CN105066741A - 低压气井采集用发动机空冷器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了低压气井采集用发动机空冷器，包括箱体，在箱体内安装有弯曲的换热管，箱体一端开有两个通孔，在箱体侧壁上安装有至少两个并排的分隔板，在箱体另一侧壁上固定多个与分隔板交错设置的隔热板，隔热板以及分隔板的三个侧边均与箱体内壁连接且形成一个迂回的供换热管放置的通道。换热管各局部分别位于不同的热交换区域内，而换热管的温度由其输入端至输出端之间的温度为递减状态，而空气由其输入的通孔至输出的通孔之间的温度为递增状态，通过不同的热交换区域，降低换热管出现局部温度集中的现象发生几率，使得换热管管内的高温冷却介质与换热管管外的空气之间的换热效率达到最佳。

Description

低压气井采集用发动机空冷器

技术领域

本发明涉及一种空冷器，具体是指低压气井采集用发动机空冷器。

背景技术

随着油田开发的不断深入，部分油田出现异常低压，给修井带来一定困难，部分气井低压开采，出砂掩埋地层而无法及时清理，使得气井的产量降低甚至停产。在没有外在能量的补充情况下实施井下作业，修井液对地层的污染越来越严重，使得作用后排液周期不断延长。并且，在气井低压开采过程中，气井采集的驱动设备—发动机的功耗要大大超出正常工况下的功耗，即导致发动机转轴部分在工作一定时间后产生大量的热能，为保证其正常工作，即需要对转轴进行持续降温。现有技术中的降温处理，通常采用水冷器，即将发动机转轴的冷却介质注入水冷器中，利用高温的冷却介质与水冷器中的冷却液进行热交换，以实现对发动机转轴的持续降温。但是，由于降温过程的持续进行，其消耗的冷却液数量巨大，即使用成本大大增加，并且在水冷器中很容易出现局部高温、换热效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供低压气井采集用发动机空冷器，克服现有技术中水冷降温的高成本缺陷，同时提高发动机冷却介质与冷却液之间的换热效率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

低压气井采集用发动机空冷器，包括内部中空的箱体，在所述箱体内安装有弯曲的换热管，箱体一端开有两个通孔，在所述箱体侧壁上安装有至少两个并排的分隔板，在所述箱体另一侧壁上固定多个与分隔板交错设置的隔热板，所述隔热板以及分隔板的三个侧边均与箱体内壁连接且形成一个迂回的供换热管放置的通道。本发明工作时，先向箱体端面上其中一个通孔内注入空气，直至在箱体内换热管的部分完全被空气所覆盖，然后将发动机的冷却介质直接由与注入空气的通孔同侧的换热管一端注入，高温的冷却介质在弯曲的换热管内与迂回的通道内的空气进行快速的热量交换，使得在换热管另一端输出的冷却介质温度降低至正常温度，而与传统的水冷器中的水作为冷却介质，空气的产量巨大，并且成本低廉，可有效减小发动机持续降温过程中的冷却介质损耗，降低使用成本。

其中，换热管并未采用多管状或是螺旋管状，直接使用蛇形的弯曲迂回状，即由多个竖直部与多个弯曲部组成，在保证对高温的发动机冷却介质足够降温行程的同时，减小空冷器的占用空间；并且，分隔板的三个侧边分别与箱体内壁连接，而剩余的一边则与箱体内壁之间间隔一段距离，该间距可容纳换热管一侧的弯曲部，同理隔热板的三个侧边分别与箱体内壁连接，剩余一边与箱体内壁之间拥有间距，而该间距可容纳换热管另一侧的弯曲部，进而使得换热管的每一个竖直部之间相互隔离开，即换热管各局部分别位于不同的热交换区域内，而换热管的温度由其输入端至输出端之间的温度为递减状态，而空气由其输入的通孔至输出的通孔之间的温度为递增状态，通过不同的热交换区域，避免相邻的两个热交换区域之间相互影响，降低换热管出现局部温度集中的现象发生几率，使得换热管管内的高温冷却介质与换热管管外的空气之间的换热效率达到最佳。

在所述换热管外圆周壁上设置有沿其轴线旋转的翅片，且所述翅片在沿换热管的轴线方向开有多个导流通道。换热管外壁上的翅片主要起到快速导热的作用，而传统的翅片通常采用薄片状的环状突起，且沿换热管的径向设置，但是该种翅片在导热的同时，其径向设置在换热管上，直接与空气的流动方向垂直，增加了空气在迂回的降温通道内的流动速度，并且沿翅片传导的热量容易在相邻的两个翅片之间的间隙内聚集，与空气一起形成涡流，该涡流的存续时间较长，严重影响了换热管的换热效率；本发明将换热管上的翅片设置为沿换热管轴线旋转缠绕状，使得翅片与空气的流动方向不处于处置状态，进而提高空气的流动速度，同时在翅片上沿换热管的轴线方向开设有多个导流通道，导流道即在翅片上开设的沿换热管轴线方向并排设置的缺口，导流通道主要用于将相邻的翅片局部之间形成的涡流破坏，即在涡流形成之前便将相邻的翅片局部之间产生的热量由导流通道带走，进而保证换热管的换热效率。

