CN108266411A - 一种结构参数可调的喷射器 - Google Patents
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Abstract
一种结构参数可调的喷射器，包括工作喷嘴，低压进气室，直管段，扩压室，以及低压进气室入口管道，所述扩压室由三级扩压管相互嵌套构成，调节扩压管的相对位置可以改变扩压室结构。直管段由基本直管段和两级可拆卸直管段构成，通过拆卸或安装其可拆卸部分，可以调节直管段长度。所述低压进气室轮盘、工作喷嘴轮盘分别与低压进气室、工作喷嘴连为一体，装配时工作喷嘴的主体伸入低压进气室的内部，通过调节可调螺栓改变低压进气室轮盘与工作喷嘴轮盘之间的距离，调节工作喷嘴出口位置。本发明提供的一种结构参数可调的喷射器，能够根据运行工况的变化，相应地调节喷射器的结构参数，从而提升喷射器在天然气开采等变工况运行情况下的引射性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷射器，具体涉及一种结构参数可调的喷射器。
背景技术
天然气在国民经济发展中起到举足轻重的作用，尤其对我国目前的节能减排战略有重大意义。目前在天然气开采现场存在高压气井和低压气井，喷射器利用高压气井能量作为驱动力，引射低压气井的天然气，从而同时实现高、低压天然气气井的开采。既可以合理利用高压井的能量，又无需压缩机进行增压开采，是一种节能减排的技术。
喷射器的传统结构主要由工作喷嘴、低压进气室、直管段和扩压室组成，其工作原理：高压天然气进入工作喷嘴，经历增速降压的过程，在工作喷嘴的出口处达到超音速，并同时在高压喷嘴的出口处形成负压区域。以上述区域的负压抽吸作用作为动力，低压天然气经由低压进气室入口引入，进入低压进气室与工作喷嘴之间的渐缩流道经历引流加速的过程。之后，两种流体发生强烈的混合作用，并沿着直管段继续向下游流动进入扩压室，对混合流体进行减速升压，使喷射器出口的流体达到外输压力。
天然气喷射器应用到天然气开采的现场时，随着气井的开采进程，作为工作流体的高压气井天然气与被引射的低压气井天然气的生产压力会不可避免地逐渐降低。因此喷射器实际处于变工况的运行状态。
传统的固定结构喷射器在天然气开采面临的技术问题是，一旦加工和安装完毕，喷射器的各项结构参数即为定值，无法根据工况的变化进行相应调整，导致喷射器有效工作的生命周期缩短，引射性能受到限制。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构参数可调的喷射器，采取以变化的结构参数适应变化的运行参数的方式，满足天然气开采等变工况运行场景下对喷射器引射性能的要求，从而提升喷射器在天然气开采的全生命周期的节能效果。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种结构参数可调的喷射器，包括工作喷嘴3，低压进气室4，直管段，扩压室，以及低压进气室入口管道16，所述扩压室由一级扩压管a10，二级扩压管b11，三级扩压管c12相互嵌套构成，相邻的扩压管以及一级扩压管a10与基本直管段7之间均采用密封圈9进行密封；其特征在于：还包括可拆卸直管段 a13，可拆卸直管段b14，低压进气室轮盘17，工作喷嘴轮盘18和可调螺栓1，所述低压进气室轮盘17、工作喷嘴轮盘18分别与低压进气室4、工作喷嘴3连为一体，装配时工作喷嘴3的主体伸入低压进气室4的内部，通过调节可调螺栓1改变低压进气室轮盘17与工作喷嘴轮盘18之间的距离，进而进行工作喷嘴3出口位置的调节，所述直管段由基本直管段7，可拆卸直管段a13，可拆卸直管段b14三部分通过直管段螺栓5两两联接构成，通过拆卸或安装可拆卸直管段a13与可拆卸直管段b14，可以进行直管段长度的调节。
进一步地，所述一级扩压管a10，二级扩压管b11，三级扩压管c12均设置有凹槽15，将紧固螺钉8穿过扩压管并伸入凹槽15中旋紧，可以实现相邻扩压管相对位置的固定。
