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一種水氣井快速開采裝置的制造方法

文檔序號:8976002閱讀:185來源:國知局
一種水氣井快速開采裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及井下采氣領(lǐng)域,具體是指一種水氣井快速開采裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在國內(nèi)多數(shù)氣井中都會(huì)不同程度的在井底出現(xiàn)積水,對于存在底水或是邊水的氣井,在開采過程中液氣比將逐漸增高,如果不及時(shí)調(diào)整液氣比或者井底積液不及時(shí)排除井口,這會(huì)導(dǎo)致氣井的正常生產(chǎn),甚至將氣井淹死而導(dǎo)致停產(chǎn),因此正確預(yù)測氣井在不同程度含液量下的舉升能力根據(jù)氣井的實(shí)際情況選擇合適氣井的排水采氣工藝具有重要的實(shí)際意義。
[0003]氣井井底剛開始出現(xiàn)少量積液時(shí)井筒內(nèi)的液體可以被氣體利用自身的上升力帶出井筒,氣井還能正常生產(chǎn),這時(shí)氣井氣流的最流流速稱為氣井?dāng)y液臨界流速,對應(yīng)的氣體流量稱為氣井?dāng)y液臨界流量;當(dāng)井筒內(nèi)氣體的實(shí)際流速小于臨界流速時(shí),氣流就不能將井內(nèi)液體利用自身的上升力帶出井口。而現(xiàn)有技術(shù)中,通常采用直射噴嘴,液體經(jīng)過加壓后獲得較大的動(dòng)能,經(jīng)過噴嘴后液體將以很大的速度噴射出去,在液體表面張力、粘性及空氣阻力相互作用下,液體由滴落、平滑流、波狀流向噴霧流逐漸轉(zhuǎn)變,最后方便實(shí)現(xiàn)氣液的兩相分離;但是由于直射噴嘴中排出的水流具有表面張力,因此在液體轉(zhuǎn)變?yōu)閲婌F流的過程中,需不斷向井下加壓才能滿足液體在噴射出時(shí)具有很高的速度與周圍空氣發(fā)生摩擦而分離霧化,然后井下的氣壓越高,采氣時(shí)所面臨的安全可靠度越低,極易引發(fā)安全事故。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種水氣井快速開采裝置,方便氣液快速的自主上升排出井外,同時(shí)達(dá)到提高采氣安全可靠度的目的。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種水氣井快速開采裝置,包括固定在套管內(nèi)的封隔器以及固定筒,在所述套管的上端依次連接有預(yù)存腔體、汽水分離器和水池,在所述固定筒上螺紋連接有噴嘴,所述噴嘴包括噴嘴內(nèi)芯以及套設(shè)在噴嘴內(nèi)芯外的噴嘴外殼,噴嘴外殼的端部設(shè)有噴流孔,在所述噴嘴內(nèi)芯一端設(shè)置內(nèi)圓錐面,且所述內(nèi)圓錐面與噴嘴外殼的內(nèi)壁形成進(jìn)氣腔體,噴嘴內(nèi)芯另一端開有正對噴流孔的通孔,通孔內(nèi)壁上安裝有多個(gè)旋流葉片,且通孔與噴嘴內(nèi)芯的內(nèi)壁形成旋流腔體。在對具有一定含水量的氣井的開采過程中,套管置于地底的氣層,通過封隔器將套管上端與其下端隔絕,向氣井內(nèi)注入壓力推動(dòng)封隔器打開使得套管上下端連通,而固定筒上安裝噴嘴,在壓力的壓迫下井內(nèi)的氣液兩相混合物則通過噴嘴噴射入預(yù)存腔體,且預(yù)存腔體與汽水分離器、水池依次連接,即氣液混合物在被噴嘴噴射至預(yù)存腔體后直接由汽水分離器進(jìn)行氣液兩相的分離,分離出的氣體被排出至儲(chǔ)氣罐等收集裝置,而分離出的水分則排至水池中;
[0007]當(dāng)氣井內(nèi)的氣液兩相混合物在井內(nèi)壓力的推動(dòng)下開始上升,氣液混合物進(jìn)入到進(jìn)氣腔體內(nèi)后經(jīng)過內(nèi)圓錐面對其進(jìn)行體積壓縮,進(jìn)而提高氣液混合物的流動(dòng)速度,在氣液混合物進(jìn)入旋流腔體時(shí),流體與旋流葉片相互接觸,通過旋流葉片將流體帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),最后利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將氣液混合物從噴流孔中甩出;當(dāng)氣液混合物的流量很小時(shí),離心力大于液體表面張力時(shí),由噴流孔中甩出的為尺寸較大的大液滴,此時(shí)液體直接分裂成液滴;當(dāng)流量增大時(shí),液體被旋轉(zhuǎn)分裂成數(shù)量較多的絲狀射流,液體的流態(tài)極不穩(wěn)定,液體離開旋轉(zhuǎn)葉片末端并由噴流孔噴出一段距離后,直接與空氣發(fā)生摩擦作用而分離成小液滴,形成絲狀分裂液滴,當(dāng)流量繼續(xù)增大時(shí),液絲相互連接成液膜,隨著液膜向外擴(kuò)展成更薄的液膜,并以很高的速度與周圍的空氣發(fā)生摩擦而分離霧化,由薄膜狀分裂成液滴,使得在噴流孔噴出霧狀的氣液混合物,同時(shí)在正常使用的工作壓力下將氣井內(nèi)的氣液兩相抽取出,以方便后期的氣液分離工序。
