[发明专利]全自动大功率超声波换能装置

说明书

技术领域

本发明涉及原油与页岩气开采领域，是一种增油、增气装置。

背景技术

本发明为解决上述技术问题，提供一种全自动大功率超声波换能器，它具有数据采集与超声换能作业同步进行的特点，有效提高作业精度及效率，并且延长设备寿命，经济与社会效益显著。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出一种油田增油装置，使得大功率换能器井下数据采集与超声换能作业同步进行，有效提高作业精度及效率，并且延长设备寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全自动大功率超声波换能装置，其特征在于：包括数据采集系统和超声换能系统。

所述数据采集系统(1)包括频率跟踪、温度、压力、电压等传感器和复合铠装电缆(1-2)。

所述超声换能系统包括转换接头(2-1)、内部连接插件段(2-2)、振子辐射段(2-3)、锥形密封段(2-4)和复合铠装电缆(1-2)。

所述的一种全自动大功率超声波换能装置，其特征在于可实现数据采集与超声波换能作业同步进行。

所述的一种全自动大功率超声波换能装置，其特征在于，所述的内部连接插件段(2-2)、振子辐射段(2-3)和锥形密封段(2-4)都是耐高温高压部件。

所述的一种全自动大功率超声波换能装置，其特征在于，所述的振子辐射段(2-3)通过结构变化使高效工作的纵向振子沿圆柱径向振动，该圆柱体由多个圆环基元组合，并由功率需求来确定圆环基元数量，以达到大功率超声能辐射。

所述的一种全自动大功率超声波换能装置，其特征在于，换能器内装有温控、压力传感器，通过设定可允许的工作温度范围来保证高温下换能器工作稳定性及寿命的提高。

本发明的原理与技术优势：本发明通过信号控制与绝缘技术使得复合电缆可同时传输超声波换能作业的大信号与数据采集的小信号，实现了超声波换能作业与数据采集同步进行。并且，通过改变结构使得换能器超声波辐射变为圆柱型径向辐射，并保留纵向振子结构坚固、性能稳定、电声效率高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明振子辐射段的振子示意图

1-1频率跟踪传感器、1-2复合铠装电缆、2-1转换接头、2-2内部连接插件段、2-3振子辐射段、2-4锥形密封段；

2-3-1绝缘材料、2-3-2不锈钢套筒、2-3-3圆柱面前盖板、2-3-4压电陶瓷片、2-3-5电极片、2-3-6中心六面体公共后盖板。

具体实施方式

如图1所示，全自动大功率超声波换能装置：其外形直径为90mm圆柱体，包括频率跟踪、温度、压力、电压传感器(1-1)、复合铠装电缆(1-2)、转换接头(2-1)、内部连接插件段(2-2)、振子辐射段(2-3)、锥形密封段(2-4)。

如图2所示，所述的振子辐射段从外到里依次为绝缘材料(2-3-1)、不锈钢套筒(2-3-2)、圆柱面前盖板(2-3-3)、压电陶瓷片(2-3-4)、电极片(2-3-5)、中心六面体公共后盖板(2-3-6)。其中在中心六面体公共后盖板(2-3-6)的四个面上将圆柱面前盖板(2-3-3)、压电陶瓷片(2-3-4)、电极片(2-3-5)零件用螺栓固定，从而形成四个纵向小型振子在圆周方向均匀排列的组合振子，四个方向的圆柱面前盖板(2-3-3)、压电陶瓷片(2-3-4)、电极片(2-3-5)用螺栓全部安装完毕后，用导线将四个方向的电极片连接，再通过热胀冷缩的方法将不锈钢套筒套在圆柱面前盖板外侧。将多个性能相近环形振子子母口首尾连接，其中使四个小纵向振子按十字呈一条直线排列，同时将振子上电极片的导线并联在一起，通过焊接的方法组成振子辐射段。该换能器从上到下连接依次是：转换接头(2-1)、频率跟踪传感器(1-2)、内部连接插件段(2-2)、振子辐射段(2-3)、锥形密封段(2-4)。全自动大功率超声波换能装置多个纵向小振子经过这种特有结构形式组合，使整个换能器变为径向振动，这种特有结构形式将电声转换率提高到50％，从而解决传统压电陶瓷环换能器经过多层介质后声能转换率只有30％的问题。同时其频率自动跟踪通过信息反馈确定负载液体与换能器的液固耦合的频率，使谐振频率和固液耦合频率一致达到共振，从而确定使用最佳频率和声功率。使负载液体中分子间距有较大的加速度，形成分子间相对运动，由于惯性力的作用使得分子链断裂，大分子被粉碎，从而降低了负载液体的物性。