新型分压注入工具

摘要

本发明涉及的是新型分压注入工具，这种新型分压注入工具是由节流芯、内节流环柱、外节流环柱、外筒从内到外同轴套装在一起构成的降压槽，节流芯、内节流环柱、外节流环柱均为变截面的；节流芯由8个等槽距的梭形槽依次相连接构成，内节流环柱和外节流环柱形状相同，内节流环柱和外节流环柱均由8个等槽距的梭形环槽依次相连接构成，节流芯的梭形槽与内节流环柱的梭形环槽一一对应，内节流环柱的梭形环槽与外节流环柱的梭形环槽一一对应；梭形环槽沿长度方向的纵截面为梭形，节流芯的梭形槽沿长度方向的纵截面也为梭形；内节流环柱与节流芯之间的环隙等于外节流环柱与内节流环柱之间的环隙，外筒与外节流环柱之间的环隙稍大于上述环隙。本发明可减少对三元复合溶液的剪切破坏作用，降低流经降压槽的粘度损失。

权利要求

1.一种新型分压注入工具，其特征在于：这种新型分压注入工具是由节流芯（1）、内节流环柱（2）、外节流环柱（3）、外筒（4）从内到外同轴套装在一起构成的降压槽，节流芯（1）、内节流环柱（2）、外节流环柱（3）均为变截面的；节流芯（1）由8个等槽距的梭形槽依次相连接构成，8个梭形槽结构相同，内节流环柱（2）和外节流环柱（3）形状相同，内节流环柱（2）和外节流环柱（3）均由8个等槽距的梭形环槽依次相连接构成，8个梭形环槽结构相同，节流芯（1）的梭形槽与内节流环柱（2）的梭形环槽一一对应，内节流环柱（2）的梭形环槽与外节流环柱（3）的梭形环槽一一对应；梭形环槽沿长度方向的纵截面为梭形，节流芯（1）的梭形槽沿长度方向的纵截面也为梭形，且上述梭形大小形状完全相同；内节流环柱（2）与节流芯（1）之间的环隙等于外节流环柱（3）与内节流环柱（2）之间的环隙，外筒（4）与外节流环柱（3）之间的环隙稍大于上述环隙。

2.根据权利要求1所述的新型分压注入工具，其特征在于：所述的梭形槽槽距为4.5mm，梭形环槽槽距为4.5mm，梭形槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的柱状体，梭形环槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的环柱体。

3.根据权利要求2所述的新型分压注入工具，其特征在于：所述的梭形槽和梭形环槽的前槽角水平距均为2mm，梭形槽和梭形环槽的中间水平段为1mm，梭形槽和梭形环槽的后槽角水平距离为1.5mm；梭形槽和梭形环槽的前后槽角竖直距离均为1mm，梭形槽和梭形环槽的入口处竖直距离均为1mm。

4.根据权利要求3所述的新型分压注入工具，其特征在于：所述的外筒（4）内径为20mm，外筒（4）与外节流环柱（3）之间的环隙为0.9mm，内节流环柱（2）与节流芯（1）之间的环隙 

0.8mm，外节流环柱（3）与内节流环柱（2）之间的环隙为0.8mm。

说明书

新型分压注入工具

技术领域

[0001] 本发明涉及油田注聚或注三元复合溶液时使用的注入工具，具体涉及新型分压注入工具。

背景技术

[0002] 随着油田开发进入到后期，大部分油田采用聚合物驱或者三元复合驱来提高油田产量。但在注聚或注三元复合溶液时，注入工具的结构会影响流体的压力和粘度的变化，一般的注入工具通常会产生较大的压降和较高的粘度损失，这样就使得聚合物溶液或三元复合溶液提高采收率的幅度降低。尤其是在向高渗透层注入时，经过分注工具剪切后，提高的采收率的效果收到很大影响。

[0003] 降压槽的减压原理主要通过流道的截面面积变化，实现流体的加速和减速从而实现压力的逐渐降低。聚合物溶液和三元复合溶液的粘度损失来源主要有两部分，一部分是主流区域和壁面区域之间的速度梯度造成的对溶液的剪切作用，一部分是主流区域的射流区域的湍流速度脉动造成的溶液分子链的断裂。降压槽大的压力降和小的粘度损失这两个目标的实现是相互矛盾的，从减少壁面与主流区域之间的速度梯度和主流区域的湍流脉动入手，探索出一种不同于油田在用分压注入工具的一种适合三元复合溶液的新型分压注入工具。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供新型分压注入工具置，这种新型分压注入工具用于解决现有的注聚或注三元复合溶液时使用的注入工具通常会在产生较大的压降过程中粘度损失较高的问题。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种新型分压注入工具是由节流芯、内节流环柱、外节流环柱、外筒从内到外同轴套装在一起构成的降压槽，节流芯、内节流环柱、外节流环柱均为变截面的；节流芯由8个等槽距的梭形槽依次相连接构成，8个梭形槽结构相同，内节流环柱和外节流环柱形状相同，内节流环柱和外节流环柱均由8个等槽距的梭形环槽依次相连接构成，8个梭形环槽结构相同，节流芯的梭形槽与内节流环柱的梭形环槽一一对应，内节流环柱的梭形环槽与外节流环柱的梭形环槽一一对应；梭形环槽沿长度方向的纵截面为梭形，节流芯的梭形槽沿长度方向的纵截面也为梭形，且上述梭形大小形状完全相同；内节流环柱与节流芯之间的环隙等于外节流环柱与内节流环柱之间的环隙，外筒与外节流环柱之间的环隙稍大于上述环隙。