[0008]進(jìn)一步地,所述噴嘴內(nèi)芯的端部設(shè)有環(huán)形凹槽,且所述旋流腔體通過圓孔與環(huán)形凹槽連通。環(huán)形凹槽與噴嘴外殼的內(nèi)壁之間形成環(huán)空,氣液混合物在即將通過旋流葉片時(shí)經(jīng)過圓孔進(jìn)入到環(huán)空內(nèi),在一定程度上減弱了氣液混合物在旋流腔體靠近其內(nèi)壁部分的流層運(yùn)動(dòng)速度,避免氣液混合物直接對旋流葉片造成沖擊,防止旋流葉片局部受損后影響流體的旋轉(zhuǎn),提高噴流孔內(nèi)氣液混合物的霧化效果。
[0009]進(jìn)一步地,多個(gè)所述旋流葉片呈環(huán)形且陣列轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在內(nèi)壁上,相鄰的兩個(gè)旋流葉片與通孔軸心所形成的夾角為α,且α為72°或是90°或是120°。針對旋流腔體內(nèi)的氣液混合物的流動(dòng)速度,旋流葉片能夠隨液體的運(yùn)動(dòng)而自由擺動(dòng),以調(diào)節(jié)液體離心力的大小和方向,進(jìn)而保證在噴流孔排出的氣液混合物位霧狀;并且作為優(yōu)選,將相鄰的兩個(gè)旋流葉片與通孔軸心所形成的夾角設(shè)置成72°或是90°或是120°,即采用3個(gè)或是4個(gè)又或是5個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在通孔內(nèi)壁上,充分利用旋流葉片對流體的調(diào)節(jié)性能,保證高速運(yùn)動(dòng)的流體在噴流孔內(nèi)形成霧狀小液滴,方便井上作用中氣液的分離以及井下氣液兩相的持續(xù)上升。
[0010]進(jìn)一步地,還包括開設(shè)在噴嘴外殼端部的擴(kuò)散孔,所述擴(kuò)散孔與噴流孔的出氣端連通。由噴流孔射出的霧狀液滴擴(kuò)散范圍較大,不利于井上作業(yè)對霧狀液滴的收集,與噴流孔連通的擴(kuò)散孔可對輻射噴出的霧狀液滴進(jìn)行收攏聚集,使之直接進(jìn)入井上裝置中的容納腔中。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0012]1、本實(shí)用新型當(dāng)流量繼續(xù)增大時(shí),液絲相互連接成液膜,隨著液膜向外擴(kuò)展成更薄的液膜,并以很高的速度與周圍的空氣發(fā)生摩擦而分離霧化,由薄膜狀分裂成液滴,使得在噴流孔噴出霧狀的氣液混合物,同時(shí)在正常使用的工作壓力下將氣井內(nèi)的氣液兩相抽取出,以方便后期的氣液分離工序;
[0013]2、本實(shí)用新型的環(huán)形凹槽與噴嘴外殼的內(nèi)壁之間形成環(huán)空,氣液混合物在即將通過旋流葉片時(shí)經(jīng)過圓孔進(jìn)入到環(huán)空內(nèi),在一定程度上減弱了氣液混合物在旋流腔體靠近其內(nèi)壁部分的流層運(yùn)動(dòng)速度,避免氣液混合物直接對旋流葉片造成沖擊,防止旋流葉片局部受損后影響流體的旋轉(zhuǎn),提高噴流孔內(nèi)氣液混合物的霧化效果;
[0014]3、本實(shí)用新型將相鄰的兩個(gè)旋流葉片與通孔軸心所形成的夾角設(shè)置成72°或是90°或是120°,即采用3個(gè)或是4個(gè)又或是5個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在通孔內(nèi)壁上,充分利用旋流葉片對流體的調(diào)節(jié)性能,保證高速運(yùn)動(dòng)的流體在噴流孔內(nèi)形成霧狀小液滴,方便井上作用中氣液的分離以及井下氣液兩相的持續(xù)上升。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,并不構(gòu)成對本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0016]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖2為噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖3為噴嘴內(nèi)芯的截面圖;
[0019]圖4為喂'嘴外殼的結(jié)構(gòu)不意圖;
[0020]圖5為噴嘴內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
[0022]1-噴嘴外殼、2-進(jìn)氣腔體、3-內(nèi)圓錐面
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