[发明专利]一种射流式稠油掺稀混合工具

说明书

本发明公开了一种射流式稠油掺稀混合工具，包括有外筒体，翼板，上、下堵头组成；所述外筒体上开设有稀油口，在两端设置有螺纹特征；所述翼板上开设有射流孔，两块呈夹角α的翼板与上、下堵头共同构成一个射流腔；其特征在于：所述射流腔固定在外筒体内壁上，与所述外筒体的几何中心线平行布置或呈螺旋布置；并且所述射流腔的射流孔总面积不大于所述稀油口面积。本发明利用射流原理，能够使稀油与稠油掺混得更为充分、均匀，从而降低稠油开采的机械能耗，提高采油效率。

技术领域

本发明涉及采油设备技术领域，尤其涉及一种稠油掺稀混合工具。

背景技术

黏度较高的原油在地层条件下具有较好的流动性，但是进入井筒后随着上升流动过程中井筒温度的降低，原油黏度增加，流动性变差。严重情况下，就会堵塞油管，使得油井无法维持生产，或造成举升阻力大幅增加，机械能耗显著升高。

稠油掺稀是稠油开采中的一种重要工艺技术，该技术中所涉及到的混合工具，是一种将稀油掺混到稠油中，用以降低稠油黏度的主要工具。混合工具分为静态、动态、或动/静组合式等。

所谓静态工具是指工具本身没有活动部件，利用射流原理或掺混原理将稠油、稀油混合到一起。其典型结构有：

(1)在工具筒壁上开设径向或与径向呈一定角度的射流孔，利用稀油自身的射流作用与稠油混合以达到掺混的目的(参考：CN201288542[P]、CN105756631A[P])。

(2)混合油上返筒体上形成不规则结构，如：①形成多个椭圆形节流阀串联结构，每个节流阀彼此偏转90°(参考：US20050078553A1[P])；②设置多个相互平行的孔板，且每个孔板上的孔沿轴向的投影基本不重叠(参考：US20170056846A1[P])；③设置波浪形的壁元件，在其波峰和波谷处开有通孔(参考：US4222672[P])。

所谓动态混合器一般都设有中心转轴，并在中心转轴上安装不连续的动力叶片(参考：CN102155204A[P]、CN103306647[P])或连续的螺旋叶片(参考：CN201218092Y[P]、CN201218092Y[P])，通过流体冲击叶片旋转，利用旋转动力剪切混合油液并不断产生涡流，以达到掺混目的。

目前，混合器普遍存在的问题是掺混效果不理想，常常出现段塞流现象。此外，掺混压力降较大，造成抽油系统能耗增加，既加大了掺稀量又造成了大量稀油的浪费。。

发明内容

本发明的目的是克服现有同类产品的不足，提出一种射流式结构的井下混合工具，以达到使稀稠油混合充分，减少稀油用量，降低能耗的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种射流式稠油掺稀混合工具，包括有外筒体、翼板、上堵头、下堵头，所述外筒体上开设有稀油口，在两端设置有螺纹特征；所述翼板上开设有射流孔，两块呈夹角α的翼板与上堵头、下堵头共同构成一个射流腔；其特征在于：所述射流腔固定在外筒体内壁上，与所述外筒体几何中心线相平行布置或呈螺旋布置；并且所述射流腔的射流孔总面积不大于所述稀油口面积。

稀油自油管、套管环空流动，通过稀油口进入射流腔，在压力作用下自射流孔喷射进入外筒体内部空间，并且与之流动的稠油混合，从而达到稠油掺稀混合的效果。该混合工具的技术优势是：通过射流腔将稠油分隔成两个或多个部分，降低了稠油厚度；同时，利用稀油油液的流体动能，通过射流孔将稀油以射流的方式掺混到稠油中去，这样就能够使稀油较为均匀的分散到稠油中，达到高效掺混的目的。

本发明中，射流腔的射流孔总面积不大于所述稀油口面积，其目的是不至于在稀油口处节流所造成的压降损耗，从而提高了流体动能的利用率。

作为选择，所述射流腔与所述外筒体几何中心线间呈螺旋角β布置。