CN106761608A - 天然气地下储气库排液采气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气地下储气库排液采气装置及方法，该天然气地下储气库排液采气装置，具有圆柱形的主体、旋转雾化装置以及排液采气头，该天然气地下储气库排液采气方法用于该天然气地下储气库排液采气装置，该方法包括含水天然气进入步骤、含水天然气雾化步骤、天然气耦合步骤以及天然气排出步骤。与现有技术相比，采用该天然气地下储气库排液采气装置及方法对天然气地下储气库中的天然气进行开采，能够直接有效地减少采气井井筒内积液的形成，及时、高效地排出井筒积液，从而保证储气库采气井高效运行，提高了采气井的产量，且工艺简单，设备的制造和运行成本低，具有很好的推广应用价值。

Description

天然气地下储气库排液采气装置及方法

技术领域

本发明涉及油气储运领域，尤其是涉及一种天然气地下储气库排液采气装置及方法。

背景技术

在对天然气地下储气库周期性的采气过程中，被采集的天然气中往往混有地层水。在每一周期的采气初期，采气井中天然气的产量较高，地层水以液滴的形式分散在采气管柱内的气体中，形成流速高于流动型态转变时的临界流速的雾状流，并依靠自身能量由采气井的井下自喷到井口，进而供人们采集使用。随着开采时间的延长，井下天然气的剩余储量逐渐减少，地层压力、井底与井口压力均不断降低，采气管柱内天然气的流速低于流动型态转变时的临界流速，无法继续形成雾状流，部分液体滑至井筒内，形成积液。随着采气井内积液的增加，天然气无法再从采气管中排出，导致采气井出现减产，甚至停产的现象。

当前，为了减少采气井井筒内积液的形成，及时、高效地排出井筒积液，从而保证储气库采气井高效运行，多采用喷射气举技术。该技术是一种携液采气技术，即在气举技术原理的基础上，将高压气体注入气井内部，利用喷嘴射流后形成低压将积液吸入，再将气体放入气井内与积液相融后进入井筒，从而达到气举排液的目的。

但是使用该技术进行采气，必须将地面的高压气体注入气井内部，而且，需要与柱塞气举等技术配合使用，存在排液采气成本高，工艺繁杂、不易操作、采气效率低等问题，并不适合推广应用。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种使用简单并能够及时、高效地排出井筒积液，保证储气库采气井高效运行的天然气地下储气库排液采气装置及方法。

为实现本发明的目的采用如下的技术方案。

技术方案1的发明为一种天然气地下储气库排液采气装置，具有：圆柱形的主体，在所述主体的内部形成有在所述主体的轴向上贯通所述主体的主体腔，所述主体腔包括依次连通的排气腔、装配孔和进气腔，所述排气腔至少包括从所述排气腔的入口端起直径逐渐变大的扩径部，在所述进气腔的周壁上形成有主体壁入口；旋转雾化装置，设置在所述主体的内部，所述旋转雾化装置包括叶轮轴和套设在所述叶轮轴上的叶轮，所述叶轮轴安装在所述装配孔中，在所述叶轮轴的内部形成有在所述叶轮轴的轴向上贯通所述叶轮轴的与所述排气腔连通的轴腔，在所述叶轮轴上设置有用于限制所述叶轮沿所述叶轮轴的轴向移动的限位构件，在所述叶轮轴的周壁的所述限位构件对应的位置的上方形成有与所述进气腔连通的轴壁入口；以及排液采气头，与所述主体的主体腔入口端连接，在所述排液采气头的内部形成有排液采气腔，所述排液采气腔的出口端与所述叶轮轴的轴腔的入口端连通，所述排液采气腔至少包括从排液采气腔的入口端起直径逐渐变小的缩径部。

另外，技术方案2的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案1的天然气地下储气库排液采气装置中，所述主体壁入口形成有两个，两个所述主体壁入口相对于所述主体的轴心对称，且两个所述主体壁入口的延伸方向相互平行。

