[发明专利]蜂巢式环保防蜡除垢器

说明书

蜂巢式环保防蜡除垢器，是安装于油田油井抽油泵下，依靠抽油泵动力产生连续强大的超声波场及配套技术装置，实现产油井防蜡、除垢、降粘、节能的一种环保型井下生产设备；它具有管筒，管筒内自下而上依次装有囚笼式止回阀，左涡漩流发生器，一级蜂巢式超声波发生器，撞击流雾化器，二级蜂巢式超声波发生器，右涡漩流发生器，三级蜂巢式超声波发生器；本发明突出的技术特征是采用蜂巢式结构布局，实现超声波发生单元高度集成，因而具有强大的超声波场效应，功能强大，可有效防止蜡、垢晶体富集堵井；具有环保节能、增产降耗、减少作业成本，提高经济效益的特点。

技术领域：蜂巢式环保防蜡除垢器，涉及油石开采设备，是安装于油田油井抽油泵下，依靠抽油泵动力产生连续强大的超声波场及配套技术装置，实现产油井防蜡、除垢、降粘、节能的一种环保型井下生产设备。

背景技术：在我国现有油田中，原油含蜡比达8～30％的中、高含蜡油井约占80％，含蜡量高，增加原油粘稠度，降低流动性，并且随温度压力下降极易结晶沉积于抽油泵、抽油管和抽油杆的相关部位；同时，由于采油时不可避免要采出伴生的地下水，而地下水中富含钙、镁、钡、锶离子，它们也会随温度压力下降极易沉积于抽油泵、抽油管、抽油杆相关部位，尤其是注水增压采油和多元复合驱采油更为严重；这些蜡、垢结晶的大量富集、积聚，轻则缩小过流管径影响产油量，重则完全堵塞抽油管造成停产，甚至造成抽油设备损坏。因此，蜡、垢结晶堵井是自有机械采油史以来困扰了石油人一百多年的老大难问题。

从上世纪九十年代末开始，在油田陆续有些物理法防蜡、防垢工具进行试验性应用，例如：山东石油大学采油工程教研室介绍引进的美国“帕尔曼声波防蜡器”(如图2所示)，其基本结构形式是：它具有一管筒，管筒内一端安装一个鸭嘴式喷口，另一端安装一个支架，支架上固定一个沿管筒轴向布置的正对喷口的弹簧片，当井下的产出液从喷口喷出冲击弹簧片时，即可产生声波，声波作用于油流起到防蜡作用。同类产品还有，ZL200520095426.6专利，ZL200520095428.5专利，他们都是在“帕尔曼声波发生器”基础上添加强磁或大导程螺线管等装置而成专利。由于此类装置只能沿轴向布置一个声波发生源，其声压、声强小，衰减快，防蜡、防垢功效不明显，故均未被油田接纳推广。

目前在各油田普遍应用的对付蜡、垢结晶堵井的传统方法主要有二：一是向油井底部经常性注入一定浓度的化学防蜡剂、防垢剂；二是向油井中注入几十吨热水使蜡晶消融随水排出。显然这两种方法都是破坏地层、伤害油质、污染水质不得已而为之的方法。石油工业的发展亟待新技术、新产品来破解这一历史性难题。

发明内容：本发明目的是为油田提供一种环保、节能、长效的物理法防蜡、除垢装置。由于超声波防蜡、除垢功效有大量实验室数据支持，并且已经得到国内外理论界和实际工作者的普遍认同，所以本发明着重攻克的关键技术是：在不太长的最大管径不超过∮89mm的狭小空间内，制造出足够强大的超声波发射源。

本发明的具体方案是：蜂巢式环保防蜡除垢器，其特征在于：它具有管筒，管筒内自下而上依次装有囚笼式单向止回阀，左涡漩流发生器，一级蜂巢式超声波发生器，撞击流雾化器，二级蜂巢式超声波发生器，右涡漩流发生器，三级蜂巢式超声波发生器。

蜂巢式环保防蜡除垢器，其特征在于：所述蜂巢式超声波发生器，其底部是圆形不锈钢底板，底板上开有16个正六边形孔洞，在每个孔洞上方安装有金属支架及超硬高频弹簧片，当涡漩流体从孔洞中射出冲击弹簧片时则产生超声波，由于射孔和弹簧片是沿管筒径向布置，每个底板上集成这样的超声波发射单元16个，5个底板及底板上的发声装置构成一级超声波发生器，共集成超声波发射源80个；一、二、三级蜂巢式超声波发生器结构形式相同，且间隔串联排布于管筒中，共集成超声波发射源240个。

油井结蜡、结垢堵井的先决条件是蜡、垢晶体的富集，如果破坏了它们的富集状态，其晶核就难以长大，难以成团，难以沉积到抽油管、杆上。迄今为止，在油田使用的所有清防蜡、垢方法，包括化学药剂、强磁、电加热、热洗及机械刮蜡等，都是通过分散蜡、垢分子或分散蜡、垢晶体来消除它们的富集状态。