CN111701740B - 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 - Google Patents
一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111701740B CN111701740B CN202010421593.4A CN202010421593A CN111701740B CN 111701740 B CN111701740 B CN 111701740B CN 202010421593 A CN202010421593 A CN 202010421593A CN 111701740 B CN111701740 B CN 111701740B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- atomizer
- nozzle
- foam
- cylinder
- packer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims abstract description 19
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 32
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 26
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/0018—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam
- B05B7/0025—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply
- B05B7/0031—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns
- B05B7/0037—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with devices for making foam with a compressed gas supply with disturbing means promoting mixing, e.g. balls, crowns including sieves, porous members or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法,泡沫雾化器包括多孔锥板、喷嘴筒体和雾化器涡流段筒体,喷嘴筒体上开设有喷嘴入口,喷嘴入口从喷嘴筒体的一端延伸至喷嘴筒体的另一端,喷嘴入口为线性渐缩型锥管,喷嘴筒体在喷嘴入口小端的末端设有喷嘴喉口,多孔锥板设置于喷嘴入口大端一侧并与喷嘴筒体连接;多孔锥板的锥面上均匀开设有雾化孔;雾化孔的轴线与喷嘴入口的壁面平行;雾化孔横截面面积之和不大于喷嘴喉口的横截面积;雾化器涡流段筒体设置于喷嘴入口小端一侧并与喷嘴筒体连接。该泡沫雾化器与泡排采气工艺联合应用,能够更有效地将天然气井中的积液排出井筒。
Description
技术领域
本发明属于多相流技术领域,具体涉及一种用于天然气井泡排采气(也称泡沫排液采气或者泡沫排水采气)的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法。
背景技术
在天然气的开采过程中,随着开采时间的持续,天然气产量逐步下降会造成气流速度持续降低,从而导致气流的携液能力下降,无力将井底的积液携带至井口而最终滞留在井筒内。积液不断累积形成液柱,使气藏的静水回压不断增加,进一步降低了气井的自喷能量。这种恶性循环持续下去的话,就会使得井筒内的液柱越积越高并最终将气压死,从而导致气井停产。
排液采气工艺是气井开采中后期排除井筒积液、提高积液气井采收率的有效手段。多年来,国内外天然气生产者们为了尽可能完全地开采天然气资源,综合了油、气田的开采工艺和积液气井的实际生产状况,已经开发出了各种类型的排液采气技术,其中有些技术已经得到了采气现场的广泛使用。目前现场使用最为广泛的排液采气工艺有气举排液采气工艺、泡沫排液采气工艺、电潜泵排液采气工艺、射流泵排液采气工艺、优选管柱排液采气工艺、机抽排液采气工艺等。但现有工艺技术还不够完善,在工程的实际应用中仍存在不足:如气举排液在向上举升积液的同时也会反作用于地层,增大井底回压,而出现亏气现象;电潜泵排液系统的价格昂贵,单位耗能较大,当井底积液中含气较多,随着液体进入电潜泵时,效率会大幅下降,且机组设备在具有腐蚀性气体的井筒中的寿命较短;泡沫排液采气工艺在井内压力下降到一定程度后将无法单纯依靠其完成排水作业。
