环腔式声波发生器参数优化及在油田的应用研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文环腔式声波发生器参数优化及在油田的应用研究姓名：吴晓明申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：张建国20090401摘要环腔式声波发生器是一种在油田解堵作业过程中广泛应用的物理法采油设备，但国内外对该类发声器具体结构参数与产生声波的幅频关系研究不足，现场施工缺乏理论指导。同时，对于发声器产生的谐振波在地层的传播规律与传播深度以及该发声器适应的解堵类型也缺少系统的研究和室内评价。因此，我们有必要从理论和实验两个方面来计算和验证声波的传播规律、测定发声器结构参数与

2、声波幅频之间的关系以及优选解堵类型，为现场施工提供依据。本文通过流管法地层模型建立了声波在地层的传播方程，计算得到声波传播距离lm以外时，振幅仍然保持初始值的50％以上的结论；同时从实验方面验证了声波在地层的传播距离大于40cm，为声波应用于地层深部解堵提供了依据。采用更精确的实验设备和数据处理方式，对发声器结构参数与声波幅频之间的关系进行了实验测定，最终优化得出：(1)流体动力式发声器产生的声波频率低，在1500"--'2000Hz范围之间，流量越大、流速越高，产生声波的振幅越大；(2)发声器最优

3、的喷距范围为lOmm～17mm，最优腔深范围为10mm～15ram；(3)射流掺气使得时均压力减小，脉动压力增大，声波频率明显减小。此外，还通过实验验证了化学解堵、物理法解堵以及复合解堵的效果。从实验结果看出，由于协同作用，复合解堵在无机及有机解堵方面效果显著。现场解堵施工表明，声波混气解堵技术是一项高效、施工简单的解堵工艺技术，应用前景广阔。关键词：堵塞，声波解堵，多孔介质，结构参数，复合法OptimizationofImprovedHartmannWaveGeneratorParametersa

4、ndFieldApplicationResearchWuXiaoming(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyProf．ZhangJianguoAbstractImprovedHartmarmwavegeneratorisawidelyusedequipmentduringtheplugremovalperformanceinoilfield．ButthereisliRleresearchonthegeneratedwavepropagation

5、depthandestimationfortheeffectoftheperformanceasalsoasrelationshipbetweenstructureparamentersandthegenetatedwaveproperty．SoitisnecessaryforUStOdosomeresearchonthevacationofthisfield．Throughthecombinationresearchoftheoryandlabexperimentwededucethattheam

6、plitudeisstillhalfofthebeginningvalueatthepointwhosedistanceislmfromthegenerator．Theexpeimentresultalsoshowitseffectivedistanceisfurtherthan40emwhichproviestheevidenceforplugremovalperformance．WetakemoreaccurateequipmenttOtestthewavepropertyandstructur

7、eparametersanddrawthefollowingconcusion：(1)Frequencyofgeneratedwaveisbetween1500-2000I-Izandwater-jetspeedisthedominatinginfluencingfactor．(2)Thebestdistanceofcavityresonatoris10-15mmandthebestwater-jetdistanceis10～17mm．(3)Mixedgasmaketheaveragesoundpr

8、essurelowerandtheinstaneouspressurehigher．Atthesametime，theeffectevaluationtosignalchemicalorphysicsmethodandthecombinationofbothshowesthatduetothecooperationeffect，thecombinationofchemicalsolventandphysicsequipmentboastsabettereffect．F