另外，技术方案3的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案2的天然气地下储气库排液采气装置中，所述叶轮包括套设在叶轮轴上的能够相对所述叶轮轴旋转的轮体和设置在所述轮体的外部的叶片，所述叶轮的叶片与所述叶轮轴的中心轴线之间的夹角为45度。

另外，技术方案4的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案3的天然气地下储气库排液采气装置中，所述主体腔还包括用于连接所述排液采气头的排液采气头装配孔，所述排液采气头与所述排液采气头装配孔螺接。

另外，技术方案5的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案4的天然气地下储气库排液采气装置中，所述限位构件为限位螺钉。

另外，技术方案6的天然气地下储气库排液采气装置及方法，在技术方案1的天然气地下储气库排液采气装置中，所述排气腔包括作为扩径部的锥台形腔部和与所述锥台形腔部连接的圆柱形腔部。

另外，技术方案7的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案1的天然气地下储气库排液采气装置中，所述排液采气腔包括作为缩径部的碗形腔部和与所述碗形腔部连接的圆柱形腔部。

另外，技术方案8的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案1的天然气地下储气库排液采气装置中，在所述叶轮轴的周壁上相互隔开等间隔形成4个所述轴壁入口。

另外，技术方案9的天然气地下储气库排液采气装置，在技术方案1至8的天然气地下储气库排液采气装置中，所述旋转雾化装置的叶轮形成在与所述主体壁入口对应的位置。

另外，技术方案10提供了一种天然气地下储气库排液采气方法，所述天然气地下储气库排液采气方法用于技术方案1至技术方案9中的任意一种技术方案中描述的天然气地下储气库排液采气装置，所述天然气地下储气库排液采气方法包括：含水天然气进入步骤，使天然气地下储气库内的含水天然气在采气层的压力作用下从所述排液采气头的入口端进入所述排液采气腔中，在所述排液采气腔内形成天然气连续直射流，并使连续直射流从所述叶轮轴的入口端进入所述叶轮轴的轴腔中；含水天然气雾化步骤，借助所述叶轮的旋转对进入所述进气腔的含水天然气进行搅拌，使所述含水天然气中的液相雾化；天然气耦合步骤，使从所述叶轮轴的轴壁入口进入轴腔中的被雾化后的含水天然气与从所述叶轮轴的入口端进入所述轴腔中的含水天然气的直射流耦合，形成天然气耦合直射流；天然气排出步骤，使天然气耦合直射流从所述叶轮轴的轴腔进入所述排气腔排出。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

在现有技术中，应用喷射气举技术来排液采气，具有排液采气成本高，工艺繁杂、不易操作、采气效率低等问题，并不适合推广使用。相对于此，本发明提供了一种天然气地下储气库排液采气装置，具有：圆柱形的主体，在主体的内部形成有在主体的轴向上贯通主体的主体腔，主体腔包括依次连通的排气腔、装配孔和进气腔，排气腔至少包括从排气腔的入口端起直径逐渐变大的扩径部，在进气腔的周壁上形成有主体壁入口；旋转雾化装置，设置在主体的内部，旋转雾化装置包括叶轮轴和套设在叶轮轴上的叶轮，叶轮轴安装在装配孔中，在叶轮轴的内部形成有在叶轮轴的轴向上贯通叶轮轴的与排气腔连通的轴腔，在叶轮轴上设置有用于限制叶轮沿叶轮轴的轴向移动的限位构件，在叶轮轴的周壁的限位构件对应的位置的上方形成有与进气腔连通的轴壁入口；以及排液采气头，与主体的主体腔入口端连接，在排液采气头的内部形成有排液采气腔，排液采气腔的出口端与叶轮轴的轴腔的入口端连通，排液采气腔至少包括从排液采气腔的入口端起直径逐渐变小的缩径部。