针对泡沫排液采气工艺的缺陷,本领域技术人员亟需采取新的方式来有效地将气井中的积液排出井筒、提高其生产效率。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明的目的在于一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法,本发明能够将雾化与泡排采气工艺联合应用,更有效地将气井中的积液排出井筒,提高生产效率。
本发明采用的技术方案如下:
一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,包括多孔锥板、喷嘴筒体和雾化器涡流段筒体,喷嘴筒体上开设有喷嘴入口,喷嘴入口从喷嘴筒体的一端延伸至喷嘴筒体的另一端,喷嘴入口为线性渐缩型锥管,喷嘴筒体在喷嘴入口小端的末端设有喷嘴喉口,多孔锥板设置于喷嘴入口大端一侧并与喷嘴筒体连接;多孔锥板的锥面上均匀开设有雾化孔;雾化孔的轴线与喷嘴入口的壁面平行;雾化孔横截面面积之和不大于喷嘴喉口的横截面积;
雾化器涡流段筒体设置于喷嘴入口小端一侧并与喷嘴筒体连接。
优选的,雾化器涡流段筒体中从雾化器涡流段筒体的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔、接受室、混合室和扩散室,接受室为线性渐缩型锥管,混合室为直圆筒,扩散室为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体上设置喷嘴后部空腔的一端与喷嘴筒体连接。
优选的,雾化器涡流段筒体在设置喷嘴后部空腔部位开设有与喷嘴后部空腔连通的涡流孔。
一种用于天然气井泡排采气的井筒结构,包括天然气井筒、封隔器和本发明上述的泡沫雾化器,所述泡沫雾化器和封隔器设置于天然气井筒内,封隔器与泡沫雾化器的入口端连接;封隔器具有封隔器中心管,封隔器中心管用于将封隔器两端连通,天然气井筒中的流体能够经封隔器中心管进入泡沫雾化器的入口端,泡沫雾化器的入口端为泡沫雾化器上设置多孔锥板的一端。
优选的,泡沫雾化器的入口端通过雾化器入口段筒体与封隔器连接,泡沫雾化器的出口端连接有雾化器与井下作业工具连接段,泡沫雾化器的出口端为雾化器涡流段筒体的出口端。
优选的,所述封隔器还包括承压套、卡瓦、锥体、密封胶筒、顶胶筒和封隔器上接套,承压套、卡瓦、锥体、密封胶筒、顶胶筒和封隔器上接套依次套设在封隔器中心管上,承压套与封隔器中心管固定连接,卡瓦为内腔为锥形的圆形筒体,锥体为外壁为锥形的圆形筒体,锥体外壁锥度与卡瓦内腔锥度相同,锥体的一端伸入卡瓦的内腔,锥体的另一端与密封胶筒的一端相抵,密封胶筒与封隔器中心管外壁以及天然气井筒之间密封,顶胶筒与密封胶筒的另一端相抵,封隔器上接套与顶胶筒相抵,封隔器上接套与泡沫雾化器的入口端连接。
基于本发明上述井筒结构的采气方法,包括如下过程:
天然气井泡排采气所形成的泡沫流由封隔器中心管流到雾化器的入口端,泡沫流流经多孔锥板时被初步雾化,之后在喷嘴入口进行降压升速,从喷嘴喉口喷出,泡沫流经过充分混合发生雾化作用,雾化后的泡沫流进入雾化器涡流段筒体形成雾状流并升压,升压后的雾状流流出雾化器涡流段筒体并沿天然气井筒上升。
优选的,雾化器涡流段筒体中从雾化器涡流段筒体的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔、接受室、混合室和扩散室,接受室为线性渐缩型锥管,混合室为直圆筒,扩散室为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体上设置喷嘴后部空腔的一端与喷嘴筒体连接,雾化器涡流段筒体在设置喷嘴后部空腔部位开设有与喷嘴后部空腔连通的涡流孔;
雾化后的泡沫流在喷嘴后部空腔形成雾状流;雾状流依次经过接受室、混合室和扩散室后压力升高,扩散室尾部的部分雾化流形成逆向涡流而进入雾化器涡流段筒体与天然气井筒之间形成的涡流环隙,然后逆向涡流由涡流孔重新流入喷嘴后部空腔;这部分逆向涡流在混合室与主流再次混合,经过扩散室扩压后流出。
本发明具有如下有益效果:
