[實(shí)用新型]一種井下采氣用旋流霧化噴嘴

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520171543.X
• 申請(qǐng)日: 2015-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN204620253U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚正懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都來寶石油設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B05B1/34
• 分類號(hào): B05B1/34;B05B3/08;E21B43/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及井下采氣領(lǐng)域，具體是指一種井下采氣用旋流霧化噴嘴。

背景技術(shù)

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(duì)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(cè)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。

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(duì)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

本實(shí)用新型的目的在于提供一種井下采氣用旋流霧化噴嘴，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。

本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種井下采氣用旋流霧化噴嘴，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(duì)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。將噴嘴固定在氣井的出氣端，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(duì)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。

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(duì)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。

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(duì)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(duì)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。

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(duì)霧狀液滴的收集，與噴流孔連通的擴(kuò)散孔可對(duì)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。

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：