[發明專利]超聲波霧化短節裝置

有效

• 申請號: 201710516699.0
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107083941B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 秦連升;杜堅;靳濤;羅賓;仇芝;劉可薇;任娟;曹詩詠;趙丹丹
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;F17D1/02;B05B17/06
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本發明涉及一種超聲波霧化短節裝置，該裝置安裝于天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段，包括：積水槽、超聲波換能器和卡接模塊；積水槽設置于超聲波霧化短節裝置內，用于容置聚積于天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段不能被天然氣氣流攜帶走的積水；超聲波換能器，沿積水槽底部均勻分布，用于通過功率超聲的空化作用將積水槽中的積水霧化成微小霧滴，以使微小霧滴在天然氣氣流的攜帶下排出天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段；卡接模塊，用于將第一管道和第二管道相連接，或者將第三管道和第四管道相連接。由此，可以保證天然氣井的正常生產和防止集輸管道凹陷段因積水而影響天然氣的正常輸送。

技術領域

本申請涉及霧化領域，尤其涉及一種超聲波霧化短節裝置。

背景技術

在天然氣生產中，天然氣從氣井底部經采氣管采出，經過降壓并進行分離除塵除液處理之后，再由集氣支線、集氣干線輸送至天然氣處理廠或長輸管道首站，完成這一過程的系統稱為氣田集輸系統。當天然氣中含有H₂S、H₂O時，就需經過天然氣處理廠進行脫硫、脫水處理，然后輸至長輸管道首站。目前天然氣氣井和長距離集輸管道中凹陷段積水嚴重影響了天然氣的正常生產和集輸。

在實際生活中，可以利用超聲波對液體進行霧化，在利用超聲波對液體進行霧化時，功率超聲的空化作用發生了一定的效應。功率超聲的空化作用定義如下：它是指存在于液體之中的微氣核空化泡在聲波的作用下產生振動，當它周圍的聲壓達到所要求的數值的時候就會形成小氣泡的生長與崩潰的動力學過程。液體的超聲波效應主動力是功率超聲的空化作用，空化是一個非常復雜的物理過程，即存在于液體當中的一些微小的泡核由于超聲波的振動作用使之被激活，這一過程主要是泡核的生長、收縮直至崩潰等復雜的動力學過程，它可看作是首先聚積起超聲場的能量然后瞬間釋放出來的過程。功率超聲的空化效應引起的局部產生瞬間的高溫和高壓、沖擊波等對液體的媒介能夠產生一定效應。

現有技術中，在天然氣井井底，采用功率超聲控制單元為霧化單元，以使井底積水霧化，霧化后的霧滴隨天然氣流排出，但是由于功率超聲控制單元在地面需較長電纜為井下霧化單元供電，因此，其電能損耗較大，而且由于氣井深度的限制，霧化后的霧滴在采氣管近井口段由于動力不足，會有部分霧滴凝聚一起向井筒回落，影響了攜液效率；而由氣田提供的資料表明，采出的天然氣在集輸管道輸送過程中，在凹陷管道段容易產生積水，且積水的位置比較明確，但用當前使用的方式不能從根本上解決積水現象的發生。

發明內容

本申請提供了一種超聲波霧化短節裝置，以解決現有技術中無法解決的天然氣井采氣管近井口段因天然氣氣流攜液動力不足、液滴向井底回落的問題，以及從根本上解決集輸管道凹陷段積水的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種超聲波霧化短節裝置，所述超聲波霧化短節裝置安裝于天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段，所述超聲波霧化短節裝置包括：積水槽、超聲波換能器和卡接模塊；

所述積水槽，設置于所述超聲波霧化短節裝置內，用于容置聚積于天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段不能被天然氣流攜帶走的積水；

所述超聲波換能器，沿積水槽底部均勻分布，構成超聲波換能器陣列，所述超聲波換能器用于通過功率超聲的空化作用將積水槽中的積水霧化成微小霧滴，以使所述微小霧滴在天然氣流的攜帶下排出天然氣井采氣管近井口段和/或集輸管道凹陷段；

所述卡接模塊，包括第一卡接模塊和/或第二卡接模塊，所述第一卡接模塊設置在天然氣井采氣管近井口段的所述超聲波霧化短節裝置的兩端，用于將第一管道和第二管道相連接，所述第二卡接模塊設置在集輸管道凹陷段的所述超聲波霧化短節裝置的兩端，用于將第三管道和第四管道相連接。

在一種可能的實現方式中，所述超聲波霧化短節裝置還包括：傳輸電纜；

所述傳輸電纜分別和供電及霧化控制單元、所述超聲波換能器相連接，供電及霧化控制單元通過所述傳輸電纜為所述超聲波換能器供電。