本发明的用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器在雾化喷嘴前端采用的多孔锥板,多孔锥板的锥面上均匀开设有雾化孔,雾化孔的轴线与喷嘴入口的壁面平行,这是针对泡沫流的独特设计,保证了雾化器对泡沫流的雾化效果,同时雾化孔横截面面积之和不大于喷嘴喉口的横截面积,这种结构既保证了雾化器对泡沫的雾化效果,又可保证较大的气体流量以加强雾化器对泡沫的雾化作用,使流体的流量不被雾化喷嘴的喉口直径所限制,提高了雾化器整体对泡沫的雾化效率;本发明泡沫雾化器能够针对泡沫流进行雾化,将泡沫流雾化为流速更高和携液能力更强的雾状流,从而能够更有效地将气井中的积液排出井筒,提高其生产效率,因此本发明在一定程度上解决了泡沫排液采气工艺在井内压力下降到一定程度后将无法单纯依靠其完成排水作业的问题。由本发明泡沫雾化器的结构可以看出,本发明的泡沫雾化器不存在运动部件,对于井下的恶劣工况具有较强的适应能力;本发明的泡沫雾化器结构简单,雾化过程无需额外动力设备,安全性高,生产过程中无需维护,成本较低,节能环保,同时,本发明的泡沫雾化器适应的下井深度大,可以通过悬吊设备下放至井筒指定位置,所使用的设备为井下设备,对地面环境要求较低,可适应各种地面环境。
进一步的,雾化器涡流段筒体在设置喷嘴后部空腔部位开设有与喷嘴后部空腔连通的涡流孔,通过涡流孔进一步增强了对泡沫流的雾化效果。
本发明的井筒结构利用封隔器将天然气井筒内腔进行分隔,使天然气井中的气液两相流不再沿天然气井筒的筒壁流动,而是由封隔器中心管进入本发明泡沫雾化器的入口端,利用泡沫雾化器对天然气井筒内的泡沫流进行雾化、加速后沿天然气井筒上升,以提高井筒的排液能力,解决了泡沫排液采气工艺在井内压力下降到一定程度后将无法单纯依靠其完成排水作业的问题。
本发明的采气方法将雾化与泡排采气工艺联合应用,能够将井筒内的泡沫流雾化后使井筒中的液体以雾状流的形式沿天然气井筒上升并排出,该方法更有效地将气井中的积液排出井筒,提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器的结构剖面图。
图2为本发明一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器的立体结构示意图。
图3为本发明一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器在天然气井筒内的安装示意图。
图中,1为销钉,2为承压套,3为卡瓦,4为锥体,5为密封胶筒,6为顶胶筒,7为封隔器中心管,8为封隔器上接套,9为雾化器入口段筒体,10为雾化器与封隔器连接螺纹,11为雾化器入口,12为多孔锥板,13为喷嘴入口,14为喷嘴筒体,15为喷嘴喉口,16为涡流孔,17为喷嘴后部空腔,18为雾化器涡流段筒体,19为涡流环隙,20为接受室,21为天然气井筒,22为混合室,23为扩散室,24为雾化器与井下作业工具连接段,25为雾化器与井下作业工具连接螺纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明做进一步详细说明,所述是本发明的解释而不是限定。
参照图1和图2,本发明的用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,包括多孔锥板12、喷嘴筒体14和雾化器涡流段筒体18,喷嘴筒体14上开设有喷嘴入口13,喷嘴入口13从喷嘴筒体14的一端延伸至喷嘴筒体14的另一端,喷嘴入口13为线性渐缩型锥管,喷嘴筒体14在喷嘴入口13小端的末端设有喷嘴喉口15,多孔锥板12设置于喷嘴入口13大端一侧并与喷嘴筒体14连接;多孔锥板12的锥面上均匀开设有雾化孔;雾化孔的轴线与喷嘴入口13的壁面平行;雾化孔横截面面积之和不大于喷嘴喉口15的横截面积;雾化器涡流段筒体18设置于喷嘴入口13小端一侧并与喷嘴筒体14连接。当雾化喷嘴喉口15的直径较小时,虽然雾化效果较好,但是却限制了气体的流量,难以在实际中应用。本发明在喷嘴前设计了多孔锥板12,对泡沫流进行雾化,而喷嘴则可采用较大的喉口直径,既保证了雾化器对泡沫流的雾化效果,又能使气体的流量不被雾化喷嘴的喉口直径所限制。
作为本发明优选的实施方案,雾化器涡流段筒体18中从雾化器涡流段筒体18的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔17、接受室20、混合室22和扩散室23,接受室20为线性渐缩型锥管,混合室22为直圆筒,扩散室23为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体18上设置喷嘴后部空腔17的一端与喷嘴筒体14连接。