在使用时，将该天然气地下储气库排液采气装置以主体的排气腔与天然气采气井的采气管柱的内部相连通的方式设置在采气管柱下部。由于排液采气头的排液采气腔至少包括从排液采气腔的入口端起直径逐渐变小的缩径部，从而，使含水天然气进入排液采气腔时，流速随排液采气腔的直径的缩小而增大，进而使含水天然气在排液采气腔的直径缩小的一侧形成“低压真空区”，并对采气层以及井筒套管的内周壁和采气管柱的外周壁之间的含水天然气产生吸附力。

在地层压力和该吸附力的作用下，采气层的含水天然气的一部分进入井筒套管的内周壁和采气管柱的外周壁之间，并通过主体壁入口进入主体的进气腔，借助旋转雾化装置的叶轮的旋转进行搅拌，使这部分含水天然气中的液相雾化，形成被雾化后的含水天然气，即天然气的雾状流，并通过叶轮轴的轴壁入口进入到叶轮轴的轴腔中。

采气层的含水天然气的另一部分则持续进入排液采气头的排液采气腔，并在排液采气腔的中心形成天然气连续直射流，与轴腔中的从叶轮轴的轴壁入口进入轴腔中的被雾化后的天然气的雾状流耦合，形成天然气耦合直射流，之后，该天然气耦合直射流进入主体的排气腔排出到采气管柱中，进而排出地面。

需要特别说明的是，借助旋转雾化装置的叶轮的旋转进行搅拌的含水天然气不仅包括从主体壁入口进入主体的进气腔的含水天然气，还包括从排液采气腔的出口端排出的未能形成连续直射流的含水天然气，其与从主体壁入口进入主体的进气腔的含水天然气混合，并同时被雾化，形成上述天然气的雾状流，从叶轮轴的轴壁入口进入轴腔中。

另外，将主体的排气腔设置成至少包括从排气腔的入口端起直径逐渐变大的扩径部，通过这样的结构，使天然气耦合直射流在通过排气腔时，流速随排气腔的直径的增大而减小，排气腔内的压力则随流速的减小而增大，进而使天然气的耦合直射流的压力回升，并通过排气腔进入到采气管柱中，进而排出地面。

该天然气地下储气库排液采气装置，利用较为简单的结构，能够直接有效地减少采气井井筒内积液的形成，及时、高效地排出井筒积液，从而保证储气库采气井高效运行，提高了采气井的产量，且工艺简单，设备的制造和运行成本低，具有很好的推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的主视图的全剖视图。

图2是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的主体的主视图的全剖视图。

图3是表示图2中A-A线的断面图。

图4是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的旋转雾化装置的主视图的全剖视图。

图5是表示图4中叶轮轴B-B线的断面图。

图6是表示图4中叶轮轴C-C线的断面图。

图7是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的叶轮的主视图。

图8是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的叶轮的俯视图。

图9是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的工作位置示意图。

附图标记：100-主体；111-排气腔；112-装配孔；113-进气腔；120-主体壁入口；130-主体腔入口端；200-旋转雾化装置；210-叶轮轴；220-叶轮；221-轮体；222-叶片；230-轴腔；231-轴腔的入口端；240-限位构件；250-轴壁入口；300-排液采气头；310-排液采气腔；311-排液采气腔的入口端；312-排液采气腔的出口端；320-排液采气头装配孔；400-采气管柱；500-井筒套管；600-封隔器；700-采气层；800-天然气地下储气库排液采气装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面根据本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的整体结构，对其实施例进行说明。

图1是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的主视图的全剖视图。图2是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的主体的主视图的全剖视图。图3是表示图2中A-A线的断面图。图4是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的旋转雾化装置的主视图的全剖视图。图5是表示图4中叶轮轴B-B线的断面图。图6是表示图4中叶轮轴C-C线的断面图。图7是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的叶轮的主视图。图8是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的叶轮的俯视图。图9是表示本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的实施例的工作位置示意图。

