用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，包括：流動(dòng)腔體，所述流動(dòng)腔體具有注入口和流出口，超重油從所述注入口注入，從所述流出口流出；共振腔體，與所述流動(dòng)腔體的流出口相對設(shè)置，所述流出口流出的超重油進(jìn)入所述共振腔體后，所述流動(dòng)腔體和共振腔體之間的超重油的壓力呈周期性變化并溢出；所述超重油的壓力呈周期性變化的頻率為超聲波頻率；共振桿，固定在所述共振腔體的底部，并從所述流出口插入所述流動(dòng)腔體內(nèi)，通過共振桿的集流作用，增加聲波作用的強(qiáng)度。本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，結(jié)構(gòu)簡單，不受油田作業(yè)現(xiàn)場氣候條件和原油成分限制，環(huán)保節(jié)能，處理量大，處理效果好。
【專利說明】用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲能應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]世界石油資源的日益緊缺，使得占可采儲量70%以上的重油、超重油等非常規(guī)資源越來越得到人們的重視。超重油的重度小于10API重度(° )，API重度(° )是美國石油學(xué)會(huì)(簡稱API)制訂的用以表示石油及石油產(chǎn)品密度的一種量度。美國和中國以API度作為原油分類的基準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)溫度為15.60C (60° F)，它和15.6°C時(shí)的相對密度(比重，與水比)的關(guān)系:API重度(° ) = (141.5/相對密度)-131.5。
[0003]超重油具有的密度大、粘度高的特征使得對它們的開采和運(yùn)輸?shù)碾y度極大。人們常使用加熱、加輕質(zhì)油稀釋、加降粘劑等方法來進(jìn)行超重油的降粘處理。
[0004]加熱方法需提供熱源，有的需要導(dǎo)電介質(zhì)存在，在應(yīng)用中存在井下加熱不均勻、電極的腐蝕以及可能產(chǎn)生爆炸等問題。加輕質(zhì)油稀釋降粘的方法后續(xù)需對輕質(zhì)油和超重油進(jìn)行分離處理。在開發(fā)、運(yùn)輸中需泵送、處理的液體增多，況且輕質(zhì)油本身就是較珍貴資源，可導(dǎo)致成本增高。添加降粘劑方法要受到油田作業(yè)現(xiàn)場的氣候條件和原油蠟質(zhì)成分和含量等因素的影響。
[0005]因此，需要一種不受油田作業(yè)現(xiàn)場氣候條件和原油成分限制，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能地降低超重油粘度的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保、節(jié)能地降低超重油粘度。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，包括:
[0008]流動(dòng)腔體，所述流動(dòng)腔體包括注入口和流出口，超重油從所述注入口注入，從所述流出口流出；
[0009]共振腔體，與所述流動(dòng)腔體的流出口相對設(shè)置，所述流出口流出的超重油進(jìn)入所述共振腔體后，從所述共振腔體底部彈回，并再次作用于所述流出口流出的超重油，使得所述流動(dòng)腔體和共振腔體之間的超重油的壓力呈周期性變化并溢出；所述超重油的壓力呈周期性變化的頻率為超聲波頻率。
[0010]共振桿，固定在所述共振腔體的底部，并從所述流出口插入所述流動(dòng)腔體內(nèi)，通過共振桿的集流作用，增加聲波作用的強(qiáng)度，在較低的流入口流體總壓條件下獲得高聲壓級。
[0011]優(yōu)選地，所述裝置還包括連接桿，用于從外側(cè)連接所述流動(dòng)腔體和所述共振腔體；所述流動(dòng)腔體注入口內(nèi)徑大于流出口內(nèi)徑；所述流動(dòng)腔體流出口外壁軸截面圓心角為(0，180° );所述流動(dòng)腔體流出口內(nèi)壁軸截面圓心角為(0，180° );所述流動(dòng)腔體流出口和所述共振腔體注入口內(nèi)徑尺寸相同；所述共振腔體注入口外壁軸截面圓心角為(0，180° );所述共振腔體底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋，所述共振桿通過底部的螺栓與所述螺紋螺設(shè)，從而與所述共振腔體底部相連接；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述共振桿底座底面設(shè)置有徑向凹槽，用于拆卸時(shí)為所述共振桿導(dǎo)向。
[0012]本發(fā)明通過流體動(dòng)力方法產(chǎn)生超聲波來降低超重油粘度，裝置結(jié)構(gòu)簡單，可在石油開采的同時(shí)進(jìn)行處理，不需要附加的動(dòng)力源，不受油田作業(yè)現(xiàn)場氣候條件和原油成分限制，環(huán)保節(jié)能，處理量大，處理效果好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置剖面示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置流動(dòng)腔體剖面示意圖；
[0015]圖3(a)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振桿剖面示意圖；圖3(b)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振桿底座底面的俯視圖；
[0016]圖4為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置連接桿剖面示意圖；
[0017]圖5(a)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振腔體剖面示意圖；圖5(13)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振腔體俯視圖；
[0018]圖6為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生的聲波頻譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]圖1為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置剖面示意圖。
[0021]如圖所示，用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置包括:流動(dòng)腔體1、共振桿2、連接桿3、共振腔體4。