作为本发明优选的实施方案,雾化器涡流段筒体18在设置喷嘴后部空腔17部位开设有与喷嘴后部空腔17连通的涡流孔16。
参照图1和图2,本发明用于天然气井泡排采气的井筒结构,包括天然气井筒21、封隔器和本发明上述的泡沫雾化器,所述泡沫雾化器和封隔器设置于天然气井筒21内,封隔器与泡沫雾化器的入口端连接;封隔器具有封隔器中心管7,封隔器中心管7用于将封隔器两端连通,天然气井筒21中的流体能够经封隔器中心管7进入泡沫雾化器的入口端,泡沫雾化器的入口端为泡沫雾化器上设置多孔锥板12的一端。
作为本发明优选的实施方案,泡沫雾化器的入口端通过雾化器入口段筒体9与封隔器连接,泡沫雾化器的出口端连接有雾化器与井下作业工具连接段24,泡沫雾化器的出口端为雾化器涡流段筒体18的出口端。
作为本发明优选的实施方案,参照图1-图3,封隔器还包括承压套2、卡瓦3、锥体4、密封胶筒5、顶胶筒6和封隔器上接套8,承压套2、卡瓦3、锥体4、密封胶筒5、顶胶筒6和封隔器上接套8依次套设在封隔器中心管7上,承压套2与封隔器中心管7固定连接,卡瓦3为内腔为锥形的圆形筒体,锥体4为外壁为锥形的圆形筒体,锥体4外壁锥度与卡瓦3内腔锥度相同,锥体4的一端伸入卡瓦3的内腔,锥体4的另一端与密封胶筒5的一端相抵,密封胶筒5与封隔器中心管7外壁以及天然气井筒21之间密封,顶胶筒6与密封胶筒5的另一端相抵,封隔器上接套8与顶胶筒6相抵,封隔器上接套8与泡沫雾化器的入口端连接。
参照图1和2,基于本发明上述井筒结构的采气方法,包括如下过程:
天然气井泡排采气所形成的泡沫流由封隔器中心管7流到雾化器的入口端,泡沫流流经多孔锥板12时被初步雾化,之后在喷嘴入口13进行降压升速,在喷嘴喉口15中可达到音速,泡沫流经过充分混合发生雾化作用,雾化后的泡沫流进入雾化器涡流段筒体18形成雾状流并升压,升压后的雾状流流出雾化器涡流段筒体18并沿天然气井筒21上升。
作为本发明优选的实施方案,本发明的泡沫雾化器具有以下结构:雾化器涡流段筒体18中从雾化器涡流段筒体18的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔17、接受室20、混合室22和扩散室23,接受室20为线性渐缩型锥管,混合室22为直圆筒,扩散室23为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体18上设置喷嘴后部空腔17的一端与喷嘴筒体14连接,雾化器涡流段筒体18在设置喷嘴后部空腔17部位开设有与喷嘴后部空腔17连通的涡流孔16;
此时,雾化后的泡沫流在喷嘴后部空腔17形成雾状流;雾状流依次经过接受室20、混合室22和扩散室23后压力升高,扩散室23尾部的部分雾化流形成逆向涡流而进入雾化器涡流段筒体18与天然气井筒21之间形成的涡流环隙19,然后逆向涡流由涡流孔16重新流入喷嘴后部空腔17;这部分逆向涡流在混合室22与主流再次混合,经过扩散室23扩压后流出。
实施例
参见图1和图2,本实施例用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,主要由雾化器入口段筒体9、多孔锥板12、喷嘴筒体14和雾化器涡流段筒体18组成;所述泡沫雾化器的结构包括从下往上的雾化器入口11、多孔锥板12、喷嘴入口13、喷嘴喉口15、涡流孔16、喷嘴后部空腔17、接受室20、混合室22、扩散室23以及雾化器与井下作业工具连接段24;所述雾化器入口段筒体9外壁设有雾化器与封隔器连接螺纹10;所述多孔锥板12为分布着细圆孔的金属锥板,细圆孔为雾化孔,用于初步雾化,锥板平面与喷嘴入口13壁面垂直,从而使所有细圆孔的轴线与喷嘴入口13壁面平行,以保证细圆孔出流方向基本与喷嘴入口13的锥度一致;所述喷嘴入口13为线性渐缩型锥管;喷嘴喉口15为直圆筒;在喷嘴出口处的雾化器涡流段筒体18上开有四个沿圆周对称分布的涡流孔16,两相邻涡流孔间轴线的夹角为90°,涡流孔16能够使喷嘴后部空腔17通过雾化器涡流段筒体18与天然气井筒21之间形成的涡流环隙19与扩散室23末端相连通;接受室20为线性渐缩型锥管;混合室22为直圆筒;扩散室23为线性渐扩型锥管;雾化器与井下作业工具连接段24设有雾化器与井下作业工具连接螺纹25。
