[其他]节能并增产的流线型喷嘴装置

说明书

节能并增产的流线型喷嘴装置，它是采油技术工程领域内的一种新型采油、注水装置。

目前，在自喷中采油上使用的老油嘴及其装置，园柱形油嘴喉管之前后压力损失为50％左右。大庆油田于82年7月试验的拉法尔油嘴，节流损失虽然大为减少，但能量尚有潜力可挖。老油嘴的特性曲线其临界压力比（回压／油压）β_K为0.5，拉法尔油嘴之β_K达到0.7。故现行自喷井油嘴装置的节能潜力和增产潜力没有充分地利用。

节能并增产的流线型喷嘴装置，它就是为了提高自喷采油井的β_K值。β_K值越大，能量的损失越少，可以利用的能量就越多。因此可以达到节能和增产两种效果。同时也是为了解决油田注水生产过程中，在注水泵出口之处阀门的截流损失，以提高注水系统的效率。

附图就是节能并增产的流线型喷嘴装置的剖面图。

从附图可以看出：这种装置由流线型喷嘴（1）、本体（2）、丝堵（3）及垫片（4）组成。其中尺寸φ120为最大径向尺寸，和目前自喷井的采油树可以配套使用。f为最大长度尺寸，它要比老油嘴套长5～20厘米，l为本体的最大长度尺寸，C为表示喷嘴安装的性能尺寸，d为喷嘴出口到集液管入口的性能尺寸，而Gb″和Gd″分别为喷嘴、丝堵与本体的联接尺寸。从附图中我们可以看出：喷嘴（1）的C为椭球面，D为园柱面，它是喉管，E是双曲面。集液管出口F为双曲面，而丝堵之B表面是由两部分组成的，它的上半部为抛物面，下半部为园柱曲面的一部分。

该装置之所以能够较好地克服自喷井采油油嘴装置的缺欠，是由于它的结构决定的，因为它具有较好的流体力学性能。现简述如下：在油、气、水混合物通过喉部D后，进入椭球曲面，它比拉法尔喷嘴的园锥曲面，更比老油嘴的园柱曲面，有较大的扩压效果。通过喷管出口的介质，小部分集中到椭球的右焦点O附近，大部介质质点撞击在表面B上，不论撞击在上部的抛物面上，还是撞击在下部的园柱面上，它都将产生向下反射的效果。而进入集液管的流体由于经过的是双曲面，它将不产生缩流。因此这种装置为流体制造了一个流线型的轨迹。所以它可以减少涡流损失和动能损失，增加了静压能，故使介质向前运动的推动力增加，达到节能、增产的效果。

利用这种装置，可将老油嘴的临界压比β_K由0.5及拉法尔喷嘴的β_K由0.7提高到0.75以上。采用这种新喷嘴，在理想状况下，能量损失为零，实际损失的能量很少。β_K值提高的越大，压力损失率就越小，可利用的剩余能量就更多。这部剩余能量的用途为：（1）延长自喷采油期，（2）提高集输能力，提高地面流程的适应能力；（3）若用于注水系统可提高其系统效率，达到节能的目的，（4）可以减少老油田的改造费用。

同时，对某些现在使用旧油嘴的自喷井系统来说，其β_K在0.5左右，尤其是β_K＞0.5的自喷井，可以获得5～100％的增产效果。关于这一点，分两种情况：（1）若地层发育良好，选用适当的新油嘴装置，且保持油压不变，提高产液量，同时增加原油产量；（2）若地层发育不良，可保持原液量不变，提高油压，可以降低含水率，相对地提高原油的产量。且可以降低递减速度，提高采收率。

若用于注水，其剩余能量的利用可以达到增注的效果，降低注水能耗。

总之，这种新喷嘴装置，用于采油可以增产，且可以降低采油成本；用于注水，可以增注，降低注水成本。这种装置是一种投资少，见效快，不需增加操作工人的任何劳动量，且可以获得极大的经济效果。

若要实现上述效果之关键是选定最合理的喷嘴扩张段的椭球方程，以确定该段的最佳长度和出口的最佳直径，再者是丝堵的曲线方面的确定以及方向的位置，另外附图给出的尺寸d也是一个最重要的参数。