新型分壓注入工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田注聚或注三元復(fù)合溶液時(shí)使用的注入工具，具體涉及新型分壓注入工具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田開發(fā)進(jìn)入到后期，大部分油田采用聚合物驅(qū)或者三元復(fù)合驅(qū)來提高油田產(chǎn)量。但在注聚或注三元復(fù)合溶液時(shí)，注入工具的結(jié)構(gòu)會(huì)影響流體的壓力和粘度的變化，一般的注入工具通常會(huì)產(chǎn)生較大的壓降和較高的粘度損失，這樣就使得聚合物溶液或三元復(fù)合溶液提高采收率的幅度降低。尤其是在向高滲透層注入時(shí)，經(jīng)過分注工具剪切后，提高的采收率的效果收到很大影響。
[0003]降壓槽的減壓原理主要通過流道的截面面積變化，實(shí)現(xiàn)流體的加速和減速從而實(shí)現(xiàn)壓力的逐漸降低。聚合物溶液和三元復(fù)合溶液的粘度損失來源主要有兩部分，一部分是主流區(qū)域和壁面區(qū)域之間的速度梯度造成的對(duì)溶液的剪切作用，一部分是主流區(qū)域的射流區(qū)域的湍流速度脈動(dòng)造成的溶液分子鏈的斷裂。降壓槽大的壓力降和小的粘度損失這兩個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是相互矛盾的，從減少壁面與主流區(qū)域之間的速度梯度和主流區(qū)域的湍流脈動(dòng)入手，探索出一種不同于油田在用分壓注入工具的一種適合三元復(fù)合溶液的新型分壓注入工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供新型分壓注入工具置，這種新型分壓注入工具用于解決現(xiàn)有的注聚或注三元復(fù)合溶液時(shí)使用的注入工具通常會(huì)在產(chǎn)生較大的壓降過程中粘度損失較高的問題。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種新型分壓注入工具是由節(jié)流芯、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱、外節(jié)流環(huán)柱、外筒從內(nèi)到外同軸套裝在一起構(gòu)成的降壓槽，節(jié)流芯、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱、外節(jié)流環(huán)柱均為變截面的；節(jié)流芯由8個(gè)等槽距的梭形槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形槽結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱和外節(jié)流環(huán)柱形狀相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱和外節(jié)流環(huán)柱均由8個(gè)等槽距的梭形環(huán)槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形環(huán)槽結(jié)構(gòu)相同，節(jié)流芯的梭形槽與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽與外節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)；梭形環(huán)槽沿長度方向的縱截面為梭形，節(jié)流芯的梭形槽沿長度方向的縱截面也為梭形，且上述梭形大小形狀完全相同；內(nèi)節(jié)流環(huán)柱與節(jié)流芯之間的環(huán)隙等于外節(jié)流環(huán)柱與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙，外筒與外節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙稍大于上述環(huán)隙。
[0006]上述方案中梭形槽槽距為4.5mm，梭形環(huán)槽槽距為4.5mm，梭形槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的柱狀體，梭形環(huán)槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的環(huán)柱體。
[0007]上述方案中梭形槽和梭形環(huán)槽的前槽角水平距均為2mm，梭形槽和梭形環(huán)槽的中間水平段為1_，梭形槽和梭形環(huán)槽的后槽角水平距離為1.5mm ;梭形槽和梭形環(huán)槽的前后槽角豎直距離均為1mm，梭形槽和梭形環(huán)槽的入口處豎直距離均為1mm。
[0008]上述方案中外筒內(nèi)徑為20mm，外筒與外節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙為0.9mm，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱與節(jié)流芯之間的環(huán)隙0.8mm，外節(jié)流環(huán)柱與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙為0.8mm。
[0009]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明節(jié)流環(huán)柱和節(jié)流芯都是變截面的，擴(kuò)大溶液流經(jīng)降壓槽20mm內(nèi)徑流道的截面積，從而減少最小截面處的速度值，從而減少壁面和主流區(qū)域之間的速度梯度。整體上講各個(gè)流道截面的面積比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)降壓槽的截面積增大，總的基礎(chǔ)上降低了速度的湍流脈動(dòng)。通過這些設(shè)計(jì)減少對(duì)三元復(fù)合溶液的剪切破壞作用，降低流經(jīng)降壓槽的粘度損失。
[0010]2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且經(jīng)本提供的分壓注入工具剪切后的溶液壓降大、粘度損失小。
