PDF《帕尔曼发声器在原油防蜡降粘方面的应用 ！》

而以流体 作为动力源的帕尔曼发声器却具有成本低、 不影响 正常的油井生产、 可长期作用等优点, 因此很适用于 声波防蜡(作为流体动力式声波发生器在现代石油 ・ $ '

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卷( %% 年)U 期 工业中的新应用, 本文介绍了帕尔曼发声器在原油 防蜡降粘方面的应用情况, 以期对希望从事物理法 采油技术研究工作的同行有所帮助! 帕尔曼 发声器的结构和防蜡降 粘机理 帕尔曼发声器由带有收缩喷嘴的喷腔和反馈振 动簧片组成!喷嘴是一个长方形的窄缝喷口, 与簧片 保持正对位置!通常簧片的材料由黄铜或不锈钢制 成, 为了减少流体流动时的能量损失, 簧片的前端设 计成一定斜度的尖劈, 以保证流动的顺畅!流体从窄 缝喷口喷出后, 射流喷注冲击簧片产生振动, 从而激 发声波发生!在油井生产中, 我们设计了与油管连接 的上下接头, 可将声波发生器的两端分别与井下管 柱的上下螺纹相联接, 上下接头的内流道构成发声 器的液流出口与进口, 发声器随油泵一起工作, 不需 外加其他动力!具体机械结构如图 所示! 图 帕尔曼发声器结构示意图 ( 为下接头;

* 为收缩喷嘴;

+ 为上接头;

, 为振动弹片) 声波防蜡的机理可归结为声波的直接机械作用 以及三项基本效应, 即辐射压力、 声流和空化 [*] , 在 高声强的声波作用下, 机械振动和空化所产生的高 压力使蜡晶体的网状结构被充分粉碎, 使石蜡在未 凝结前就成为极细的微粒悬浮于流体介质内!同时, 声波在井筒内沿径向方向的传播, 会使石蜡在井壁 上的附着力降低, 提高油井管壁的光滑度, 达到亲油 憎蜡性!声波的传播还可使层流变为湍流, 加强液液 对管壁的冲刷作用, 便蜡不易沉积在管壁上而随油 流冲走! * 帕尔曼发器在原油防蜡降粘方面的应用 开展的应用研究工作主要包括发声器性能参数 优选、 室内实验研究、 现场应用三个方面! 实验测量 装置由水箱、 帕尔曼发声器、 水听器、 数字存储示波 器以及数据采集分析系统组成! 发声器和水听器置 于水箱中, 通过水泵循环水箱中的水激发发声器工 作!设计的发声器喷口宽度为 -.'

, 厚度可调, 簧片 宽 /.'

, 厚*'

'

, 长度 */.'

!测量装置如图 * 所示! 图*实验测量装置 为循环水流;

* 为声波发生器;

+ 为水听器;

, 为示波器和数据分析系统 ! # 发声器性能参数的优选 室内实验研究了影响声振动频率和声振动强度 的参数关系, 目的是为了获得高声强的振动声波, 以 增强作用效果, 在实验效果的基础上对发声器进行 了参数优选! 在保持喷口与簧片的几何尺寸不变的条件下, 声波频率的大小取决于喷口流速 ! 与喷距 (喷口 与簧片的距离) !实验结果表明, 频率与喷距成反比, 与流速成正比, 由此可推测出频率公式为 #

0 $!1 , 式中的参数 $ 与簧片材料的弹性模量以及流体性 质有关! 关于 $ 值, 在实际应用中可采用

图表法确 定其大小!布朗 (23$4)) 曾对帕尔曼发声器的频率发 表了如下的经验公式: #

0 %&

5 !1 [+] , &

5 为工作方式 的函数, 与我们的测量结果基本相符! 此外, 还观察 到在流速为 /―*6'

17 的变化范围内, 发声器在流速 为6'

17, '

17, *'

17, *6'