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井下低频振动采油技术是一种新型的三次采油方法。它对于解决油层堵塞、原油流动困难等问题具有良好的应用前景。振动器作为该技术的重要组成部分,它的工作特性对于振动采油应用具有重要的影响。
本文就XAPJ-1井下低频水力振动器的水动力学特征进行了研究。根据振动器的实际工作情况,本文建立了定量描述单个及多个XAPJ-1振动器运动的数学模型;完成了确定振动器最大允许流量和评价串联振动器相互影响的计算方法。同时给出了脉冲波场下地层不稳定渗流微分方程。
利用上述模型和方法,本文计算了不同施工工艺参数和振动器参数条件下XAPJ-1振动器的运动状况,认为流体流量、振动器泄流孔高度、大小、形状以及振动器管径等因素对振动器频率、水功率以及射流冲击力有显著影响,并确定了上述各参数间的变化关系;通过计算多个振动器串联下的压力传播状态,推荐出了振动器串联工作时的最佳施工参数;并在胜利油田现场应用,取得了良好的施工效果。同时本文还定量的描述了振动器所输出的脉冲波在地层的传播特性,对比了脉冲波及谐振波的波动效果,认为在相同振幅下,谐振波动要优于脉冲波动。
上述工作的完成解决了目前现场施工过程中没有理论数据仅凭经验施工的现状,同时对未来水力振动器的设计提出了优化方向,为今后的振动采油工艺的发展提供了理论参考。