[实用新型]石油采油井压电式声波换能器

说明书

本实用新型为石油采油井压电式声波换能器，适用于声波一超声波采油系统，可提高油井特别是中晚期油井的回采率，属于压电式声波换能器制造技术领域。

石油开采过程中，如何提高回采率，一直是人们关注的课题。这一点对中、晚期油井尤为重要。目前虽然采用了地层压裂、化学驱油等新技术，但其耗资大、成本高，并且具有损坏油井的作用。因此，尚不能普遍采用。

据《采油技术简讯》（1987年第3期）介绍，超声技术已应用于增加石油产量、防蜡、除垢、堵水、酸化、降粘，还可促进水淹的油、水自然分异过程，使油井恢复生产，提高采收率。声波采油系统中的关键部分是声波换能器。苏联研制并已投入使用的磁致伸缩式油井声波换能器（或称辐射器），是利用镍及其合金在变化的磁场中可发生体积变化的特性而制成的一种换能器。这种换能器的电声转换率较低，一般为15～30％，而且制造工艺复杂，因此，在实际使用中受到一定限制。目前苏联研制的电声转换效率高的换能器首推压电式陶瓷声波换能器，据称它的电声转换效率可达50％以上。但是，在国内外的出版物中未发现压电式声波换能器的技术公开资料。本实用新型采用压电陶瓷管作为发声元件，它是利用锆钛酸铅压电材料在变化的电场中可发生体积变化的特性并采用特殊结构设计而制成的一种声波换能装置。本换能器的电声转换率为50～70％，最大发射声强为1.5W／cm²，发射频率为18～35kHz。同我国已使用的圆柱状水声压电换能器比较，本实用新型可工作在100～150℃和数百个大气压的环境中，而圆柱状水声压电换能器只能工作在60℃以下的环境中。而且本实用新型可在空化状态下工作，而水声换能器是在非空化状态下工作。

本实用新型的目的是提供一种具有特殊结构设计的上接头、发声体、下接头三个部分组成的适于与铠装电缆连接使用的石油采油井压电式声波换能器，该换能器具有电声转换率高，发射声场强等特点，采用这种换能器对提高中晚期油井的石油回采率、降低石油粘度、防止石油结蜡等具有重要作用。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型由设置在具有同心轴的上接头、发声体和下接头三个部分组成，其特征是上接头部分由起外套作用的连接外套筒、沿轴向并设于其内的可用外接的铠装电缆插入的电缆接头、起压紧铠装电缆铠装层的电缆压块和电缆压紧座、设于电缆压紧座内的插针紧固环、插针支架和插针、一端与连接外套筒相连接，而另一端与发声体部分相连接的转换接头、沿轴向并设于转换接头内的插孔支架、插孔座、用绝缘材料制成的插孔紧固环、可将发声体部分的一端与转换接头连接的外压紧套、起密封作用和紧定连接作用的位于外压紧套上的紧定螺钉、设于外压紧套与氟橡胶套管之间的内衬环、设于连接外套筒与电缆接头之间的紫铜垫环等所组成，在该上接头部分的电缆压紧座内的插针紧固环、插孔紧固环的空间处灌注有环氧密封胶，发声体部分由管壁上钻有若干通孔的内支承管、沿内支承管外壁轴向设有锁紧块、金属垫块、电感、锁紧环、紧定螺钉、由橡胶材料制成的耦合垫片、聚四氟乙烯内衬和等间隔相嵌在聚四氟乙烯内衬上的外壁有环氧玻璃纤维绕层的压电陶瓷管、聚四氟乙烯垫片、金属垫片和设于最外层起外套和透声作用的氟橡胶套管等所组成，下接头部分由可与内支承管螺纹配合的紧固头、可与紧固头螺纹连接的导向头、与紧固头配合的螺栓、设于螺栓与紧固头之间起密封作用的O型密封圈等所组成，在上述的氟橡胶套管内充满有甲基硅油，插孔座与电感之间设有可穿过内支承管管壁的电连接导线，电感的另一端与其相邻压电陶瓷管的正极电连接，各压电陶瓷管可以为并联电连接，也可以为并串联式电连接，在电感相邻的一个压电陶瓷管的负极与设于内支承管外壁上的金属垫片电连接。