[0022]超重油液體經(jīng)泵加壓后從流動(dòng)腔體I注入口注入，速度為V1,從所述流動(dòng)腔體I流出口流出，所述流出口截面收縮，超重油液體壓力增大，速度為V2(V2W1);共振腔體4與流動(dòng)腔體I的流出口相對設(shè)置，從流動(dòng)腔體I流出口流出超重油進(jìn)入所述共振腔體4后，從共振腔體4底部彈回，速度為V3(V3W2)，并再次作用于流動(dòng)腔體I流出口流出的超重油，使得流動(dòng)腔體I和共振腔體4之間的超重油的壓力呈周期性變化并溢出；超重油的壓力呈周期性變化的頻率為超聲波頻率；共振桿3固定在所述共振腔體的底部，并從流動(dòng)腔體I流出口插入流動(dòng)腔體I內(nèi)，通過共振桿3的集流作用，增加聲波作用的強(qiáng)度，在較低的流入口流體總壓條件下獲得高聲壓級；連接桿3從外側(cè)連接所述流動(dòng)腔體I和所述共振腔體4。
[0023]優(yōu)選地，流動(dòng)腔體I流出口內(nèi)徑Ct1和共振腔體4注入口 Φ2內(nèi)徑尺寸相同。
[0024]圖2為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置流動(dòng)腔體剖面示意圖。
[0025]如圖所示，流動(dòng)腔體I左側(cè)的注入口端呈圓柱體，右側(cè)流出口端呈圓錐體，流動(dòng)腔體I注入口內(nèi)徑大于流出口內(nèi)徑，截面收縮，目的是使流動(dòng)腔體I流出口超重油液體壓力呈現(xiàn)周期性變化。
[0026]流動(dòng)腔體I流出口外壁軸截面圓心角范圍為(0，180° )，在本實(shí)施例中，該角度優(yōu)選為90° ;流動(dòng)腔體I流出口內(nèi)壁軸截面圓心角范圍為(0，180° )，在本實(shí)施例中，該角度優(yōu)選為60°。
[0027]圖3(a)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振桿剖面示意圖；圖3(b)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振桿底座底面的俯視圖。
[0028]如圖所示，共振桿2下端底座設(shè)置有螺栓，用于與共振腔體4底部相連接，共振桿2與底座為一個(gè)整體，底座底面設(shè)置有徑向凹槽，用于拆卸時(shí)為所述共振桿2導(dǎo)向。
[0029]共振桿2的長度可根據(jù)需要設(shè)置不同的數(shù)值，但是長度要大于流動(dòng)腔體I流出口到共振腔體4底面距離。共振桿2截面直徑Φ可根據(jù)需要選取不同數(shù)值。
[0030]圖4為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置連接桿剖面示意圖。
[0031]連接桿3用于連接流動(dòng)腔體I和共振腔體4。
[0032]連接桿3的數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置，本實(shí)施例連接桿的數(shù)量設(shè)置優(yōu)選為3根。
[0033]圖5(a)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振腔體剖面示意圖；圖5(13)為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置共振腔體俯視圖。
[0034]共振腔體4底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋，所述共振桿3通過底部的螺栓與所述螺紋螺設(shè)，從而與所述共振腔體4底部相連接。
[0035]共振腔體4注入口外壁軸截面圓心角范圍為(0，180° )，在本實(shí)施例中，該角度優(yōu)選為90°。
[0036]圖6為本發(fā)明提供的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生的聲波頻譜圖。
[0037]根據(jù)結(jié)構(gòu)和激勵(lì)流體種類不同，本發(fā)明提供的裝置可激勵(lì)聲波的頻率范圍為IkHz ?10kHz。
[0038]本發(fā)明通過采用流體動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生超聲波來破壞超重油中流動(dòng)形態(tài)和蠟晶的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，來改變超重油的流變性，以達(dá)到降低超重油粘度的作用。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，可在石油開采的同時(shí)進(jìn)行處理，不受油田作業(yè)現(xiàn)場氣候條件和原油成分限制，環(huán)保節(jié)能，處理量大，處理效果好。
[0039]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述裝置包括: 流動(dòng)腔體，所述流動(dòng)腔體包括注入口和流出口，超重油從所述注入口注入，從所述流出口流出； 共振腔體，與所述流動(dòng)腔體的流出口相對設(shè)置，所述流出口流出的超重油進(jìn)入所述共振腔體后，從所述共振腔體底部彈回，并再次作用于所述流出口流出的超重油，使得所述流動(dòng)腔體和共振腔體之間的超重油的壓力呈周期性變化并溢出；所述超重油的壓力呈周期性變化的頻率為超聲波頻率； 共振桿，固定在所述共振腔體的底部，并從所述流出口插入所述流動(dòng)腔體內(nèi)，通過共振桿的集流作用，增加聲波作用的強(qiáng)度，在較低的流入口流體總壓條件下獲得高聲壓級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，還包括連接桿，從外側(cè)連接所述流動(dòng)腔體和所述共振腔體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述流動(dòng)腔體注入口內(nèi)徑大于流出口內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述流動(dòng)腔體流出口外壁軸截面圓心角范圍為(O，180° )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述流動(dòng)腔體流出口內(nèi)壁軸截面圓心角范圍為(0，180° )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述流動(dòng)腔體流出口和所述共振腔體注入口內(nèi)徑尺寸相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述共振腔體注入口外壁軸截面圓心角范圍為(0，180° )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述共振腔體底部內(nèi)側(cè)設(shè)置有螺紋，所述共振桿通過底部的螺栓與所述螺紋螺設(shè)，從而與所述共振腔體底部相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低超重油粘度的流體動(dòng)力超聲波發(fā)生裝置，其特征在于，所述共振桿底座底面設(shè)置有徑向凹槽，用于拆卸時(shí)為所述共振桿導(dǎo)向。
【文檔編號】E21B43/00GK104196480SQ201410397555
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】徐德龍, 鄧京軍, 李超, 白立新, 林偉軍 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所