一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头

本发明属于海上油田防腐，尤其涉及一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头。

背景技术：

1、环空井筒中的管道破损问题严重影响井筒的安全、生产效率及经济效益。环空介入系统是一种用于油气井作业的技术，旨在通过环空区域进行各种操作，以增强油气生产或进行井的维护。环空介入系统使用尺寸为12mm的软管，通过井口旁通阀将该软管送入环空进行作业。环空介入软管的推送和抽取是通过外部注入头来完成的。在实际应用中，环空介入软管的下潜深度会受到井筒内部油污和压力的影响，从而严重影响其下潜深度。

2、此外，环空井筒内部的锈蚀及杂质问题，直接影响着作业的效率与安全性。因此，提前采取预防措施、实施定期监测和采用有效的清洗技术，对保障环空介入系统的正常运行和提升生产效率具有重要价值。环空介入系统井筒内部注入头添加冲刷结构，合理的水流冲刷能够有效提高封堵的效果。

3、针对目前深海油田环空介入系统深潜过程的困难，迫切需要开发一种新型的深海油井仿生注入头，克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明实施例是这样实现的，一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，包括注入头主体，所述注入头主体形状符合火箭鱿鱼几何曲线公式如下：

3、；

4、其中e为数字常数（欧拉数），定义为，e≈2.71828；

5、还包括：

6、清障型射流喷头，所述清障型射流喷头可拆卸地安装于注入头主体上，用于旋转喷射水柱及注入堵剂；

7、抛光型射流喷头，所述抛光型射流喷头可拆卸地安装于注入头主体上，用于旋转喷射水柱及注入堵剂；

8、普通型喷头，所述普通型喷头可拆卸地安装于注入头主体上，用于注入堵剂；

9、射流喷嘴，所述射流喷嘴安装于清障型射流喷头和抛光型射流喷头上，用于将水流注射到环空井筒内部进行清理。

10、进一步的技术方案，所述注入头主体的表面通过激光雕刻有深度为150μm，间距为550μm的纹路，纹路表面喷涂有树脂颗粒，并在外层喷涂氟硅改性二氧化硅。

11、进一步的技术方案，所述清障型射流喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，所述清障型射流喷头表面设置有七个用于安装射流喷嘴的安装孔，其中，靠近尾端处沿圆周等分布四个，靠近尖端处沿圆周等分布三个；

12、正前方投影情况下，靠近尾端的安装孔与圆心坐标夹角为90°，靠近尖端的安装孔与圆心坐标夹角为120°；

13、切面投影情况下，靠近尾端的安装孔中心线与水平线夹角为45°，靠近尖端的安装孔中心线与水平线夹角为35°；

14、所述清障型射流喷头的尖端留有直径为3mm的注入孔。

15、进一步的技术方案，所述抛光型射流喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，所述抛光型射流喷头表面设置有七个用于安装射流喷嘴的安装孔，其中，靠近尾端处沿圆周等分布四个，靠近尖端处沿圆周等分布三个；

16、正前方投影情况下，靠近尾端的安装孔与圆心坐标夹角为90°，靠近尖端的安装孔与圆心坐标夹角为120°；

17、切面投影情况下，靠近尾端的安装孔中心线与水平线夹角为80°，靠近尖端的安装孔与安装孔中心线与水平线夹角为80°；

18、所述抛光型射流喷头的尖端留有直径为3mm的注入孔。

19、进一步的技术方案，所述普通型喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，其尖端留有直径为3mm的注入孔。

20、进一步的技术方案，所述射流喷嘴通过螺纹结构与清障型射流喷头和抛光型射流喷头配合连接，射流孔直径为1mm。

21、本发明实施例提供的一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其有益效果如下：

22、（1）通过仿生火箭鱿鱼几何外形和表面纹理特性，构建井内注入头基本结构，达到井内下潜过程中的减阻技术要求；在此基础上，利用树脂颗粒进行表面镀层，再喷涂氟硅改性二氧化硅，表面达到疏水疏油的要求，降低下潜过程阻力，提高下潜深度，避免形成原电池及化学反应导致作业效果变差，保护环空井筒与海水；

23、（2）采用清障型射流喷头、抛光型射流喷头及普通喷头替换使用，实现满足不同工作条件的要求，通过陶瓷轴承安装在注入头主体上，可以有效提高使用寿命，提高堵剂注入效率。

技术特征：

1.一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，包括注入头主体，所述注入头主体形状符合火箭鱿鱼几何曲线公式如下：

2.根据权利要求1所述的基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，所述注入头主体的表面通过激光雕刻有深度为150μm，间距为550μm的纹路，纹路表面喷涂有树脂颗粒，并在外层喷涂氟硅改性二氧化硅。

3.根据权利要求2所述的基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，所述清障型射流喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，所述清障型射流喷头表面设置有七个用于安装射流喷嘴的安装孔，其中，靠近尾端处沿圆周等分布四个，靠近尖端处沿圆周等分布三个；

4.根据权利要求2所述的基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，所述抛光型射流喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，所述抛光型射流喷头表面设置有七个用于安装射流喷嘴的安装孔，其中，靠近尾端处沿圆周等分布四个，靠近尖端处沿圆周等分布三个；

5.根据权利要求2所述的基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，所述普通型喷头通过陶瓷轴承安装于注入头主体上，其尖端留有直径为3mm的注入孔。

6.根据权利要求1所述的基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，其特征在于，所述射流喷嘴通过螺纹结构与清障型射流喷头和抛光型射流喷头配合连接，射流孔直径为1mm。

技术总结
本发明适用于海上油田防腐技术领域，提供了一种基于火箭鱿鱼的深海油井仿生注入头，包括注入头主体，还包括可拆卸地安装于注入头主体上的清障型射流喷头、抛光型射流喷头以及普通型喷头，所述清障型射流喷头和抛光型射流喷头以及普通型喷头上均安装有射流喷嘴。通过仿生火箭鱿鱼几何外形和表面纹理特性，构建井内注入头基本结构，达到井内下潜过程中的减阻技术要求。同时，采用清障型射流喷头、抛光型射流喷头及普通喷头替换使用，实现满足不同工作条件的要求，通过陶瓷轴承安装在注入头主体上，可以有效提高使用寿命，提高堵剂注入效率。

技术研发人员：于亚军,赵慧艳,李良山,王宁,马琦,杨国令
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5