[0011]3、本發(fā)明的作用是通過流道截面面積的變化，實(shí)現(xiàn)流體的加速和減速從而實(shí)現(xiàn)壓力的逐漸降低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明內(nèi)的壓力分布示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明內(nèi)的速度分布示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明內(nèi)的視粘度分布示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明中梭形槽和梭形環(huán)槽各部分圖解。
[0017]圖6是圖1中A-A剖面圖。
[0018]圖中:1.節(jié)流芯，2.內(nèi)節(jié)流環(huán)柱，3.外節(jié)流環(huán)柱，4.外筒。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
結(jié)合圖1、圖6所示，這種新型分壓注入工具是由節(jié)流芯1、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2、外節(jié)流環(huán)柱3、外筒4從內(nèi)到外同軸套裝在一起構(gòu)成的降壓槽，即內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2環(huán)繞在節(jié)流芯I外，外節(jié)流環(huán)柱3環(huán)繞在內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2外，外筒4環(huán)繞在外節(jié)流環(huán)柱3外，節(jié)流芯1、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2、外節(jié)流環(huán)柱3均為變截面的。外筒4內(nèi)徑為20mm，(外筒內(nèi)徑見圖5中dlO)，外筒4與外節(jié)流環(huán)柱3之間的環(huán)隙為0.9mm，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2與節(jié)流芯I之間的環(huán)隙0.8mm，外節(jié)流環(huán)柱3與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2之間的環(huán)隙為0.8mm，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2與節(jié)流芯I之間的環(huán)隙等于外節(jié)流環(huán)柱3與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2之間的環(huán)隙，外筒4與外節(jié)流環(huán)柱3之間的環(huán)隙(見圖5中dll)稍大于內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2與節(jié)流芯I之間的環(huán)隙(見圖5中dl2)，當(dāng)然也大于外節(jié)流環(huán)柱3與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2之間的環(huán)隙(見圖5中dl3)。
[0020]節(jié)流芯I由8個(gè)等槽距的梭形槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形槽結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2和外節(jié)流環(huán)柱3形狀相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2和外節(jié)流環(huán)柱3均由8個(gè)等槽距的梭形環(huán)槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形環(huán)槽結(jié)構(gòu)相同，節(jié)流芯I的梭形槽與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2的梭形環(huán)槽--
對(duì)應(yīng)，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2的梭形環(huán)槽與外節(jié)流環(huán)柱3的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)，降壓槽的入口即為節(jié)流芯1、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱2、外節(jié)流環(huán)柱3、外筒4的入口 ；梭形環(huán)槽沿長度方向的縱截面為梭形，節(jié)流芯I的梭形槽沿長度方向的縱截面也為梭形，且上述梭形大小形狀完全相同；
梭形槽槽距(梭形槽的長度)為4.5mm，(槽距見圖5中d6)，梭形環(huán)槽槽距(梭形環(huán)槽的長度)為4.5mm，梭形槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的柱狀體，梭形環(huán)槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的環(huán)柱體。梭形槽和梭形環(huán)槽的前槽角(即漸擴(kuò)段)水平距均為2mm，(前槽角水平距見圖5中d7)，梭形槽和梭形環(huán)槽的中間水平段為1mm，(中間水平段見圖5中d8)，梭形槽和梭形環(huán)槽的后槽角(即漸縮段)水平距離為1.5mm，(后槽角水平距見圖5中d9);梭形槽和梭形環(huán)槽的前后槽角豎直距離均為1mm，(前槽角豎直距離見圖5中dl4，后槽角豎直距離見圖5中dl5)，梭形槽和梭形環(huán)槽的入口處豎直距離均為1mm，(入口處豎直距離見圖5中dl6)。
[0021]為了便捷直觀的顯示本新型注入工具降壓和降粘損效果，本發(fā)明對(duì)工具進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，利用CFD軟件建立新型分壓注入工具的流道幾何模型。模擬后得到速度場、壓力場和粘度場的分布規(guī)律。本發(fā)明新型分壓注入工具內(nèi)的壓力分布如圖2所示，由圖可知，壓力從入口到出口逐步降低，各環(huán)形流道之間的壓力分布基本一致。每經(jīng)過一個(gè)槽距，壓力就相應(yīng)下降。新型分壓注入工具內(nèi)的速度分布情況如圖3所示，最大速度出現(xiàn)在截面最小處，最外部環(huán)隙的流速要稍低于內(nèi)部兩個(gè)環(huán)隙的速度。內(nèi)部兩個(gè)環(huán)隙的速度分布基本相同。新型分壓注入工具的視粘度分布如圖4所示，各個(gè)環(huán)隙截面的視粘度分布規(guī)律基本相同。最小環(huán)隙截面的壁面處，溶液的視粘度值最小。隨著截面面積的變化，視粘度值出現(xiàn)周期的變大和變小。
