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在油田开发中，声波采油技术是一项极为重要的增产新措施，它在各种物理方法采油技术中起着举足轻重的作用。声波作用效果的关键，在于声波发生器性能的优劣。从声波产生的方式出发，可分为机电型和机械型两种类型。其中，机电型包括电动式、磁致伸缩式和压电式；机械型又分成以空气为传播介质的气哨和以液体为传播介质的液哨两种类型。由于原油是呈固、液、气三相共存的混合物流体，因而非常适用于液哨式声波发生器的应用。液哨式声波发生器是机械型的流体动力式声波发生器，适合于在液体环境下激发声波，在油田防
垢、驱油、防蜡、降黏、解堵等方面，具有广泛的应用前景。液哨式声波发生器的机械结构液哨式声波发生器又称帕尔曼声波发生器，主要由一个高速喷腔和一个弹性簧片组成。喷腔带有一个长方形的窄缝喷口，与弹簧保持正对位置，喷腔是流体激发源，属于动力系统；簧片是一种机械式共振器，属于能量反馈系统，通常簧片主要由黄铜或不锈钢制成。此种声波发生器是1948年由R·POhlman·n和W·Janovsky首先发明并应用于工业生产中，所以也称之为POhlman-Janovsky哨。液哨式声波发生器，主要有支点式和悬臂式两种类型。而支点式的簧片由四个支撑点支撑，又叫四支点簧片哨；悬臂式的簧片是一端固定，另一端可自由振动。由于支点式发生器的工作稳定性要好于悬臂式，因此，这里谈支点式液哨的相关研究。液哨式声波发生器发声的基本原理喷腔———簧片系统是液哨式声波发生器的基本振动系统，其振动过程由高速液体冲击在迎面固定的簧片上，射流因本身摆动使簧片受到激振。经实验研究表明，簧片有其本身的本征频率，射流液片也有其本身的本征频率。通过改变入射液体的压力，液体射流的流速也随之改变。当液体流片的本征频率和簧片的本征频率吻合时，液哨就生产共振，导致声波产生，而射流片除本征频率外，还存在着多次谱频。同样，簧片也存在着本征频率和多次谐频，液片与簧片间任意一次谐频的吻合都能产生共振，一般来说，二者基频吻合时，效率最高。声波防蜡、防垢的作用机理声波对油气的作用，主要表现在机械振动效应、空化效应和热力效应三个方面。机械振动效应使声介质的振幅、速度都会发生显著的变化，造成巨大的剪切应力，产生解堵、降黏、防蜡、除垢等作用，空化效应使液体中存在的微小气泡产生膨胀和收缩后所产生的局部压力可以达到数千个大气压，从而对油气产生作用，热力效应主要体现在提高原油的温度，起到降低原油黏度的作用。防垢实验的方法和流程：参照石油天然气行业标准SY/T5673-93中抑制硫酸钙垢形成标准的方法，采用挂片法在循环水箱中进行，为了便于观察实验结垢情况，以高矿化度水为工作循环液，工作液由CaCL2、2H2O和NaCL溶液及Na2SO4溶液组成，实验研究了动态和表态下的防垢率。实验结果表面，经声波作用后，挂片结垢量明显减少，防垢率提高，动态（流动管路中）的情况下，各片之间的平均除垢率为88.71%；静态情况下，各片之间的平均防垢率为88.3%。应用显微镜观察垢晶的结构发现,经声波处理后的垢晶结构强度降低,容易产生脱落和松动。声波对含蜡原油黏度的影响：以SA井的油样为例，其中含水16.0%，胶质含量5.97%,沥表质含量为0.84%，含蜡量为20.44%。经声波处理后，含蜡原油的粘度大幅度降低，说明声波降黏有特效性。同时，对25%溶蜡油进行声波处理后，在显微镜下观察，得知未处理的蜡晶结构呈现出均匀网状结构；声波处理后，蜡晶结构受到破坏，微粒结构变化小、呈均匀分布，为进一步研究和完善声波防蜡降黏技术提供了理论依据。液哨式声波发生器在油田现场应用取得良好效果，仅以引用10口井为例，下入声波发生器后，由于原油黏度的降低，使流动阻力大幅度下降，即使在产液量增加的条件下，抽油机工作电流也有较大幅度的降低，工作载荷降低，平均热洗周期由18天延长到58天，平均检泵周期由166天延长到196天，平均产液量由6.96t/d上升到9.98t/d，平均产油量由3.97t/d增加到6.31t/d。总的说来，液哨式声波发生器是非常适合在液态流体下激发声波，在油田开发中具有广泛应用前景和推广价值。利用声波的声化学作用，对注入地层的化学试剂进行乳化处理，可以有效地提高化学作用效果。利用声波的防蜡作用，将声波发生器置于结蜡严重的井中，可以有效地延长油井的结蜡周期，降低抽油机负荷，增加油井的产液量和产油量。
（信息来源：机械电子频道子站）
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