CN116398095A - 一种地面涡流排水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地面涡流排水装置，涉及能源开采技术领域，包括旋流腔，旋流腔内通过引流锥套筒配设有引流锥，引流锥的一端为尖锥形，所述引流锥套筒与旋流腔之间设置有用于驱使流体旋转的旋流叶片。本发明消除了流体、气流内小滴间的滑动。从而减小了气体向上运动所必需的做工量、及油管总的压力损失；在高含水气井中，流体成为有序的液体，并且可以防止紊流的产生，同时气体高速流过旋流流体的风眼，把气体包在液体内，气体里的速度梯度降低，使得气体不用拖着水滴向上；防止管道底部沉积、结垢，并且解决输油管线伴随的结蜡、腐蚀问题。
Description
技术领域
本发明涉及能源开采技术领域，具体为一种地面涡流排水装置。
背景技术
随着气田开发的深入，气井压力的下降和产水量增加，气井严重积液甚至停产，排水采气工作的紧迫性日益突出。但是几乎所有流体流过管线时，流体都是以紊流的方式流过管道的。这种紊流在流动过程中会损失大量的能量，并且使得流体传输的效率大大降低。对于多相流，紊流是多相混合流体不规则相互作用的结果。这样比重大的物质往往会在管道底部沉积、结垢，并且输油管线会伴随有结蜡、腐蚀等，使问题变得更加复杂。
现有技术，公告号为CN203978395U的实用新型专利，公开了一种变螺距涡流导流装置，为了克服现有涡流导流装置存在的排水采气有效性差，油管压力损失大，排液能力降低的不足，该实用新型包括芯轴、导流带，导流带呈螺旋状的缠绕在芯轴外圆表面；芯轴的上端有打捞头，下端有与排水采气井下装置连接的螺纹，呈螺旋状缠绕在芯轴外圆表面的导流带螺距不等。其有益效果是结构合理，不仅能更加有效地使井下流体进行分离和运动，而且能够根据不同井况调节涡流的形状，将井下流体更加高效地传到地面，从而增强涡流排水采气装置的适用性，有效降低油管压力损失，提高涡流排水采气效能，但是该现有技术无法消除管道中产生的紊流。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种地面涡流排水装置，包括旋流腔，旋流腔内通过引流锥套筒配设有引流锥，引流锥的一端为尖锥形，所述引流锥套筒与旋流腔之间设置有用于驱使流体旋转的旋流叶片，所述引流锥套筒固定安装在后盖法兰上，所述旋流腔上还配设有入流管，入流管与第一入口法兰盘内部连通，在所述入流管上还配设有近端泄压管，近端泄压管远离入流管的一端固定安装有泄压阀，泄压阀上固定安装有远端泄压管，所述旋流腔远离后盖法兰的一端配设有用于加速流体流速的加速腔。
优选地，所述引流锥上设置的尖锥角度为16°。
优选地，所述旋流腔上还固定设置有旋流腔法兰，旋流腔法兰与后盖法兰之间通过后盖螺钉固定连接。
优选地，所述入流管远离旋流腔的一端固定配设有第二入口法兰盘，第二入口法兰盘的侧方设置有入口管，入口管上固定配设有第一入口法兰盘。
优选地，所述第一入口法兰盘与第二入口法兰盘之间接触配合有入口密封胶圈，所述第一入口法兰盘与第二入口法兰盘之间通过入口螺钉固定连接。
优选地，所述加速腔远离旋流腔的一端固定配设有第一出口法兰盘，第一出口法兰盘的侧方设置有出口管，出口管上固定配设有第二出口法兰盘。
优选地，所述第二出口法兰盘与出口密封胶圈之间接触配合有出口密封胶圈，所述第一出口法兰盘与第二出口法兰盘之间通过出口螺钉固定连接。
优选地，所述入流管与近端泄压管内部连通，所述近端泄压管与远端泄压管的内部通过泄压阀连通。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明消除了流体、气流内小滴间的滑动。从而减小了气体向上运动所必需的做工量、及油管总的压力损失；（2）本发明在高含水气井中，流体成为有序的液体，并且可以防止紊流的产生，同时气体高速流过旋流流体的风眼，把气体包在液体内，气体里的速度梯度降低，使得气体不用拖着水滴向上；（3）防止管道底部沉积、结垢，并且解决输油管线伴随的结蜡、腐蚀问题。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明入口密封胶圈处结构示意图。
图3为本发明出口密封胶圈处结构示意图。
图4为本发明旋流叶片处结构示意图。
图中：101-入口管；102-第一入口法兰盘；103-入口螺钉；104-入口密封胶圈；105-第二入口法兰盘；106-入流管；107-泄压阀；108-近端泄压管；109-远端泄压管；110-后盖法兰；111-后盖螺钉；112-旋流腔；113-引流锥；114-旋流叶片；115-引流锥套筒；116-旋流腔法兰；117-加速腔；118-第一出口法兰盘；119-出口密封胶圈；120-出口螺钉；121-出口管；122-第二出口法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-图4所示，本发明提供一种地面涡流排水装置，包括旋流腔112，旋流腔112内通过引流锥套筒115配设有引流锥113，引流锥113的一端为尖锥形，所述引流锥套筒115与旋流腔112之间设置有用于驱使流体旋转的旋流叶片114，所述引流锥套筒115固定安装在后盖法兰110上，所述旋流腔112上还配设有入流管106，入流管106与第一入口法兰盘102内部连通，在所述入流管106上还配设有近端泄压管108，近端泄压管108远离入流管106的一端固定安装有泄压阀107，泄压阀107上固定安装有远端泄压管109，所述旋流腔112远离后盖法兰110的一端配设有用于加速流体流速的加