本实施例的泡沫雾化器在天然气井筒中的安装和固定可参见图3,在安装泡沫雾化器时,先采用井下作业工具将封隔器坐封在井筒内,再采用井下作业工具将泡沫雾化器下放至已坐封的封隔器处,通过雾化器与封隔器连接螺纹10将雾化器与封隔器上接套8相连,从而完成泡沫雾化器在天然气井筒中的固定,形成本实施例的井筒结构。封隔器主要由销钉1,承压套2,卡瓦3,锥体4,密封胶筒5,顶胶筒6,封隔器中心管7,封隔器上接套8组成。其中,密封胶筒5可以使天然气井中的气液两相流不再沿井筒壁流动,而是由封隔器中心管7进入雾化器入口11;卡瓦3的作用是将封隔器及接于其上的泡沫雾化器固定于所需位置。
本实施例井网结构的工作过程为:泡排采气所形成的泡沫流先进入泡沫雾化器入口,在多孔锥板12处由于细圆孔的节流作用,气液混合物(即泡沫流)达到音速并被初步雾化。初步雾化后的流体通过喷嘴入口13降压升速,在喷嘴喉口15达到音速,流体经过充分混合发生雾化作用,在喷嘴后部空腔17形成雾状流。雾化流体经过接受室20、混合室22和扩散室23压力升高,流出雾化器沿天然气井筒21上升。由于扩散室23尾部的流体压力较喷嘴喉口5末端高,因此在由喷嘴后部空腔17、涡流孔16、涡流环隙19和扩散室23尾部形成的连通结构中形成局部逆压以及逆向涡流,因此,扩散室23尾部的部分雾化流体形成逆向涡流而进入涡流环隙19,由涡流孔16重新流入喷嘴后部空腔17;这部分逆向涡流在混合室22与主流再次混合,经过扩散室23扩压使雾化效果增强,进一步提高了对泡沫的雾化效率。
本发明的泡沫雾化器可用于多种工况下。根据工况的不同,泡沫雾化器各部分的尺寸也会有所不同。以某一具体工况为例:当气体压力为135kPa,气体流量为0.005kg/s时,雾化器入口11孔径为42mm;多孔锥板12的厚度为3mm,其上呈环状均匀排列着7层共108个1mm的小孔;喷嘴入口13锥度为1:2.5;喷嘴喉口15孔径为4.6mm,长度为4mm;涡流孔16孔径为10.5mm,喷嘴出口与涡流孔回转轴距离为1.5mm;接受室20前端直径为14.5mm,锥度为1:28.6,喷嘴出口与接受室距离为23.7mm;混合室22孔径为10.2mm,长度为30.7mm;扩散室23后端直径为20.5mm,锥度为1:10.2;涡流环隙19内径为27.8mm,外径为50mm。
Claims (8)
1.一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,其特征在于,包括多孔锥板(12)、喷嘴筒体(14)和雾化器涡流段筒体(18),喷嘴筒体(14)上开设有喷嘴入口(13),喷嘴入口(13)从喷嘴筒体(14)的一端延伸至喷嘴筒体(14)的另一端,喷嘴入口(13)为线性渐缩型锥管,喷嘴筒体(14)在喷嘴入口(13)小端的末端设有喷嘴喉口(15),多孔锥板(12)设置于喷嘴入口(13)大端一侧并与喷嘴筒体(14)连接;多孔锥板(12)的锥面上均匀开设有雾化孔;雾化孔的轴线与喷嘴入口(13)的壁面平行;雾化孔横截面面积之和不大于喷嘴喉口(15)的横截面积;
雾化器涡流段筒体(18)设置于喷嘴入口(13)小端一侧并与喷嘴筒体(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,其特征在于,雾化器涡流段筒体(18)中从雾化器涡流段筒体(18)的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔(17)、接受室(20)、混合室(22)和扩散室(23),接受室(20)为线性渐缩型锥管,混合室(22)为直圆筒,扩散室(23)为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体(18)上设置喷嘴后部空腔(17)的一端与喷嘴筒体(14)连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器,其特征在于,雾化器涡流段筒体(18)在设置喷嘴后部空腔(17)部位开设有与喷嘴后部空腔(17)连通的涡流孔(16)。
4.一种用于天然气井泡排采气的井筒结构,其特征在于,包括天然气井筒(21)、封隔器和权利要求1-3任意一项所述的泡沫雾化器,所述泡沫雾化器和封隔器设置于天然气井筒(21)内,封隔器与泡沫雾化器的入口端连接;封隔器具有封隔器中心管(7),封隔器中心管(7)用于将封隔器两端连通,天然气井筒(21)中的流体能够经封隔器中心管(7)进入泡沫雾化器的入口端,泡沫雾化器的入口端为泡沫雾化器上设置多孔锥板(12)的一端。
5.根据权利要求4所述的一种用于天然气井泡排采气的井筒结构,其特征在于,泡沫雾化器的入口端通过雾化器入口段筒体(9)与封隔器连接,泡沫雾化器的出口端连接有雾化器与井下作业工具连接段(24),泡沫雾化器的出口端为雾化器涡流段筒体(18)的出口端。