进一步地，所述一级扩压管a10，二级扩压管b11，三级扩压管c12两两之间的接触面以及可拆卸直管段a13与低压进气室4出口截面的接触面均设置有直管段垫片6以保证密封。
进一步地，所述低压进气室4与工作喷嘴3的接触面采用间隙配合，二者在外力的作用下，能够发生相对位移，低压进气室4与工作喷嘴3的接触面可设置轴封装置，防止压力过高时发生泄露。
进一步地，所述一种结构参数可调的喷射器还包括弹簧2，弹簧2环绕于可调螺栓1外围，并位于低压进气室轮盘17、工作喷嘴轮盘18之间，在进行低压进气室轮盘17与工作喷嘴轮盘18之间距离的调节时，弹簧2可以利用自身的弹力起到复位的作用。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种结构参数可调的喷射器，采取以变化的结构参数适应变化的运行参数的思路，针对喷射器的工作喷嘴出口位置，直管段长度，以及扩压室结构这三个关键的结构参数，分别通过相对位移、组件拆卸和嵌套推拉的方式进行调节，能够更好地满足天然气开采等变工况运行场景下对喷射器引射性能的要求，从而提升喷射器在天然气开采的全生命周期的节能效果。
传统固定结构喷射器的技术方案在于如何优化单一的结构参数，满足变工况的运行要求，而本发明提供的一种结构参数可调的喷射器，其技术思路在于如何根据运行工况的特点，相应地调节喷射器的各结构参数以提升引射性能，是一条独立的技术路径。在实际操作中可以工况的运行参数的要求，灵活地对三个关键参数进行组合调节，获得一系列结构参数的喷射器，实现更好的引射性能。
附图说明
图1为本发明一种结构参数可调的喷射器的主视图。
图2为本发明一种结构参数可调的喷射器的俯视图。
图3为本发明一种结构参数可调的喷射器的左视图。
图4为本发明一种结构参数可调的喷射器的轴侧图。
图5为本发明一种结构参数可调的喷射器的局部放大图Ⅰ。
图6为本发明一种结构参数可调的喷射器的C-C剖视图。
图7为本发明一种结构参数可调的喷射器的工作喷嘴出口位置调节示意图。
图8为本发明一种结构参数可调的喷射器的直管段长度调节示意图。
图9为本发明一种结构参数可调的喷射器的扩压室结构调节示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1、图2、图3和图4分别是本发明一种结构参数可调的喷射器的主视图、俯视图、左视图和轴侧图。如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种结构参数可调的喷射器，包括工作喷嘴3，低压进气室4，直管段，扩压室，以及低压进气室入口管道16，所述扩压室由一级扩压管a10，二级扩压管b11，三级扩压管c12相互嵌套构成，相邻的扩压管以及一级扩压管a10与基本直管段7之间均采用密封圈9进行密封。本发明还包括可拆卸直管段a13，可拆卸直管段b14，低压进气室轮盘17，工作喷嘴轮盘18和可调螺栓1。
如图6的C-C剖视图所示，所述低压进气室轮盘17、工作喷嘴轮盘18分别与低压进气室4、工作喷嘴3连为一体，装配时工作喷嘴3的主体伸入低压进气室4的内部。图7为工作喷嘴出口位置调节的示意图，对比图6和图7可以看到，本发明通过调节可调螺栓1改变低压进气室轮盘17与工作喷嘴轮盘18之间的距离，进而进行工作喷嘴3出口位置的调节。
如图6的C-C剖视图所示，所述直管段由基本直管段7，可拆卸直管段a13，可拆卸直管段b14三部分通过直管段螺栓5两两联接构成。图8为直管段长度调节示意图，图8中所示的喷射器装配体将可拆卸直管段b14拆除，相比与图6 所示的喷射器装配体，其直管段长度减小。若如图9所示，继续拆卸可拆卸直管段a13，喷射器的直管段长度将会进一步减小。同理，通过将可拆卸直管段 a13与可拆卸直管段b14安装回喷射器装配体，可以增大喷射器的直管段长度。