[0022]以上描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型分壓注入工具，其特征在于:這種新型分壓注入工具是由節(jié)流芯(1)、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)、外節(jié)流環(huán)柱(3)、外筒(4)從內(nèi)到外同軸套裝在一起構(gòu)成的降壓槽，節(jié)流芯(1)、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)、外節(jié)流環(huán)柱(3)均為變截面的；節(jié)流芯(I)由8個(gè)等槽距的梭形槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形槽結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)和外節(jié)流環(huán)柱(3)形狀相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2 )和外節(jié)流環(huán)柱(3 )均由8個(gè)等槽距的梭形環(huán)槽依次相連接構(gòu)成，8個(gè)梭形環(huán)槽結(jié)構(gòu)相同，節(jié)流芯(I)的梭形槽與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)的梭形環(huán)槽與外節(jié)流環(huán)柱(3)的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)；梭形環(huán)槽沿長度方向的縱截面為梭形，節(jié)流芯(I)的梭形槽沿長度方向的縱截面也為梭形，且上述梭形大小形狀完全相同；內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)與節(jié)流芯(I)之間的環(huán)隙等于外節(jié)流環(huán)柱(3)與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)之間的環(huán)隙，外筒(4)與外節(jié)流環(huán)柱(3)之間的環(huán)隙稍大于上述環(huán)隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型分壓注入工具，其特征在于:所述的梭形槽槽距為4.5mm，梭形環(huán)槽槽距為4.5mm，梭形槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的柱狀體，梭形環(huán)槽是由漸擴(kuò)段、中間水平段、漸縮段構(gòu)成的環(huán)柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型分壓注入工具，其特征在于:所述的梭形槽和梭形環(huán)槽的前槽角水平距均為2mm，梭形槽和梭形環(huán)槽的中間水平段為1mm，梭形槽和梭形環(huán)槽的后槽角水平距離為1.5mm ;梭形槽和梭形環(huán)槽的前后槽角豎直距離均為1mm，梭形槽和梭形環(huán)槽的入口處豎直距離均為1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型分壓注入工具，其特征在于:所述的外筒(4)內(nèi)徑為20mm，外筒(4)與外節(jié)流環(huán)柱(3)之間的環(huán)隙為0.9mm，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)與節(jié)流芯(I)之間的環(huán)隙0.8mm，外節(jié)流環(huán)柱(3)與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱(2)之間的環(huán)隙為0.8mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是新型分壓注入工具，這種新型分壓注入工具是由節(jié)流芯、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱、外節(jié)流環(huán)柱、外筒從內(nèi)到外同軸套裝在一起構(gòu)成的降壓槽，節(jié)流芯、內(nèi)節(jié)流環(huán)柱、外節(jié)流環(huán)柱均為變截面的；節(jié)流芯由8個(gè)等槽距的梭形槽依次相連接構(gòu)成，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱和外節(jié)流環(huán)柱形狀相同，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱和外節(jié)流環(huán)柱均由8個(gè)等槽距的梭形環(huán)槽依次相連接構(gòu)成，節(jié)流芯的梭形槽與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)，內(nèi)節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽與外節(jié)流環(huán)柱的梭形環(huán)槽一一對(duì)應(yīng)；梭形環(huán)槽沿長度方向的縱截面為梭形，節(jié)流芯的梭形槽沿長度方向的縱截面也為梭形；內(nèi)節(jié)流環(huán)柱與節(jié)流芯之間的環(huán)隙等于外節(jié)流環(huán)柱與內(nèi)節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙，外筒與外節(jié)流環(huán)柱之間的環(huán)隙稍大于上述環(huán)隙。本發(fā)明可減少對(duì)三元復(fù)合溶液的剪切破壞作用，降低流經(jīng)降壓槽的粘度損失。
【IPC分類】E21B43-22
【公開號(hào)】CN104806213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510103881
【發(fā)明人】黃斌, 傅程, 劉進(jìn)祥, 趙法軍, 王春生, 馬文國
【申請(qǐng)人】東北石油大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日