6.根据权利要求4所述的一种用于天然气井泡排采气的井筒结构,其特征在于,所述封隔器还包括承压套(2)、卡瓦(3)、锥体(4)、密封胶筒(5)、顶胶筒(6)和封隔器上接套(8),承压套(2)、卡瓦(3)、锥体(4)、密封胶筒(5)、顶胶筒(6)和封隔器上接套(8)依次套设在封隔器中心管(7)上,承压套(2)与封隔器中心管(7)固定连接,卡瓦(3)为内腔为锥形的圆形筒体,锥体(4)为外壁为锥形的圆形筒体,锥体(4)外壁锥度与卡瓦(3)内腔锥度相同,锥体(4)的一端伸入卡瓦(3)的内腔,锥体(4)的另一端与密封胶筒(5)的一端相抵,密封胶筒(5)与封隔器中心管(7)外壁以及天然气井筒(21)之间密封,顶胶筒(6)与密封胶筒(5)的另一端相抵,封隔器上接套(8)与顶胶筒(6)相抵,封隔器上接套(8)与泡沫雾化器的入口端连接。
7.基于权利要求4-6任意一项所述井筒结构的采气方法,其特征在于,包括如下过程:
天然气井泡排采气所形成的泡沫流由封隔器中心管(7)流到雾化器的入口端,泡沫流流经多孔锥板(12)时被初步雾化,之后在喷嘴入口(13)进行降压升速,从喷嘴喉口(15)喷出,泡沫流经过充分混合发生雾化作用,雾化后的泡沫流进入雾化器涡流段筒体(18)形成雾状流并升压,升压后的雾状流流出雾化器涡流段筒体(18)并沿天然气井筒(21)上升。
8.根据权利要求7所述的采气方法,其特征在于,雾化器涡流段筒体(18)中从雾化器涡流段筒体(18)的一端向另一端设有依次连通的喷嘴后部空腔(17)、接受室(20)、混合室(22)和扩散室(23),接受室(20)为线性渐缩型锥管,混合室(22)为直圆筒,扩散室(23)为线性渐扩型锥管;雾化器涡流段筒体(18)上设置喷嘴后部空腔(17)的一端与喷嘴筒体(14)连接,雾化器涡流段筒体(18)在设置喷嘴后部空腔(17)部位开设有与喷嘴后部空腔(17)连通的涡流孔(16);
雾化后的泡沫流在喷嘴后部空腔(17)形成雾状流;雾状流依次经过接受室(20)、混合室(22)和扩散室(23)后压力升高,扩散室(23)尾部的部分雾化流形成逆向涡流而进入雾化器涡流段筒体(18)与天然气井筒(21)之间形成的涡流环隙(19),然后逆向涡流由涡流孔(16)重新流入喷嘴后部空腔(17);这部分逆向涡流在混合室(22)与主流再次混合,经过扩散室(23)扩压后流出。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010421593.4A CN111701740B (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010421593.4A CN111701740B (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111701740A CN111701740A (zh) | 2020-09-25 |
CN111701740B true CN111701740B (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=72538179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010421593.4A Active CN111701740B (zh) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111701740B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112253053B (zh) * | 2020-11-02 | 2022-06-10 | 东北石油大学 | 一种发泡装置及采油举升装置 |
CN112359626A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-12 | 郑州磊展科技造纸机械有限公司 | 一种浮选脱墨机用进浆无堵塞射流分配器 |
CN112647908B (zh) * | 2021-01-08 | 2024-09-03 | 重庆科技学院 | 一种组合式排水采气系统、方法及井下雾化排水采气结构 |