如图9所示，该天然气地下储气库排液采气装置800设置在天然气采气井的采气管柱400的下端面和采气层700之间，对采气层700中的天然气进行采集，并且，在天然气采气井的井筒套管500的内周壁和采气管柱400的外周壁之间设置有封隔器600。

如图1至8所示，该天然气地下储气库排液采气装置800具有圆柱形的主体100、旋转雾化装置200和排液采气头300。

具体地说，在圆柱形的主体100的内部形成有在主体100的轴向上贯通主体100的主体腔。该主体腔包括依次连通的排气腔111、装配孔112、进气腔113和用于连接排液采气头300的排液采气头装配孔320。排气腔111至少包括从排气腔111的入口端起直径逐渐变大的扩径部，例如，如图2所示，排气腔111包括作为扩径部的锥台形腔部和与该锥台形腔部连接的圆柱形腔部。在进气腔113的周壁上形成有两个相对于主体100的轴心对称的主体壁入口120，并且，这两个主体壁入口120的延伸方向相互平行。

旋转雾化装置200设置在主体100的内部，包括叶轮轴210和套设在叶轮轴210上的叶轮220。叶轮220形成在与主体壁入口120对应的位置，包括套设在叶轮轴210上的能够相对叶轮轴210旋转的轮体221和均匀设置在轮体221的外部的4个叶片222。每个叶片222与叶轮轴210的中心轴线之间的夹角为45度，且每个叶片222的厚度自叶片根部向叶片尖部逐渐减小。叶轮轴210安装在装配孔112中。在叶轮轴210的内部形成有在叶轮轴210的轴向上贯通叶轮轴210的轴腔230，该轴腔230与排气腔111连通。在叶轮轴210上设置有作为限位构件240的限位螺钉，用于限制叶轮220沿叶轮轴210的轴向移动。在叶轮轴210的周壁的限位构件240对应的位置的上方相互隔开等间隔形成4个与进气腔113连通的轴壁入口250。

排液采气头300通过排液采气头装配孔320与主体100的主体腔入口端130螺接。在排液采气头300的内部形成有排液采气腔310。排液采气腔的出口端312与叶轮轴210的轴腔的入口端231连通。排液采气腔310至少包括从排液采气腔的入口端311起直径逐渐变小的缩径部，例如，如图1所示，排液采气腔310包括作为缩径部的碗形腔部和与该碗形腔部连接的圆柱形腔部。

另外，本发明还提供了一种天然气地下储气库排液采气方法，该方法用于上述具体实施方式中描述的天然气地下储气库排液采气装置。

该天然气地下储气库排液采气方法包括：含水天然气进入步骤，使天然气地下储气库内的含水天然气在采气层的压力作用下从排液采气头的入口端进入排液采气腔中，在排液采气腔内形成天然气连续直射流，并使连续直射流从叶轮轴的入口端进入叶轮轴的轴腔中；含水天然气雾化步骤，借助叶轮的旋转对进入进气腔的含水天然气进行搅拌，使含水天然气中的液相雾化；天然气耦合步骤，使从叶轮轴的轴壁入口进入轴腔中的被雾化后的含水天然气与从叶轮轴的入口端进入轴腔中的含水天然气的直射流耦合，形成天然气耦合直射流；天然气排出步骤，使天然气耦合直射流从叶轮轴的轴腔进入排气腔排出。

以上对本发明提供的天然气地下储气库排液采气装置的具体实施方式的结构进行说明，下面说明其使用方式。

在使用该天然气地下储气库排液采气装置时，将该装置以主体100的排气腔111与天然气采气井的采气管柱400的内部相连通的方式连接在采气管柱400的下部，即采气管柱400的下端面和采气层700之间，并在采气井的井筒套管500的内周壁和采气管柱400的外周壁之间设置封隔器600，用于引导井筒套管500的内周壁和采气管柱400的外周壁之间的天然气进入到进气腔113中。由于排液采气头300的排液采气腔310至少包括从排液采气腔的入口端311起直径逐渐变小的缩径部，从而，使含水天然气进入排液采气腔310时，流速随排液采气腔310的直径的缩小而增大，进而使含水天然气在排液采气腔310的直径缩小的一侧形成“低压真空区”，并对采气层700以及井筒套管500的内周壁和采气管柱400的外周壁之间的含水天然气产生吸附力。

