一种大功率超声波采油装置的制作方法

专利名称：一种大功率超声波采油装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采油装备领域，尤其涉及一种大功率超声波采油装置。
背景技术：
现有的化学法采油技术，会产生污染和破坏，造成资源的浪费，其压裂、酸化等工艺技术动用设备多，施工人员多，工艺复杂。因此，现有的化学法采油技术及其设备成本高，采油效率低。

实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题，提供一种大功率超声波采油装置，它具有技术含量高、投入少、产出高、工艺简单对油层和环境无污染等优点。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。一种大功率超声波采油装置，包括油层定位装置和超声处理系统；所述油层定位装置包括相互配合的油层定位发射器和油层定位识别器；所述超声处理系统包括依次连接的超声波电源、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器，油层定位发射器、油层定位识别器、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器位于套管内。作为本实用新型的进一步改进，所述超声波增油电缆，从内到外依次为内导体、主绝缘层、外导体、防水保护绝缘层和铠装钢丝。内导体包括若干股漆包线，主绝缘层采用聚丙烯材料，外导体为裸铜线编织屏蔽网，防水绝缘层为丁腈橡胶。
所述超声波换能器包括依次连接的上接头、电感匹配段、声波辐射段和压力平衡段，上接头与超声波作业马笼头连接。本实用新型的工作原理是:油层定位装置对油层定位后，超声波作业，地面的超声波电源发射出20kHz左右的超声电功率，经超声波增油电缆和超声波作业马笼头传输到井下的超声波换能器，超声波换能器将电功率转化成声功率，声波经流体耦合进入地层，对油层进行超声处理，解除近井底地带的污染，从而达到油水井增产增注之目的。本实用新型的有益效果:超声波作用于油井、油层，不会产生污染和破坏，采不出的残余油可留待以后采用更先进的技术来开采，符合环境保护和油田可持续发展的需要；超声波设备实行车载化，只需一台电缆车、四至五人即可，占用空间小，工艺简单，操作方便；超声波采油装置可与其他增产措施、开发方法结合起来；成本低、见效快、效益高，增产It原油的成本约为常规水力压裂成本的20%。

图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型超声波换能器结构示意图。其中，1、超声波电源；2、电测车；3、超声波增油电缆；4、超声波作业马笼头；5、超声波换能器；6、套管；7、上接头；8、电感匹配段；9、声波辐射段；10、压力平衡段。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种大功率超声波采油装置，包括油层定位装置和超声处理系统；所述油层定位装置包括相互配合的油层定位发射器和油层定位识别器；所述超声处理系统包括依次连接的超声波电源1、超声波增油电缆3、超声波作业马笼头4和位于井下的超声波换能器5，油层定位发射器、油层定位识别器、超声波增油电缆3、超声波作业马笼头4和位于井下的超声波换能器5位于套管6内。超声波电源I位于地面上的电测车2车上。所述超声波电源I包括主电路、控制电路、保护电路和输出匹配电路。采用进口绝缘双极型功率晶体管(IGBT)作为功率转换器件，使其输出功率达到60kW ;采用晶振和锁相技术控制信号频率、脉宽和重复周期，以保证参数的稳定；采用数字方式显示井下仪器电流、电压参数，实时监测井下超声波换能器5的工作状态。所述超声波增油电缆3，从内到外依次为内导体、主绝缘层、外导体、防水保护绝缘层和铠装钢丝。内导体包括若干股漆包线，主绝缘层采用聚丙烯材料，外导体为裸铜线编织屏蔽网，防水绝缘层为丁腈橡胶。采用此结构，频率20kHz的电流，电缆长度2500m传输效率可达70%，远高于普通电缆10%的传输效率。所述超声波作业马笼头4是为了满足超声波现场作业电功率大、脉冲电压高的要求，其结构包括电缆钢铠固定、弱点构件、隔离段和插件连接。马笼头上端与增油电缆相连，下端通过插件连接与井下的超声波换能器5连接。其插件连接采用100A防爆电连接器中插头、插座结构。
如图2所示，所述超声波换能器5包括依次连接的上接头7、电感匹配段8、声波辐射段9和压力平衡段10，上接头7与超声波作业马笼头4连接；所述电感匹配段8中匹配电感很好地消除了声波辐射段9压电陶瓷环静态电容的影响，减小了电缆无功功率损失，从而提高了电缆传输效率，且大大改善了超声波换能器5的高温性能，使超声波换能器5在温度变化时输出超声功率基本保持不变；声波辐射段9采用高性能压电陶瓷功率器件及优化结构设计，使输出超声功率达到IOkW ;压力平衡段10运用活塞-弹簧结构压力平衡及补偿方法，保证超声波换能器5内外压力平衡，使超声波换能器5在井下高温高压环境下能可靠工作。本实施例的指标技术为，超声波电源2:输出功率0 60kW;输出频率5 35kHz ；脉冲频率0 — 50Hz。超声波增油电缆3:长度2500m ;外径15.9 16.2mm ;工作电压彡3000V ;工作温度< 120°C ;传输效率70% -80%。超声波作业马笼头4:工作压力彡30MPa ;工作温度彡120°C ;最大外径89mm。超声波换能器5:长度3100mm ；上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种大功率超声波采油装置，其特征是，包括油层定位装置和超声处理系统；所述油层定位装置包括相互配合的油层定位发射器和油层定位识别器；所述超声处理系统包括依次连接的超声波电源、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器，油层定位发射器、油层定位识别器、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器位于套管内。
2.如权利要求1所述的大功率超声波采油装置，其特征是，所述超声波增油电缆，从内到外依次为内导体、主绝缘层、外导体、防水保护绝缘层和铠装钢丝。
3.如权利要求2所述的大功率超声波采油装置，其特征是，内导体包括若干股漆包线，主绝缘层采用聚丙烯材料，外导体为裸铜线编织屏蔽网，防水绝缘层为丁腈橡胶。
4.如权利要求1所述的大功率超声波采油装置，其特征是，所述超声波换能器包括依次连接的上接头、电感匹配段、声波辐射段和压力平衡段，上接头与超声波作业马笼头连接 。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率超声波采油装置，包括油层定位装置和超声处理系统；所述油层定位装置包括相互配合的油层定位发射器和油层定位识别器；所述超声处理系统包括依次连接的超声波电源、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器，油层定位发射器、油层定位识别器、超声波增油电缆、超声波作业马笼头和位于井下的超声波换能器位于套管内。本实用新型的超声波作用于油井、油层，不会产生污染和破坏，符合环境保护和油田可持续发展的需要；超声波设备实行车载化，省时省力，占用空间小，工艺简单，操作方便；超声波采油装置可与其他增产措施、开发方法结合起来；成本低、见效快、效益高。
文档编号E21B43/25GK203130060SQ201320092170
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者胡强, 李强, 张春, 曹岚, 韩迎春 申请人:胡强