发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供气藏开采用压力喷嘴,方便气液快速的自主上升排出井外,同时达到提高采气安全可靠度的目的。
[0005] 本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0006] 气藏开采用压力喷嘴,包括固定在套管内的封隔器以及固定筒,所述套管置于地底的气层内,所述封隔器将套管上端与其下端隔绝,向气井内注入压力推动封隔器下移使得套管上下端连通,在所述套管的上端依次连接有预存腔体、汽水分离器和水池,在所述固定筒上螺纹连接有喷嘴,所述喷嘴包括喷嘴内芯以及套设在喷嘴内芯外的喷嘴外壳,喷嘴外壳的端部设有喷流孔,在所述喷嘴内芯一端设置内圆锥面,且所述内圆锥面与喷嘴外壳的内壁形成进气腔体,喷嘴内芯另一端开有正对喷流孔的通孔,通孔内壁上安装有三个旋流叶片,且通孔与喷嘴内芯的内壁形成旋流腔体;还包括两个贯穿喷嘴外壳以及喷嘴内芯的气孔,两个气孔交错设置在喷嘴内芯轴线的两侧,且所述气孔的出气端在沿喷嘴内芯内气液两相流动的反方向弯曲。在对具有一定含水量的气井的开采过程中,套管置于地底的气层,通过封隔器将套管上端与其下端隔绝,向气井内注入压力推动封隔器打开使得套管上下端连通,而固定筒上安装喷嘴,在压力的压迫下井内的气液两相混合物则通过喷嘴喷射入预存腔体,且预存腔体与汽水分离器、水池依次连接,即气液混合物在被喷嘴喷射至预存腔体后直接由汽水分离器进行气液两相的分离,分离出的气体被排出至储气罐等收集装置,而分离出的水分则排至水池中;
[0007] 当气井内的气液两相混合物在井内压力的推动下开始上升,气液混合物进入到进气腔体内后经过内圆锥面对其进行体积压缩,进而提高气液混合物的流动速度,在气液混合物进入旋流腔体时,流体与旋流叶片相互接触,通过旋流叶片将流体带动旋转,最后利用旋转产生的离心力将气液混合物从喷流孔中甩出;当气液混合物的流量很小时,离心力大于液体表面张力时,由喷流孔中甩出的为尺寸较大的大液滴,此时液体直接分裂成液滴;当流量增大时,液体被旋转分裂成数量较多的丝状射流,液体的流态极不稳定,液体离开旋转叶片末端并由喷流孔喷出一段距离后,直接与空气发生摩擦作用而分离成小液滴,形成丝状分裂液滴,当流量继续增大时,液丝相互连接成液膜,随着液膜向外扩展成更薄的液膜,并以很高的速度与周围的空气发生摩擦而分离雾化,由薄膜状分裂成液滴,使得在喷流孔喷出雾状的气液混合物,同时在正常使用的工作压力下将气井内的气液两相抽取出,以方便后期的气液分离工序;
[0008] 其中通过向气孔注入蒸汽,涌进的蒸汽作为工作介质沿气孔的内壁进入到旋流腔体中,而在气孔的末端向气液混合物运动的方向弯曲,即蒸汽与气液两相进行相对移动,蒸汽产生的阻力与气液混合物的表面张力、粘性相互作用,高速流动的蒸汽与相对较低速度运动的气液混合物或是液膜相互产生震动、摩擦,使得液体由滴落、平滑流、波状流向喷雾流逐渐转变,最终液体破碎为细小的液体;然后再经过旋流叶片的离心加速迅速上升,方便气液快速的自主上升排出井外,同时达到提高采气安全可靠度的目的。
[0009] 进一步地,所述喷嘴内芯的端部设有环形凹槽,且所述旋流腔体通过圆孔与环形凹槽连通。环形凹槽与喷嘴外壳的内壁之间形成环空,气液混合物在即将通过旋流叶片时经过圆孔进入到环空内,在一定程度上减弱了气液混合物在旋流腔体靠近其内壁部分的流层运动速度,避免气液混合物直接对旋流叶片造成冲击,防止旋流叶片局部受损后影响流体的旋转,提高喷流孔内气液混合物的雾化效果。
[0010] 进一步地,还包括开设在喷嘴外壳端部的扩散孔,所述扩散孔与喷流孔的出气端连通。由喷流孔射出的雾状液滴扩散范围较大,不利于井上作业对雾状液滴的收集,与喷流孔连通的扩散孔可对辐射喷出的雾状液滴进行收拢聚集,使之直接进入井上装置中的容纳腔中。
[0011] 本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
[0012] 1、本发明当流量继续增大时,液丝相互连接成液膜,随着液膜向外扩展成更薄的液膜,并以很高的速度与周围的空气发生摩擦而分离雾化,由薄膜状分裂成液滴,使得在喷流孔喷出雾状的气液混合物,同时在正常使用的工作压力下将气井内的气液两相抽取出,以方便后期的气液分离工序;
[0013] 2、本发明的环形凹槽与喷嘴外壳的内壁之间形成环空,气液混合物在即将通过旋流叶片时经过圆孔进入到环空内,在一定程度上减弱了气液混合物在旋流腔体靠近其内壁部分的流层运动速度,避免气液混合物直接对旋流叶片造成冲击,防止旋流叶片局部受损后影响流体的旋转,提高喷流孔内气液混合物的雾化效果。