在地层压力和该吸附力的作用下，采气层700的含水天然气的一部分进入井筒套管500的内周壁和采气管柱400的外周壁之间，并通过主体壁入口120进入主体100的进气腔113，借助旋转雾化装置200的叶轮220的旋转进行搅拌，使这部分含水天然气中的液相雾化，形成被雾化后的含水天然气，即天然气的雾状流，并通过叶轮轴210的轴壁入口250进入到叶轮轴210的轴腔230中。

采气层700的含水天然气的另一部分则持续进入排液采气头300的排液采气腔310，并在排液采气腔310的中心形成天然气连续直射流，与轴腔230中的从叶轮轴210的轴壁入口250进入轴腔230中的被雾化后的天然气的雾状流耦合，形成天然气耦合直射流，之后，该天然气耦合直射流进入主体100的排气腔111排出到采气管柱400中，进而排出地面。

需要特别说明的是，借助旋转雾化装置200的叶轮220的旋转进行搅拌的含水天然气不仅包括从主体壁入口120进入主体100的进气腔113的含水天然气，还包括从排液采气腔的出口端312排出的未能形成连续直射流的含水天然气，其与从主体壁入口120进入主体100的进气腔113的含水天然气混合，并同时被雾化，形成上述天然气的雾状流，从叶轮轴210的轴壁入口250进入轴腔230中。

在上述的实施方式中，提供了一种天然气地下储气库排液采气装置，该装置利用较为简单的结构，能够直接有效地减少采气井井筒内积液的形成，及时、高效地排出井筒积液，从而保证储气库采气井高效运行，提高了采气井的产量，且工艺简单，设备的制造和运行成本低，具有很好的推广应用价值。

另外，该装置将排液采气腔设置成至少包括从排液采气腔的入口端起直径逐渐变小的缩径部，例如，排液采气腔包括作为缩径部的碗形腔部和与该碗形腔部连接的圆柱形腔部。通过这样的结构，使含水天然气进入排液采气腔时，流速随排液采气腔的直径的缩小而增大，进而使含水天然气在排液采气腔的直径缩小的一侧形成“低压真空区”，并对采气层以及井筒套管的内周壁和采气管柱的外周壁之间的含水天然气产生吸附力，进而保证了本发明提供的天然气地下储气库排液采气方法中含水天然气进入步骤、含水天然气雾化步骤和天然气耦合步骤的顺利进行。

另外，在上述的实施方式中，主体的排气腔至少包括从排气腔的入口端起直径逐渐变大的扩径部，例如，该排气腔包括作为扩径部的锥台形腔部和与该锥台形腔部连接的圆柱形腔部。通过这样的结构，使天然气耦合直射流在通过排气腔时，流速随排气腔的直径的增大而减小，排气腔内的压力则随流速的减小而增大，进而使天然气的耦合直射流的压力回升，并通过排气腔进入到采气管柱中，进而排出地面，保证了本发明提供的天然气地下储气库排液采气方法中天然气排出步骤的顺利进行。

另外，在上述的实施方式中，在进气腔的周壁上形成有两个相对于主体的轴心对称的主体壁入口，并且，这两个主体壁入口的延伸方向相互平行。通过这样的结构，使分布在主体壁入口附近的含水天然气的气流能够以同样的角度和速率进入进气腔，从而使叶轮高速、平稳地转动，提高了叶轮对从主体壁入口进入进气腔的气体的搅拌效率，使含水天然气快速雾化，进而保证及时、高效地排出井筒积液，使储气库采气井高效运行。