作为本发明优选的实施方式，如图2、图4和图6所示，所述一级扩压管 a10，二级扩压管b11，三级扩压管c12均设置有凹槽15。将紧固螺钉8穿过扩压管并伸入凹槽15中旋紧，可以实现相邻扩压管相对位置的固定。图9是扩压室结构调节的示意图。在实际操作中，如果需要调节扩压室的结构，可以将紧固螺钉8从凹槽15中旋出，通过推拉的方式调节一级扩压管a10，二级扩压管 b11，三级扩压管c12的相对位置，然后再将紧固螺钉8旋紧。对比图9与图8 扩压室部分的结构可以看到，上述方式可以扩压室的结构参数的有效调节。
作为本发明优选的实施方式，如图1和图6所示，所述直管段的基本直管段7，可拆卸直管段a13，可拆卸直管段b14三部分两两之间的接触面以及可拆卸直管段a13与低压进气室4出口截面的接触面均设置有直管段垫片6以保证密封。
作为本发明优选的实施方式，如图6所示，低压进气室4与工作喷嘴3的接触面采用间隙配合，二者在外力的作用下，能够发生相对位移。对于天然气开采的应用场景，如果低压进气室的设计压力过高，导致低压进气室4与工作喷嘴3的接触面可能出现漏气的情况，可以选择设置轴封装置，防止压力过高导致的天然气泄露。
作为本发明优选的实施方式，如图2所示，所述一种结构参数可调的喷射器还包括弹簧2，弹簧2环绕于可调螺栓1外围，并位于低压进气室轮盘17、工作喷嘴轮盘18之间。当使用可调螺栓2调节低压进气室轮盘17与工作喷嘴轮盘18之间距离时，如果该距离调小，则在调节的过程中弹簧被压紧；当该距离需要调大时，弹簧2可以利用自身的弹力，并借助外力的作用，推动工作喷嘴3恢复到原来的位置。即在进行增大低压进气室轮盘17与工作喷嘴轮盘18 之间距离的调节时，弹簧2可以利用自身的弹力起到复位的作用。
Claims (5)
1.一种结构参数可调的喷射器，包括工作喷嘴(3)，低压进气室(4)，直管段，扩压室，以及低压进气室入口管道(16)，所述扩压室由一级扩压管a(10)，二级扩压管b(11)，三级扩压管c(12)相互嵌套构成，相邻的扩压管以及一级扩压管a(10)与基本直管段(7)之间均采用密封圈(9)进行密封；其特征在于：还包括可拆卸直管段a(13)，可拆卸直管段b(14)，低压进气室轮盘(17)，工作喷嘴轮盘(18)和可调螺栓(1)，所述低压进气室轮盘(17)、工作喷嘴轮盘(18)分别与低压进气室(4)、工作喷嘴(3)连为一体，装配时工作喷嘴(3)的主体伸入低压进气室(4)的内部，通过调节可调螺栓(1)改变低压进气室轮盘(17)与工作喷嘴轮盘(18)之间的距离，进而进行工作喷嘴(3)出口位置的调节，所述直管段由基本直管段(7)，可拆卸直管段a(13)，可拆卸直管段b(14)三部分通过直管段螺栓(5)两两联接构成，通过拆卸或安装可拆卸直管段a(13)与可拆卸直管段b(14)，可以进行直管段长度的调节。
2.根据权利要求1所述的一种结构参数可调的喷射器，其特征在于：所述一级扩压管a(10)，二级扩压管b(11)，三级扩压管c(12)均设置有凹槽(15)，将紧固螺钉(8)穿过扩压管并伸入凹槽(15)中旋紧，可以实现相邻扩压管相对位置的固定。
3.根据权利要求1所述的一种结构参数可调的喷射器，其特征在于：所述基本直管段(7)，可拆卸直管段a(13)，可拆卸直管段b(14)两两之间的接触面以及可拆卸直管段a(13)与低压进气室(4)出口截面的接触面均设置有直管段垫片(6)以保证密封。
4.根据权利要求1所述的一种结构参数可调的喷射器，其特征在于：低压进气室(4)与工作喷嘴(3)的接触面采用间隙配合，二者在外力的作用下，能够发生相对位移，低压进气室(4)与工作喷嘴(3)的接触面可设置轴封装置，防止压力过高时发生泄露。
5.根据权利要求1所述的一种结构参数可调的喷射器，其特征在于：还包括弹簧(2)，弹簧(2)环绕于可调螺栓(1)外围，并位于低压进气室轮盘(17)、工作喷嘴轮盘(18)之间，在进行低压进气室轮盘(17)与工作喷嘴轮盘(18)之间距离的调节时，弹簧(2)可以利用自身的弹力起到复位的作用。
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