速腔117，所述引流锥113上设置的尖锥角度为16°，所述旋流腔112上还固定设置有旋流腔法兰116，旋流腔法兰116与后盖法兰110之间通过后盖螺钉111固定连接，所述入流管106远离旋流腔112的一端固定配设有第二入口法兰盘105，第二入口法兰盘105的侧方设置有入口管101，入口管101上固定配设有第一入口法兰盘102，所述第一入口法兰盘102与第二入口法兰盘105之间接触配合有入口密封胶圈104，所述第一入口法兰盘102与第二入口法兰盘105之间通过入口螺钉103固定连接，所述加速腔117远离旋流腔112的一端固定配设有第一出口法兰盘118，第一出口法兰盘118的侧方设置有出口管121，出口管121上固定配设有第二出口法兰盘122，所述第二出口法兰盘122与出口密封胶圈119之间接触配合有出口密封胶圈119，所述第一出口法兰盘118与第二出口法兰盘122之间通过出口螺钉120固定连接，所述入流管106与近端泄压管108内部连通，所述近端泄压管108与远端泄压管109的内部通过泄压阀107连通。
本发明公开的一种地面涡流排水装置的工作原理如下：安装涡流工具后，在旋流腔112内形成气液两相流动形态，即液体和气体在旋流腔112内分成了明显的气、液两相层流。当气液混合流体进入井下旋流腔112内部时，流体在旋流叶片114的作用下以螺旋流态快速旋转，使较重的液体因离心力的作用被高速旋至沿旋流腔112内壁流动，螺旋环状流体沿旋流腔112内壁的最外侧流动，形成如同被拉伸的弹簧或龙卷风一样的形状。这个螺旋形的流体携带着旋流腔112内介质中的绝大部分液体，而大量的气体则沿螺旋体的中心流动输送。由于液体的悬浮，流层能保持长时间的相对稳定流动，与紊流状态相比，这种流动方式减少了介质相互之间的冲击和摩擦做功（中心气流边缘的非流边界也在运动，这导致主流体与外流体间较低的差速；由于摩擦力的减小，从而降低了剪切力和压降），降低了管道的总体能耗，从而使得整个管网的压降（压力损耗）也降低。另一个优点是消除了流体、气流内小滴间的滑动。从而减小了气体向上运动所必需的做工量、及油管总的压力损失。在高含水气井，其机理就像龙卷风。流体成为有序的液体，同时气体高速流过龙卷风的风眼。把气体包在液体内，气体里的速度梯度降低，使得气体不用“拖着”水滴向上。
Claims (8)
1.一种地面涡流排水装置，其特征在于：包括旋流腔（112），旋流腔（112）内通过引流锥套筒（115）配设有引流锥（113），引流锥（113）的一端为尖锥形，所述引流锥套筒（115）与旋流腔（112）之间设置有用于驱使流体旋转的旋流叶片（114），所述引流锥套筒（115）固定安装在后盖法兰（110）上，所述旋流腔（112）上还配设有入流管（106），入流管（106）与第一入口法兰盘（102）内部连通，在所述入流管（106）上还配设有近端泄压管（108），近端泄压管（108）远离入流管（106）的一端固定安装有泄压阀（107），泄压阀（107）上固定安装有远端泄压管（109），所述旋流腔（112）远离后盖法兰（110）的一端配设有用于加速流体流速的加速腔（117）。
2.根据权利要求1所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述引流锥（113）上设置的尖锥角度为16°。
3.根据权利要求2所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述旋流腔（112）上还固定设置有旋流腔法兰（116），旋流腔法兰（116）与后盖法兰（110）之间通过后盖螺钉（111）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述入流管（106）远离旋流腔（112）的一端固定配设有第二入口法兰盘（105），第二入口法兰盘（105）的侧方设置有入口管（101），入口管（101）上固定配设有第一入口法兰盘（102）。
5.根据权利要求4所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述第一入口法兰盘（102）与第二入口法兰盘（105）之间接触配合有入口密封胶圈（104），所述第一入口法兰盘（102）与第二入口法兰盘（105）之间通过入口螺钉（103）固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述加速腔（117）远离旋流腔（112）的一端固定配设有第一出口法兰盘（118），第一出口法兰盘（118）的侧方设置有出口管（121），出口管（121）上固定配设有第二出口法兰盘（122）。
7.根据权利要求6所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述第二出口法兰盘（122）与出口密封胶圈（119）之间接触配合有出口密封胶圈（119），所述第一出口法兰盘（118）与第二出口法兰盘（122）之间通过出口螺钉（120）固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种地面涡流排水装置，其特征在于：所述入流管（106）与近端泄压管（108）内部连通，所述近端泄压管（108）与远端泄压管（109）的内部通过泄压阀（107）连通。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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