另外，在上述的实施方式中，叶轮形成在与主体壁入口对应的位置，保证了进入主体壁入口的含水天然气能够对叶轮形成较大的冲击力，进而推动叶轮高速旋转，从而快速将含水天然气雾化，进一步提升了该装置的使用效率。

另外，在上述的实施方式中，叶轮包括套设在叶轮轴上的能够相对叶轮轴旋转的轮体和均匀设置在轮体的外部的4个叶片，每个叶轮的叶片与叶轮轴的中心轴线之间的夹角为45度，且每个叶片的厚度自叶片根部向叶片尖部逐渐减小。

通过将每个叶轮的叶片与叶轮轴的中心轴线之间的夹角设置为45度，增大了含水天然气进入进气腔后与叶轮的叶片的接触面积，能够保证含水天然气为叶片的旋转提供足够大的冲击力，推动叶片朝同一个方向旋转，进一步提高了旋转雾化装置的雾化效率，进而保证了储气库采气井的高效运行。另外，叶片在推力的作用下旋转，会产生弯曲变形，叶片的叶尖处距离支点最远因此变形量最大，叶根承受最大的力矩，在叶尖处力矩为零，由此，将每个叶片的厚度设置成自叶片根部向叶片尖部逐渐减小，有效地避免了叶片在冲击力作用下旋转的过程中发生明显的不均匀形变甚至断裂的现象。

另外，将叶片设置为4个，并均匀设置在轮体的外部，通过这样的结构，使叶轮的叶片受到的冲击力更均匀，避免了叶轮轴及叶轮的轮体在旋转过程中因不对称而发生倾斜，能够有效地避免应力集中导致叶轮损坏现象的发生，同时，叶片设置成4个，更容易制造，且与设置成其他数量的叶片相比，能够在保证叶轮强度的同时，使叶轮更高效、快速地运转，使用更安全，且雾化效率更高。

另外，在上述的实施方式中，在叶轮轴的周壁上相互隔开等间隔形成4个轴壁入口，通过这样的设置，使雾化后的含水天然气能够通过轴壁入口均匀缓慢地进入轴腔，并与含水天然气的直射流均匀地混合，使天然气的耦合直射流成分稳定，有利于后期对排出的天然气的组分等进行监测。

另外，在上述的实施方式中，主体腔包括用于连接排液采气头的排液采气头装配孔，排液采气头通过排液采气头装配孔与主体的主体腔入口端螺接。通过这样的结构，使该装置拆卸与组装都非常简单，且可根据需要更换不同尺寸的排液采气头，且更加便于检修，同时，更加便于制造。另外，在上述实施方式中，对本发明的具体结构进行了说明，但是不限于此。

例如，在上述的实施方式中，排液采气腔包括作为缩径部的碗形腔部和与该碗形腔部连接的圆柱形腔部；排气腔包括作为扩径部的锥台形腔部和与该锥台形腔部连接的圆柱形腔部，但是不限于此，还可以是，排液采气腔直接形成为作为缩径部的碗形腔部，和/或，排气腔直接形成为作为扩径部的锥台形腔部，也符合上述原理，能够实现天然气地下储气库排液采气方法中的各个步骤，但是按照实施例中的结构进行设置，更符合气体流动规律，采气效率更高。

另外，在上述实施方式中，在进气腔的周壁上形成有两个相对于主体的轴心对称的主体壁入口，并且，这两个主体壁入口的延伸方向相互平行，但是，不限于此，主体壁入口也可以设置成三个，或四个，或其他任意数个主体壁入口，设置的主体壁入口可以不是相对于主体的轴心对称，延伸方向也可以不是相互平行。这样同样能够实现天然气地下储气库排液采气方法中的各个步骤，但是，将主体壁入口设置成两个，两个主体壁入口相对于主体的轴心对称，且两个主体壁入口的延伸方向相互平行，使分布在主体壁入口附近的含水天然气的气流能够以同样的角度和速率进入进气腔，从而使叶轮高速、平稳地转动，与不这样设置相比，提高了叶轮对从主体壁入口进入进气腔的气体的搅拌效率，使含水天然气快速雾化，进而保证及时、高效地排出井筒积液，使储气库采气井高效运行。