[0006] 上述方案中梭形槽槽距为4.5mm，梭形环槽槽距为4.5mm，梭形槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的柱状体，梭形环槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的环柱体。

[0007] 上述方案中梭形槽和梭形环槽的前槽角水平距均为2mm，梭形槽和梭形环槽的中间水平段为1mm，梭形槽和梭形环槽的后槽角水平距离为1.5mm；梭形槽和梭形环槽的前后槽角竖直距离均为1mm，梭形槽和梭形环槽的入口处竖直距离均为1mm。

[0008] 上述方案中外筒内径为20mm，外筒与外节流环柱之间的环隙为0.9mm，内节流环柱与节流芯之间的环隙 0.8mm，外节流环柱与内节流环柱之间的环隙为0.8mm。

[0009] 本发明具有以下有益效果：

[0010] 1、本发明节流环柱和节流芯都是变截面的，扩大溶液流经降压槽20mm内径流道的截面积，从而减少最小截面处的速度值，从而减少壁面和主流区域之间的速度梯度。整体上讲各个流道截面的面积比现有结构降压槽的截面积增大，总的基础上降低了速度的湍流脉动。通过这些设计减少对三元复合溶液的剪切破坏作用，降低流经降压槽的粘度损失。

[0011] 2、本发明结构简单，且经本提供的分压注入工具剪切后的溶液压降大、粘度损失小。

[0012] 3、本发明的作用是通过流道截面面积的变化，实现流体的加速和减速从而实现压力的逐渐降低。

附图说明

[0013] 图1是本发明结构示意图。

[0014] 图2是本发明内的压力分布示意图。

[0015] 图3是本发明内的速度分布示意图。

[0016] 图4是本发明内的视粘度分布示意图。

[0017] 图5是本发明中梭形槽和梭形环槽各部分图解。

[0018] 图6是图1中A-A剖面图。

[0019] 图中：1.节流芯，2.内节流环柱，3.外节流环柱，4.外筒。

具体实施方式

[0020] 下面对本发明作进一步的说明：

[0021] 结合图1、图6所示，这种新型分压注入工具是由节流芯1、内节流环柱2、外节流环柱3、外筒4从内到外同轴套装在一起构成的降压槽，即内节流环柱2环绕在节流芯1外，外节流环柱3环绕在内节流环柱2外，外筒4环绕在外节流环柱3外，节流芯1、内节流环柱2、外节流环柱3均为变截面的。外筒4内径为20mm，(外筒内径见图5中d10)，外筒4与外节流环柱3之间的环隙为0.9mm，内节流环柱2与节流芯1之间的环隙 0.8mm，外节流环柱3与内节流环柱2之间的环隙为0.8mm，内节流环柱2与节流芯1之间的环隙等于外节流环柱3与内节流环柱2之间的环隙，外筒4与外节流环柱3之间的环隙(见图5中d11)稍大于内节流环柱2与节流芯1之间的环隙(见图5中d12)，当然也大于外节流环柱3与内节流环柱2之间的环隙(见图5中d13)。

[0022] 节流芯1由8个等槽距的梭形槽依次相连接构成，8个梭形槽结构相同，内节流环柱2和外节流环柱3形状相同，内节流环柱2和外节流环柱3均由8个等槽距的梭形环槽依次相连接构成，8个梭形环槽结构相同，节流芯1的梭形槽与内节流环柱2的梭形环槽一一对应，内节流环柱2的梭形环槽与外节流环柱3的梭形环槽一一对应，降压槽的入口即为节流芯1、内节流环柱2、外节流环柱3、外筒4的入口；梭形环槽沿长度方向的纵截面为梭形，节流芯1的梭形槽沿长度方向的纵截面也为梭形，且上述梭形大小形状完全相同；

[0023] 梭形槽槽距（梭形槽的长度）为4.5mm，(槽距见图5中d6)，梭形环槽槽距（梭形环槽的长度）为4.5mm，梭形槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的柱状体，梭形环槽是由渐扩段、中间水平段、渐缩段构成的环柱体。梭形槽和梭形环槽的前槽角（即渐扩段）水平距均为2mm，(前槽角水平距见图5中d7)，梭形槽和梭形环槽的中间水平段为1mm，(中间水平段见图5中d8)，梭形槽和梭形环槽的后槽角（即渐缩段）水平距离为1.5mm，(后槽角水平距见图5中d9)；梭形槽和梭形环槽的前后槽角竖直距离均为1mm，(前槽角竖直距离见图5中d14，后槽角竖直距离见图5中d15)，梭形槽和梭形环槽的入口处竖直距离均为1mm，（入口处竖直距离见图5中d16）。

[0024] 为了便捷直观的显示本新型注入工具降压和降粘损效果，本发明对工具进行了数值模拟分析，利用CFD软件建立新型分压注入工具的流道几何模型。模拟后得到速度场、压力场和粘度场的分布规律。本发明新型分压注入工具内的压力分布如图2所示，由图可知，压力从入口到出口逐步降低，各环形流道之间的压力分布基本一致。每经过一个槽距，压力就相应下降。新型分压注入工具内的速度分布情况如图3所示，最大速度出现在截面最小处，最外部环隙的流速要稍低于内部两个环隙的速度。内部两个环隙的速度分布基本相同。新型分压注入工具的视粘度分布如图4所示，各个环隙截面的视粘度分布规律基本相同。最小环隙截面的壁面处，溶液的视粘度值最小。随着截面面积的变化，视粘度值出现周期的变大和变小。

[0025] 以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。