[發明專利]一種多功能靜態引射裝置

在審

• 申請號: 201810322024.7
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108443239A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉培啟;胡大鵬;李想;王澤武;朱徹;于洋;閻琨;范海貴
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F04F5/00
• 分類號: F04F5/00;F04F5/44
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 花向陽;楊翠翠

一種多功能靜態引射裝置，屬于利用高壓流體引射低壓流體的技術領域。這種多功能靜態引射器通過增加低壓流體股數的方式增加低壓流體入口的壓力等級數量，減少低壓流體入口處的能量損失，提高非常規天然氣的集輸效率，降低集輸成本。通過軸向流動和旋流使不同流體在混合時實現了軸向和環向的動量交換，與傳統引射器單一方向動量交換相比，流體的混合效果更好。靜態旋流葉片自身的形狀使流經其的軸向流動流體自身產生旋流，無需外加輔助動力提供裝置，而且通過更換不同旋流葉片可以實現自身性能的調整。為滿足更多工況的需求，引射器自身可以通過管路和部件的調整，切換至傳統速度型引射或旋流型引射完成對單股流體的引射。

技術領域

本發明涉及一種多功能靜態引射裝置，屬于利用高壓流體引射低壓流體的技術領域。

背景技術

煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣，其開發利用既能產生巨大的經濟效益，還有利于安全和環境保護，但也具有一定的瓶頸難題。目前，我國大部分煤層氣單井產氣量較小，而頁巖氣氣井氣量較大但衰減較快。據統計，數百口、上千口井規模的區塊，單井平均日產量低于800立方米，甚至低于500立方米。有的區塊氣井初期產量較高，但在1-3年內，單井平均日產量下降到只有幾百立方米。由于快速衰減區塊和低產區塊在已經開發階段的非常規天然氣區塊中占比大，能否合理利用不同氣井自身的壓力能實現非常規天然氣的高效集輸，是制約該產業的關鍵問題。

傳統引射器屬于速度型引射，依靠高速流動的流體壓力低的特點實現單股高壓流體抽吸單股低壓流體的目的，適用工況范圍較小，需要針對不同井口的實際工況設計相應的引射器，這對單井產量小的非常規天然氣來說無疑增加了開采成本，無法滿足低成本開發的需求。利用單臺引射器對多個低壓井口的非常規天然氣進行集輸，由于不同低壓氣井之間壓力存在較大差異，只能針對壓力等級最低的井口進行集輸管路的設計，其余氣井由于壓力高于集輸管路壓力等級，在入口造成的能量損失較大，無法實現高效集輸。因此，傳統引射器在煤層氣和頁巖氣等非常規天然氣集輸領域規?；褂檬艿搅讼拗?。

專利號為2015102865890的動態強旋流引射器專利，提出依靠旋流形成的低壓實現抽吸單股低壓氣體的功能。專利號為201710278955.7的環縫引射器專利，依靠圓環狀高速氣流形成的真空環境實現抽吸單股低壓氣體的功能。這些引射裝置的核心都是利用單股高壓流體引射單股低壓流體，無法考慮不同壓力等級集輸氣體自身壓力能的合理利用，造成一定的能量損失。雖然通過串聯多個引射裝置可解決該問題，但設備和管路復雜、成本上升，不能滿足非常規天然氣的低成本集輸的需要，因此，研發單股高壓流體引射多股低壓流體的多功能引射裝置具有較好的應用價值。

發明內容

本發明一種多功能靜態引射裝置，在保留傳統靜態引射器對單股流體的引射功能的前提下，對壓力等級不同的低壓流體采用壓力分級的方法，使不同壓力的低壓流體通過對應其壓力等級的集輸管路進入設備，可避免低壓流體流經集輸管路時由于自身壓力高于管路壓力等級造成的壓力能損失，提高非常規天然氣的集輸效率，降低引射裝置的開發成本。多股壓力等級不同的低壓流體被一股高壓流體或其與低壓流體的混合流體的軸向高速流動和高速旋流形成的低壓區吸入設備并進行能量交換，實現單股高壓流體引射多股低壓流體的功能。該多功能靜態引射裝置單臺設備可實現多臺傳統引射器并聯的功能，避免了多種壓力等級氣體引射過程中的管路工藝復雜、設備費用高，占地面積大等問題，具有較好的應用價值。

另外，當該裝置只開啟其中一個低壓進口時，便相當于傳統引射器單股流體引射單股流體的方案，具有一機多用的功能。