另外，在上述实施方式中，叶轮形成在与主体壁入口对应的位置，但是不限于此，叶轮还可以设置在主体壁入口对应的位置的下方，同样能够达到对从主体壁入口进入的含水天然气的搅拌，使其雾化的作用，但是，这样会延缓雾化的时间，将叶轮形成在与主体壁入口对应的位置，则能够保证进入主体壁入口的含水天然气能够对叶轮形成较大的冲击力，进而推动叶轮高速旋转，从而快速将含水天然气雾化，进一步提升该装置的使用效率。

另外，在上述实施方式中，叶轮包括套设在叶轮轴上的能够相对叶轮轴旋转的轮体和设置在轮体的外部的叶片，叶轮的叶片与叶轮轴的中心轴线之间的夹角为45度，但是不限于此，叶轮的叶片与叶轮轴的中心轴线之间的夹角也可以不是45度，而是35度或50度或其他任意度数，同样能够达到上述通过叶轮对含水天然气进行搅拌，使其雾化的作用，但是，将叶轮的叶片与叶轮轴的中心轴线之间的夹角设置为45度，与设置为其他度数相比，增大了含水天然气进入进气腔后与叶轮的叶片的接触面积，能够保证含水天然气为叶片的旋转提供足够大的冲击力，推动叶片朝同一个方向旋转，进一步提高了旋转雾化装置的雾化效率，进而保证了储气库采气井的高效运行。

另外，在上述的实施方式中，每个叶片的厚度自叶片根部向叶片尖部逐渐减小，但是不限于此，也可以是每个叶片的厚度自叶片根部向叶片尖部相同，也能够达到上述通过叶轮对含水天然气进行搅拌，使其雾化的作用，但是，将每个叶片的厚度设置成自叶片根部向叶片尖部逐渐减小，能够有效地避免叶片在冲击力作用下旋转的过程中发生明显的不均匀形变甚至断裂的现象。

另外，在上述实施方式中，叶片设置为4个，并均匀设置在轮体的外部，但是不限于此，叶片数量也可以不是4个，而是其他任意整数个，且不是必须均匀设置在轮体的外部，但是，将叶片设置成4个，更容易制造，且与设置成其他数量的叶片相比，能够在保证叶轮强度的同时，使叶轮更高效、快速地运转，使用更安全，且雾化效率更高；另外，将叶片均匀设置在轮体的外部，与其他设置方式相比，叶轮的叶片受到的冲击力更均匀，避免了叶轮轴及叶轮的轮体在旋转过程中因不对称而发生倾斜，能够有效地避免应力集中导致叶轮损坏现象的发生。

另外，在上述的实施方式中，在叶轮轴的周壁上相互隔开等间隔形成4个轴壁入口，但是不限于此，也可以形成相互隔开任意间隔的任意数个轴壁入口，但是，按照上述实施方式中的结构设置轴壁入口，使雾化后的含水天然气能够通过轴壁入口均匀缓慢地进入轴腔，并与含水天然气的直射流均匀地混合，使天然气的耦合直射流成分稳定，更加有利于后期对排出的天然气的组分等进行监测。

另外，在上述实施方式中，主体腔包括用于连接排液采气头的排液采气头装配孔，排液采气头通过排液采气头装配孔与主体的主体腔入口端螺接，但是不限于此，也可以没有排液采气头装配孔，排液采气头与主体的主体腔入口端以一体式连接的方式制造，也能够实现天然气地下储气库排液采气方法中的各个步骤，但是，按照实施例中的方式设置，使该装置拆卸与组装都非常简单，且可根据需要更换不同尺寸的排液采气头，且更加便于检修，同时，更加便于制造。

