置(10)相连接的水力冲击波产生装置和与所述控制装置(10)相连接的声波产生装置；

所述水力冲击波产生装置包括水压加压器(21)、水力负压脉冲振动器(22)和振动工作液存储器(23)；

所述水压加压器(21)的进液端通过管线与所述振动工作液存储器(23)相连接，所述水压加压器(21)的出液端通过另一管线与所述水力负压脉冲振动器(22)的进液口相连接；

在使用状态下，所述水力负压脉冲振动器(22)固定在振源管柱(40)上，并通过振源管柱(40)安放于井下目的层位置处；

并且在所述水力负压脉冲振动器(22)的出液口处设置有喷水头；

所述声波产生装置包括音频发生器(31)，所述音频发生器(31)设置于所述水力负压振动器(22)上并与所述控制装置(10)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述水压加压器(21)为普通水泵、水压增压泵或者泵车。

3.根据权利要求2所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，水力负压脉冲振动器(22)为XAPJ-3型井下振动器。

4.根据权利要求3所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述振动工作液存储器(23)为储液箱或者储液池。

5.根据权利要求1所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述喷水头为带有开关阀的喷水头，并且在所述开关阀上设置有压力传感器；

所述开关阀和所述压力传感器均与所述控制装置(10)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述喷水头包括壳体(51)；

在所述壳体(51)内形成有出液通道(52)和直径大于所述出液通道(52)的容纳腔(53)，并且在所述容纳腔(53)内沿液体喷出的方向依次设置有活塞(54)和与所述活塞(54)相连接的压力弹簧(55)。

7.根据权利要求1至6之一所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述控制装置(10)为控制计算机。

8.根据权利要求7所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，还包括与所述控制装置(10)相连接的无线通信模块(60)。

9.根据权利要求8所述的一种井下双振源低频大功率振动***，其特征在于，所述无线通信模块(60)为GSM无线通信模块或GPRS无线通信模块。