[發明專利]低壓氣井采集用發動機空冷器

在審

• 申請號: 201510575038.6
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105066741A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 王開蓉;黃建軍
• 申請（專利權）人: 成都正升能源技術開發有限公司
• 主分類號: F28D7/08
• 分類號: F28D7/08;F28F1/36;F28F13/14;F28F13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種空冷器，具體是指低壓氣井采集用發動機空冷器。

背景技術

隨著油田開發的不斷深入，部分油田出現異常低壓，給修井帶來一定困難，部分氣井低壓開采，出砂掩埋地層而無法及時清理，使得氣井的產量降低甚至停產。在沒有外在能量的補充情況下實施井下作業，修井液對地層的污染越來越嚴重，使得作用后排液周期不斷延長。并且，在氣井低壓開采過程中，氣井采集的驅動設備—發動機的功耗要大大超出正常工況下的功耗，即導致發動機轉軸部分在工作一定時間后產生大量的熱能，為保證其正常工作，即需要對轉軸進行持續降溫。現有技術中的降溫處理，通常采用水冷器，即將發動機轉軸的冷卻介質注入水冷器中，利用高溫的冷卻介質與水冷器中的冷卻液進行熱交換，以實現對發動機轉軸的持續降溫。但是，由于降溫過程的持續進行，其消耗的冷卻液數量巨大，即使用成本大大增加，并且在水冷器中很容易出現局部高溫、換熱效率低等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供低壓氣井采集用發動機空冷器，克服現有技術中水冷降溫的高成本缺陷，同時提高發動機冷卻介質與冷卻液之間的換熱效率。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

低壓氣井采集用發動機空冷器，包括內部中空的箱體，在所述箱體內安裝有彎曲的換熱管，箱體一端開有兩個通孔，在所述箱體側壁上安裝有至少兩個并排的分隔板，在所述箱體另一側壁上固定多個與分隔板交錯設置的隔熱板，所述隔熱板以及分隔板的三個側邊均與箱體內壁連接且形成一個迂回的供換熱管放置的通道。本發明工作時，先向箱體端面上其中一個通孔內注入空氣，直至在箱體內換熱管的部分完全被空氣所覆蓋，然后將發動機的冷卻介質直接由與注入空氣的通孔同側的換熱管一端注入，高溫的冷卻介質在彎曲的換熱管內與迂回的通道內的空氣進行快速的熱量交換，使得在換熱管另一端輸出的冷卻介質溫度降低至正常溫度，而與傳統的水冷器中的水作為冷卻介質，空氣的產量巨大，并且成本低廉，可有效減小發動機持續降溫過程中的冷卻介質損耗，降低使用成本。

其中，換熱管并未采用多管狀或是螺旋管狀，直接使用蛇形的彎曲迂回狀，即由多個豎直部與多個彎曲部組成，在保證對高溫的發動機冷卻介質足夠降溫行程的同時，減小空冷器的占用空間；并且，分隔板的三個側邊分別與箱體內壁連接，而剩余的一邊則與箱體內壁之間間隔一段距離，該間距可容納換熱管一側的彎曲部，同理隔熱板的三個側邊分別與箱體內壁連接，剩余一邊與箱體內壁之間擁有間距，而該間距可容納換熱管另一側的彎曲部，進而使得換熱管的每一個豎直部之間相互隔離開，即換熱管各局部分別位于不同的熱交換區域內，而換熱管的溫度由其輸入端至輸出端之間的溫度為遞減狀態，而空氣由其輸入的通孔至輸出的通孔之間的溫度為遞增狀態，通過不同的熱交換區域，避免相鄰的兩個熱交換區域之間相互影響，降低換熱管出現局部溫度集中的現象發生幾率，使得換熱管管內的高溫冷卻介質與換熱管管外的空氣之間的換熱效率達到最佳。

在所述換熱管外圓周壁上設置有沿其軸線旋轉的翅片，且所述翅片在沿換熱管的軸線方向開有多個導流通道。換熱管外壁上的翅片主要起到快速導熱的作用，而傳統的翅片通常采用薄片狀的環狀突起，且沿換熱管的徑向設置，但是該種翅片在導熱的同時，其徑向設置在換熱管上，直接與空氣的流動方向垂直，增加了空氣在迂回的降溫通道內的流動速度，并且沿翅片傳導的熱量容易在相鄰的兩個翅片之間的間隙內聚集，與空氣一起形成渦流，該渦流的存續時間較長，嚴重影響了換熱管的換熱效率；本發明將換熱管上的翅片設置為沿換熱管軸線旋轉纏繞狀，使得翅片與空氣的流動方向不處于處置狀態，進而提高空氣的流動速度，同時在翅片上沿換熱管的軸線方向開設有多個導流通道，導流道即在翅片上開設的沿換熱管軸線方向并排設置的缺口，導流通道主要用于將相鄰的翅片局部之間形成的渦流破壞，即在渦流形成之前便將相鄰的翅片局部之間產生的熱量由導流通道帶走，進而保證換熱管的換熱效率。

多個所述導流通道呈環形且陣列分布在所述換熱管的外壁上。作為優選，將多個導流通道均勻分布在換熱管的外壁上，方便空氣快速將換熱管外壁以及翅片上的熱量徹底帶走，進一步提高裝置的換熱效率。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明中換熱管各局部分別位于不同的熱交換區域內，而換熱管的溫度由其輸入端至輸出端之間的溫度為遞減狀態，而空氣由其輸入的通孔至輸出的通孔之間的溫度為遞增狀態，通過不同的熱交換區域，避免相鄰的兩個熱交換區域之間相互影響，降低換熱管出現局部溫度集中的現象發生幾率，使得換熱管管內的高溫冷卻介質與換熱管管外的空氣之間的換熱效率達到最佳；