另外，在上述的实施方式中，该限位构件为限位螺钉，但是不限于此，该限位构件也可以是设置在叶轮轴的轴壁上的限位凸起等，只要能够达到上述限制叶轮沿叶轮轴轴向移动的效果即可。

另外，本发明的天然气地下储气库排液采气装置，可以由上述实施方式的各种结构组合而成，并应用于本发明的然气地下储气库排液采气方法中，同样能够发挥上述的效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，

具有：

圆柱形的主体，在所述主体的内部形成有在所述主体的轴向上贯通所述主体的主体腔，所述主体腔包括依次连通的排气腔、装配孔和进气腔，所述排气腔至少包括从所述排气腔的入口端起直径逐渐变大的扩径部，在所述进气腔的周壁上形成有主体壁入口；

旋转雾化装置，设置在所述主体的内部，所述旋转雾化装置包括叶轮轴和套设在所述叶轮轴上的叶轮，所述叶轮轴安装在所述装配孔中，在所述叶轮轴内形成有在所述叶轮轴的轴向上贯通所述叶轮轴的与所述排气腔连通的轴腔，在所述叶轮轴上设置有用于限制所述叶轮沿所述叶轮轴的轴向移动的限位构件，在所述叶轮轴的周壁的所述限位构件对应的位置的上方形成有与所述进气腔连通的轴壁入口；以及排液采气头，与所述主体的主体腔入口端连接，在所述排液采气头的内部形成有排液采气腔，所述排液采气腔的出口端与所述叶轮轴的轴腔的入口端连通，所述排液采气腔至少包括从排液采气腔的入口端起直径逐渐变小的缩径部。

2.根据权利要求1中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述主体壁入口形成有两个，两个所述主体壁入口相对于所述主体的轴心对称，且两个所述主体壁入口的延伸方向相互平行。

3.根据权利要求2中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述叶轮包括套设在叶轮轴上的能够相对所述叶轮轴旋转的轮体和设置在所述轮体的外部的叶片，所述叶轮的叶片与所述叶轮轴的中心轴线之间的夹角为45度。

4.根据权利要求3中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述主体腔还包括用于连接所述排液采气头的排液采气头装配孔，所述排液采气头与所述排液采气头装配孔螺接。

5.根据权利要求4中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述限位构件为限位螺钉。

6.根据权利要求1中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述排气腔包括作为扩径部的锥台形腔部和与所述锥台形腔部连接的圆柱形腔部。

7.根据权利要求1中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述排液采气腔包括作为缩径部的碗形腔部和与所述碗形腔部连接的圆柱形腔部。

8.根据权利要求1中所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，在所述叶轮轴的周壁上相互隔开等间隔形成4个所述轴壁入口。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的天然气地下储气库排液采气装置，其特征在于，所述旋转雾化装置的叶轮形成在与所述主体壁入口对应的位置。

10.一种天然气地下储气库排液采气方法，其特征在于，

所述天然气地下储气库排液采气方法用于权利要求1至9中的任一项所述的天然气地下储气库排液采气装置，

所述天然气地下储气库排液采气方法包括：

含水天然气进入步骤，使天然气地下储气库内的含水天然气在采气层的压力作用下从所述排液采气头的入口端进入所述排液采气腔中，在所述排液采气腔内形成天然气连续直射流，并使连续直射流从所述叶轮轴的入口端进入所述叶轮轴的轴腔中；

含水天然气雾化步骤，借助所述叶轮的旋转对进入所述进气腔的含水天然气进行搅拌，使所述含水天然气中的液相雾化；

天然气耦合步骤，使从所述叶轮轴的轴壁入口进入轴腔中的被雾化后的含水天然气与从所述叶轮轴的入口端进入所述轴腔中的含水天然气的直射流耦合，形成天然气耦合直射流；

天然气排出步骤，使天然气耦合直射流从所述叶轮轴的轴腔进入所述排气腔排出。