[发明专利]一种气井超声悬浮排液采气系统及实现方法

说明书

本发明提供一种声悬浮系统和气井超声悬浮排液采气方法，在排水采气领域引入一种声悬浮新方法，声悬浮系统包括：井底声波发射装置、井口声波发生装置、扶正卡定装置、地面控制器，能够实现在井底和井口发射的两列声波振幅、频率相同且稳定仅传输方向相反在井筒内某一位置产生驻波现象。井筒液滴被驻波悬浮，在气流的带动下流向井口，实现气井连续携液生产，可以确保井筒中液滴的连续上升，保持气井全生命周期都处于无积液生产状态，充分降低井底流压，将气井采至枯竭，适用于各种尺寸管柱组合气井，作业时无需更换管柱，可根据气井的产液情况调节声波频率，满足各种产液情况气井，且清洁环保。

技术领域

本发明专利属于气井排水采气领域，具体涉及一种气井超声悬浮排液采气方法，属于石油天然气开采领域。

背景技术

当气井生产进入中后期时，随气井产量递减，气流无法连续携带井筒中的液滴，发生液滴回落，导致井底积液，增加地层回压，造成气井减产甚至水淹停产，为防止气井积液，需要采取排液采气措施，将液体连续带出。

目前的排液采气方式主要分为化学注剂法、气举法、机械排采法；化学注剂法是通过向井中注入化学起泡剂，在井底产生低密度泡沫实现排液，但存在返排液处理费用高、环境污染严重、对含油气井及高温深井适应性差的问题；气举法是通过地面注入高压气，增加井下气量，提高携液能力实现排液采气，但对于压力不足的积液井，存在注气压力高，限制地层流体产出、无法将气井采至枯竭等问题，且对气源要求高；机械排采法包括机抽、电潜泵等，然而这类方法在气井中存在受气体影响大，高气液比环境易气锁，效率低下等问题。

近年来产生了一项声悬浮技术，利用声驻波与物体的相互作用产生竖直方向的悬浮力以克服物体的重量，同时产生水平方向的定位力将物体固定于声压波节处，包括三轴式和单轴式，前者在空间三个正交方向分别激发一列驻波以控制物体的位置，后者只在竖直方向产生一列驻波。

鉴于以上所述现有技术的缺点，发明一种声悬浮排水采气方法，用于解决现有排水采气技术对环境污染严重、天然气采出不彻底、高气液比环境易气锁的问题，利用单轴式声悬浮竖直驻波原理，结合气井携液基本理论，提出一种基于声悬浮技术的排液采气新方法，可确保井筒中液滴连续上升，保持气井全生命周期都处于无积液生产状态，充分降低井底流压，将气井采至枯竭，并且清洁环保。

发明内容

发明一种声悬浮排水采气方法，用于解决现有排水采气技术对环境污染严重、天然气采出不彻底、高气液比环境易气锁的问题；所述声悬浮系统包括：井底声波发射装置、井口声波发生装置、扶正卡定装置、地面控制器；声波发射装置包括：电源模块，换能器，变幅杆，声波发射端，所述电源模块提供足够的输出功率和稳定的频率，使被悬浮物能够稳定的悬浮在空间声场中，由于被悬浮物的不同，需提供不同大小的功率，因此要求电源输出功率连续可调、输出频率稳定；换能器，将电功率转换成机械振动；变幅杆，将机械振动位移或速度振幅放大，声波发射端，将振动以超声波的形式向悬浮区域辐射；所述地面控制器包括：调节器、手动调节模块、悬浮启动开关，所述调节器，通过调节频率实现对所述声波的波长和频率的调整；所述手动调节模块，与所述调节器相连，用于人工手动调节所述声波的频率；所述悬浮启动开关，与所述调节器相连，触发时所述声悬浮系统开始工作或结束工作。