多个所述导流通道呈环形且阵列分布在所述换热管的外壁上。作为优选，将多个导流通道均匀分布在换热管的外壁上，方便空气快速将换热管外壁以及翅片上的热量彻底带走，进一步提高装置的换热效率。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中换热管各局部分别位于不同的热交换区域内，而换热管的温度由其输入端至输出端之间的温度为递减状态，而空气由其输入的通孔至输出的通孔之间的温度为递增状态，通过不同的热交换区域，避免相邻的两个热交换区域之间相互影响，降低换热管出现局部温度集中的现象发生几率，使得换热管管内的高温冷却介质与换热管管外的空气之间的换热效率达到最佳；

2、本发明将换热管上的翅片设置为沿换热管轴线旋转缠绕状，使得翅片与空气的流动方向不处于处置状态，进而提高空气的流动速度，同时在翅片上沿换热管的轴线方向开设有多个导流通道，导流道即在翅片上开设的沿换热管轴线方向并排设置的缺口，导流通道主要用于将相邻的翅片局部之间形成的涡流破坏，即在涡流形成之前便将相邻的翅片局部之间产生的热量由导流通道带走，进而保证换热管的换热效率；

3、本发明将多个导流通道均匀分布在换热管的外壁上，方便空气快速将换热管外壁以及翅片上的热量彻底带走，进一步提高装置的换热效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为换热管的截面图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-箱体、2-分隔板、3-隔热板、4-换热管、5-通孔、6-翅片、7-导流通道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括内部中空的箱体1，在所述箱体1内安装有弯曲的换热管4，箱体1一端开有两个通孔5，在所述箱体1侧壁上安装有至少两个并排的分隔板2，在所述箱体1另一侧壁上固定多个与分隔板2交错设置的隔热板3，所述隔热板3以及分隔板2的三个侧边均与箱体1内壁连接且形成一个迂回的供换热管4放置的通道。

工作时，换热管4并未采用多管状或是螺旋管状，直接使用蛇形的弯曲迂回状，即由多个竖直部与多个弯曲部组成，在保证对高温的发动机冷却介质足够降温行程的同时，减小空冷器的占用空间；并且，分隔板2的三个侧边分别与箱体1内壁连接，而剩余的一边则与箱体1内壁之间间隔一段距离，该间距可容纳换热管4一侧的弯曲部，同理隔热板3的三个侧边分别与箱体1内壁连接，剩余一边与箱体1内壁之间拥有间距，而该间距可容纳换热管4另一侧的弯曲部，进而使得换热管4的每一个竖直部之间相互隔离开，即换热管4各局部分别位于不同的热交换区域内，而换热管4的温度由其输入端至输出端之间的温度为递减状态，而空气由其输入的通孔5至输出的通孔5之间的温度为递增状态，通过不同的热交换区域，避免相邻的两个热交换区域之间相互影响，降低换热管4出现局部温度集中的现象发生几率，使得换热管4管内的高温冷却介质与换热管4管外的空气之间的换热效率达到最佳。

并且，在所述换热管4外圆周壁上设置有沿其轴线旋转的翅片，且所述翅片在沿换热管4的轴线方向开有多个导流通道7。本实施例将换热管4上的翅片设置为沿换热管4轴线旋转缠绕状，使得翅片与空气的流动方向不处于处置状态，进而提高空气的流动速度，同时在翅片上沿换热管4的轴线方向开设有多个导流通道7，导流道即在翅片上开设的沿换热管4轴线方向并排设置的缺口，导流通道7主要用于将相邻的翅片局部之间形成的涡流破坏，即在涡流形成之前便将相邻的翅片局部之间产生的热量由导流通道7带走，进而保证换热管4的换热效率。

作为优选，将多个导流通道7均匀分布在换热管4的外壁上，方便空气快速将换热管4外壁以及翅片上的热量彻底带走，进一步提高装置的换热效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.低压气井采集用发动机空冷器，包括内部中空的箱体（1），其特征在于：在所述箱体（1）内安装有弯曲的换热管（4），箱体（1）一端开有两个通孔（5），在所述箱体（1）侧壁上安装有至少两个并排的分隔板（2），在所述箱体（1）另一侧壁上固定多个与分隔板（2）交错设置的隔热板（3），所述隔热板（3）以及分隔板（2）的三个侧边均与箱体（1）内壁连接且形成一个迂回的供换热管（4）放置的通道。

2.根据权利要求1所述的低压气井采集用发动机空冷器，其特征在于：在所述换热管（4）外圆周壁上设置有沿其轴线旋转的翅片（6），且所述翅片（6）在沿换热管（4）的轴线方向开有多个导流通道（7）。

3.根据权利要求2所述的低压气井采集用发动机空冷器，其特征在于：多个所述导流通道（7）呈环形且阵列分布在所述换热管（4）的外壁上。