[發明專利]強化混合的氣液兩相混合裝置

有效

• 申請號: 201710720156.0
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107335348B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 譚磊;楊昌磊;李君妍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01F3/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種強化混合的氣液兩相混合裝置，包括：液相管，所述液相管具有液相入口和液相出口；氣相主管，所述氣相主管圍繞所述液相管的中心軸線設置且具有氣相入口和多個氣相出口；多個氣相支管，每個所述氣相支管分別與所述液相管和所述氣相出口連通且沿所述液相管的徑向延伸。根據本發明的強化混合的氣液兩相混合裝置，可以保證氣液混合均勻。

技術領域

本發明涉及流體機械技術領域，具體而言，涉及一種強化混合的氣液兩相混合裝置。

背景技術

在對于諸如石油、天然氣等油田、氣田的開采中，特別是邊界油田、衛星油田以及海洋油氣田，大多采用油氣分開輸送的方式對開采出來的資源進行輸送。但是，用于分離油氣的分離器和分別輸送油氣的管道系統增加了投資運營成本。為此，相關技術中采用油氣混輸泵對油氣進行混合輸送。而油氣混輸技術的核心就在于如何使油氣混合均勻。

在油氣混合時，常常會因為氣體與液體之間的相互作用而形成空泡。隨著空泡體積分數的不斷增加，混合的油氣可能形成泡狀流、塊狀流、環狀流、霧狀流、段塞流等多種形態。若氣泡過大，會干擾甚至阻塞油氣的流動，導致混輸泵軸上的載荷大幅度變化，混輸泵運行不穩定且效率降低，產生斷流和機械故障。

目前，混輸泵進口處的氣液混合裝置主要采用氣流軸向混入液體的方式，然而當氣流在流體中射流時，可能會造成射流錐交叉而產生局部氣囊，從而造成氣塞，不利于油氣的均勻混合。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種強化混合的氣液兩相混合裝置，所述強化混合的氣液兩相混合裝置可以保證氣液混合均勻。

根據本發明實施例的強化混合的氣液兩相混合裝置，包括：液相管，所述液相管具有液相入口和液相出口；氣相主管，所述氣相主管圍繞所述液相管的中心軸線設置且具有氣相入口和多個氣相出口；多個氣相支管，每個所述氣相支管分別與所述液相管和所述氣相出口連通且沿所述液相管的徑向延伸。

根據本發明實施例的強化混合的氣液兩相混合裝置，可以保證氣液混合均勻。

另外，根據本發明實施例的強化混合的氣液兩相混合裝置還具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一些實施例，在所述液相管的軸向上，所述氣相入口和多個所述氣相出口均位于所述液相入口和所述液相出口之間。

根據本發明的一些實施例，所述氣相主管在從所述液相出口至所述液相入口的方向上由所述氣相入口沿所述液相管的周向螺旋延伸。

進一步地，所述氣相主管的中心軸線被構造成螺旋線，所述螺旋線的包角θ為315°，所述螺旋線的半徑為r，在以所述液相管的中心軸線上的點為坐標原點建立的坐標系中，r滿足以下關系：其中，r₀為所述螺旋線在所述氣相入口處的半徑，0°＜θ＜315°。

根據本發明的一些實施例，所述氣相主管被構造成流通截面的直徑在從所述液相出口至所述液相入口的方向上逐漸減小且使每個所述氣相支管內的流量相等的變徑管。

進一步地，Z個所述氣相支管在從所述液相出口至所述液相入口的方向上順次排列，所述氣相主管的與第一個所述氣相支管的中心軸線相交的流通截面的直徑為D₁，所述氣相主管的與第n個所述支管的中心軸線相交的流通截面的直徑為D_n，D_n滿足以下關系：其中，n＝1,2,3……Z。

根據本發明的一些實施例，多個所述氣相出口沿所述液相管的周向間隔設置，相鄰兩個所述氣相出口沿所述液相管的軸向間隔開。

根據本發明的一些實施例，所述氣相主管的兩端均敞開以形成所述氣相入口和多個所述氣相出口中的一個所述氣相出口，多個所述氣相出口中的其余個所述氣相出口分別設于所述氣相主管的管壁。