[發明專利]一種氣藏用采氣系統

在審

• 申請號: 201710983358.4
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107701152A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 陳磊
• 申請（專利權）人: 陳磊
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及井下采氣領域，具體是指一種氣藏用采氣系統。

背景技術

氣井井底剛開始出現少量積液時井筒內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，這時氣井氣流的最流流速稱為氣井攜液臨界流速，對應的氣體流量稱為氣井攜液臨界流量；當井筒內氣體的實際流速小于臨界流速時，氣流就不能將井內液體利用自身的上升力帶出井口。而現有技術中，通常采用直射噴嘴，液體經過加壓后獲得較大的動能，經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變，最后方便實現氣液的兩相分離；但是由于直射噴嘴中排出的水流具有表面張力，因此在液體轉變為噴霧流的過程中，需不斷向井下加壓才能滿足液體在噴射出時具有很高的速度與周圍空氣發生摩擦而分離霧化，然后井下的氣壓越高，采氣時所面臨的安全可靠度越低，極易引發安全事故。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣藏用采氣系統，達到提高采氣安全可靠度的目的。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種氣藏用采氣系統，包括固定在套管內的封隔器以及固定筒，在所述套管的上端依次連接有預存腔體、汽水分離器和水倉，在所述固定筒上螺紋連接有噴嘴，所述噴嘴包括芯體以及套設在芯體外的殼體，殼體的端部設有噴流孔，在所述芯體一端設置內圓錐面，且所述內圓錐面與殼體的內壁形成進氣腔體，芯體另一端開有正對噴流孔的通孔，通孔內壁上安裝有多個旋流葉片，且通孔與芯體的內壁形成旋流腔體。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，向氣井內注入壓力推動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的氣液兩相混合物則通過噴嘴噴射入預存腔體，且預存腔體與汽水分離器、水倉依次連接，即氣液混合物在被噴嘴噴射至預存腔體后直接由汽水分離器進行氣液兩相的分離，分離出的氣體被排出至儲氣罐等收集裝置，而分離出的水分則排至水倉中；

當氣井內的氣液兩相混合物在井內壓力的推動下開始上升，氣液混合物進入到進氣腔體內后經過內圓錐面對其進行體積壓縮，進而提高氣液混合物的流動速度，在氣液混合物進入旋流腔體時，流體與旋流葉片相互接觸，通過旋流葉片將流體帶動旋轉，最后利用旋轉產生的離心力將氣液混合物從噴流孔中甩出；當氣液混合物的流量很小時，離心力大于液體表面張力時，由噴流孔中甩出的為尺寸較大的大液滴，此時液體直接分裂成液滴；當流量增大時，液體被旋轉分裂成數量較多的絲狀射流，液體的流態極不穩定，液體離開旋轉葉片末端并由噴流孔噴出一段距離后，直接與空氣發生摩擦作用而分離成小液滴，形成絲狀分裂液滴，當流量繼續增大時，液絲相互連接成液膜，隨著液膜向外擴展成更薄的液膜，并以很高的速度與周圍的空氣發生摩擦而分離霧化，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，同時在正常使用的工作壓力下將氣井內的氣液兩相抽取出，以方便后期的氣液分離工序。

進一步地，所述芯體的端部設有環形凹槽，且所述旋流腔體通過圓孔與環形凹槽連通。環形凹槽與殼體的內壁之間形成環空，氣液混合物在即將通過旋流葉片時經過圓孔進入到環空內，在一定程度上減弱了氣液混合物在旋流腔體靠近其內壁部分的流層運動速度，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，提高噴流孔內氣液混合物的霧化效果。

進一步地，多個所述旋流葉片呈環形且陣列轉動設置在內壁上，相鄰的兩個旋流葉片與通孔軸心所形成的夾角為B，且B為85°。針對旋流腔體內的氣液混合物的流動速度，旋流葉片能夠隨液體的運動而自由擺動，以調節液體離心力的大小和方向，進而保證在噴流孔排出的氣液混合物位霧狀；并且作為優選，將相鄰的兩個旋流葉片與通孔軸心所形成的夾角設置成85°，即采用3個或是4個又或是5個旋轉葉片轉動設置在通孔內壁上，充分利用旋流葉片對流體的調節性能，保證高速運動的流體在噴流孔內形成霧狀小液滴，方便井上作用中氣液的分離以及井下氣液兩相的持續上升。

進一步地，還包括開設在殼體端部的擴散孔，所述擴散孔與噴流孔的出氣端連通。由噴流孔射出的霧狀液滴擴散范圍較大，不利于井上作業對霧狀液滴的收集，與噴流孔連通的擴散孔可對輻射噴出的霧狀液滴進行收攏聚集，使之直接進入井上裝置中的容納腔中。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：