[发明专利]声学井下油水分离

权利要求书

1.一种用于在地下井的主管内使烃流体从水和固体材料分离的方法，所述主管具有中心轴线，所述方法包括：

由外封隔器密封所述主管的外径部与所述地下井的内径部之间的环形空间；

将换能器组件定位在所述地下井内，所述换能器组件包括沿着所述主管的长度间隔开的多个压电换能器；

在所述地下井中提供采出管；

通过利用所述多个压电换能器产生声驻波使所述固体材料和油滴同时从所述水中分离并在远离所述油滴的方向上引导所述固体材料，穿过所述主管的所述声驻波横穿所述中心轴线；以及

使固体颗粒过滤器与所述声驻波的最上面的声驻波的压力波节对准；其中，

所述声驻波的环的数量朝通过所述主管的流体的流动方向减少，从而使得所述油滴在所述最上面的声驻波的压力波腹处聚结并且所述固体材料在所述最上面的声驻波的压力波节处群聚；

所述采出管的下端在所述最上面的声驻波的压力波腹之上沿轴向对准以将所述油滴采出到井口；

脏水被轴向引导通过所述固体颗粒过滤器，过滤来自所述流体的脏水流的所述固体材料以形成干净水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述换能器组件定位于所述主管的内表面之外。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，产生声驻波的步骤包括从所述地下井外部的电源向所述换能器组件供电。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采出管的中心轴线与所述主管的所述中心轴线同轴对准。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述干净水注入到烃地层中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，产生声驻波的步骤包括产生具有邻近所述主管的侧壁的压力波节且具有比压力波节的数量少一个的多个压力波腹的声驻波。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括使所述固体颗粒过滤器与邻近所述主管的侧壁的所述压力波节对准以过滤来自所述脏水流的所述固体材料以形成所述干净水。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，将换能器组件定位在所述地下井内的步骤包括将具有所述换能器组件的井下工具下降到所述地下井中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将换能器组件定位在所述地下井内的步骤包括将所述主管安置在所述地下井内，所述换能器组件被固定到所述主管上。

10.一种用于在地下井的主管内使烃流体从水和固体材料分离的方法，所述主管具有中心轴线，所述方法包括：

由外封隔器密封所述主管的外径部与所述地下井的内径部之间的环形空间；

将换能器组件定位在所述地下井内，所述换能器组件包括沿着所述主管的长度间隔开的多个压电换能器；

将采出管定位在所述地下井中的所述主管内，限定所述主管的内径部表面与所述采出管的外径部表面之间的环形空间，所述环形空间为水管道；

将固体颗粒过滤器定位在所述水管道内；

通过利用所述多个压电换能器产生声驻波使所述固体材料和油滴同时从所述水中分离，并在远离所述油滴的方向上引导所述固体材料，所述声驻波穿过在所述主管中流动的所述流体，使得所述油滴在最上面的声驻波的压力波腹处聚结，并且所述固体材料在所述最上面的声驻波的压力波节处群聚；其中，

所述最上面的声驻波具有与延伸至所述地下井的上端处的所述采出管轴向对齐的压力波腹以将所述油滴采出到井口；

所述最上面的声驻波具有与所述固体颗粒过滤器对准的压力波节，使得脏水被轴向引导通过所述固体颗粒过滤器，过滤来自所述流体的脏水流的所述固体材料以形成通过所述水管道输送的干净水；以及

每个其他声驻波的压力波腹的数量至少等于所述最上面的声驻波的压力波腹的数量。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括利用所述地下井外部的控制器来调谐所述声驻波，以调节所述声驻波的环的数量和振幅。