CN112984515B (zh) * | 2021-03-29 | 2021-10-19 | 航天神禾(北京)环保有限公司 | 一种多级雾化喷枪、急冷塔及废盐资源化系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2157886C1 (ru) * | 1999-03-25 | 2000-10-20 | Апасов Мухаметкарим Альмухамедович | Установка для гидродинамического воздействия на пласт |
CN201620862U (zh) * | 2010-03-26 | 2010-11-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气井排水采气用井下雾化装置 |
CN102155173B (zh) * | 2011-01-15 | 2013-10-30 | 中国石油大学(华东) | 脉冲射流消泡装置 |
CN203891847U (zh) * | 2014-06-06 | 2014-10-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 | 一种易打捞深度雾化排水采气装置 |
CN105642466B (zh) * | 2016-01-12 | 2018-12-07 | 西安交通大学 | 一种用于天然气井中积液雾化的回流式雾化器 |
CN207568571U (zh) * | 2017-10-11 | 2018-07-03 | 山东广贸石油技术服务有限公司 | 一种用于气井增产的立体式孔板积液泡雾化装置 |
-
2020
- 2020-05-18 CN CN202010421593.4A patent/CN111701740B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111701740A (zh) | 2020-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111701740B (zh) | 一种用于天然气井泡排采气的泡沫雾化器、井筒结构和采气方法 | |
US11319789B2 (en) | Rotary downhole cavitation generator | |
CN103527092B (zh) | 水平定向钻孔内射吸排屑扩孔方法 | |
CN109653691B (zh) | 一种水力与机械复合可控式岩屑床清除工具 | |
CN106522892B (zh) | 液力投捞式排砂排煤粉采气装置和方法 | |
CN105642466B (zh) | 一种用于天然气井中积液雾化的回流式雾化器 | |
CN109025825A (zh) | 基于文丘里效应的井下自吸式粒子射流钻井装置 | |
CN107514229A (zh) | 一种高频水射流涡轮钻具 | |
CN108915619B (zh) | 一种适用于双梯度钻井的同心管岩屑抽吸破碎装置 | |
CN109707313A (zh) | 叶轮式多脉冲水力振荡器 | |
CN103774991B (zh) | 井底粒子引射钻井提速工具 | |
CN212508243U (zh) | 脉冲水平井体积压裂工具串 | |
CN102287152B (zh) | 一种旋转喷射清砂方法 | |
CN202152652U (zh) | 水力旋转喷射喷头 | |
CN110259420B (zh) | 可投捞式井下泡沫发生器 | |
CN115680577B (zh) | 一种井下同心管水力举升泵 | |
US4753577A (en) | Fluid powered retrievable downhole pump | |
CN110608025A (zh) | 一种脉冲式喷射加砂工具 | |
CN212774193U (zh) | 一种反循环钻进用排渣装置 | |
CN211058784U (zh) | 高压脉冲流体生成装置 | |
CN2743529Y (zh) | 泡沫发生器 | |
CN210440010U (zh) | 可投捞式井下泡沫发生器 | |
CN111691840A (zh) | 一种大口径反循环钻进用侧排渣装置 | |
CN110714744A (zh) | 高压脉冲流体生成装置及使用方法 | |
CN221144400U (zh) | 一种稠油射流降粘的井下装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |