CN207268172U - 一种气举装置及其气举工作筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气举装置及其气举工作筒。气举装置包括气举阀和安装气举阀的气举工作筒，气举工作筒包括外筒和设于外筒上用于安装气举阀的阀袋，外筒内还设有内筒，外筒与内筒之间具有沿外筒轴向延伸的螺旋流道，外筒上设有连通阀袋与螺旋流道的进气孔。高压气体进入螺旋流道后，气液两相混合，形成的整体沿螺旋流道高速旋转，射出螺旋流道后整体呈向上旋转运动的涡流，由于密度差异，气液两相部分分离，液体被甩到油管壁上并沿着油管形成一个向上运动的环膜流态，而气体则在油管中心向上运动，形成一个向上旋转流动的气心，气液两相分层输送，大大降低了两相介质摩擦力，减少油管中的摩擦损失和滑脱损失，从而提高了深油井的举升效率。

Description

一种气举装置及其气举工作筒

技术领域

本实用新型涉及一种气举装置及其气举工作筒。

背景技术

油气藏进入生产中、后期，随着地层压力的下降，油气井的底层压力降低，不能满足油气井自喷生产的连续携液要求，将高压气体注入油气井中进行气举采油是油气井复产和维护正常生产的有效手段，具有很强的适应性，不但适用于低产油气井的辅助排液采气，还适用于各种类型积液停产气井的诱喷排液复产。气举工作筒是气举采油的核心工具之一，主要作用是为气举阀提供工作载体，二者构成气举装置来控制高压气体达到举升井下液体的目的。

申请公布号为CN 106285567 A，申请公布日为2017.01.04的中国发明专利申请公开了一种气举工作筒，该气举工作筒包括本体和阀袋，本体包括筒体（即外筒），筒体上设有用于构成阀袋的上椭圆体（即限位块）和下椭圆体（即阀座），分别用于与油管或钻杆相连的上接头和下接头，气举阀和油管之间形成注气通道的进气孔。

上述气举工作筒在使用时，将气举阀安装在阀袋内，将气举工作筒连接在油管上，向油管与套筒之间的环空内注入高压气体，待气体压力高于气举阀的设定压力时，高压气体通过气举阀与进气孔进入油管内，高压气体与井下液体混合，降低了井下液体的密度，达到举升井下液体的目的。但是高压气体在进入油管内时，高压液体与井下液体混合后呈现为紊流流态，两相介质之间摩擦力大，滑脱损失大，在井深超过3500米的深井中，举升效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减小高压气体与井下液体之间的摩擦力与滑脱损失，提高深井中的举升效率的气举工作筒；本实用新型还提供了一种使用该气举工作筒的气举装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的气举工作筒的技术方案为：

方案1：一种气举工作筒，包括外筒和设于外筒上用于安装气举阀的阀袋，所述外筒内还设有内筒，外筒与内筒之间具有沿外筒轴向延伸的螺旋流道，所述外筒上设有连通阀袋与螺旋流道的进气孔。

该技术方案的有益效果在于：高压气体进入螺旋流道后，气液两相混合，形成的整体沿螺旋流道高速旋转，射出螺旋流道后整体呈向上旋转运动的涡流，由于密度差异，气液两相部分分离，液体被甩到油管壁上并沿着油管形成一个向上运动的环膜流态，而气体则在油管中心向上运动，形成一个向上旋转流动的气心，气液两相分层输送，大大降低了两相介质摩擦力，减少油管中的摩擦损失和滑脱损失，从而提高了深油井的举升效率。

方案2：根据方案1所述的气举工作筒，所述螺旋流道为开设在外筒内壁上的螺旋槽。螺旋流道开设在外筒内壁上，便于在加工时确定进气孔与螺旋流道保持连通。

方案3：根据方案2所述的气举工作筒，所述螺旋槽的横截面为弧形。弧形可以减少流体流动方向上的棱角，进而减少流体在流动过程中受到的阻力。

方案4：根据方案3所述的气举工作筒，所述螺旋槽至少有两个且其出气端沿外筒周向间隔设置。至少有两个螺旋槽使注入的高压气体从多个方向与井下液体接触，高压气体与井下液体混合更为均匀，同时井下液体受到的离心力更为均匀。

方案5：根据方案4所述的气举工作筒，所述内筒上设有连接进气孔与螺旋槽的分流槽，螺旋槽的进口端分别与分流槽连接。通过一个进气孔经分流槽为多个螺旋槽提供高压气体，结构简单，便于加工。

方案6：根据方案5所述的气举工作筒，所述分流槽为沿外筒周向分布的环形。环形分流槽可以为注入的高压气体提供一个周向的流道，使高压气体先具有较大的径向速度后再进入螺旋槽。

方案7：根据方案1~6任一项所述的气举工作筒，所述外筒与内筒之间通过螺纹连接。螺纹连接便于外筒与内筒之间的安装与拆卸，加工简单。

方案8：根据方案7所述的气举工作筒，所述内筒位于螺旋流道的下方的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封圈。密封圈可以密封内筒与外筒之间的间隙，使高压气体仅能沿螺旋流道向上流动。

方案9：根据方案8所述的气举工作筒，外筒与内筒之间设有限制内筒轴向位移的台肩。台肩可以限制内筒旋入外筒内的深度，避免内筒旋入过多过渡挤压密封圈而影响密封圈的密封效果。

方案10：根据方案1~6任一项所述的气举工作筒，外筒位于螺旋槽的出口端的上方设有引鞋。引鞋便于下井仪器顺利通过气举工作筒。

本实用新型的气举装置的技术方案为：

方案1：一种气举装置，包括气举阀和安装气举阀的气举工作筒，所述气举工作筒包括外筒和设于外筒上用于安装气举阀的阀袋，所述外筒内还设有内筒，外筒与内筒之间具有沿外筒轴向延伸的螺旋流道，所述外筒上设有连通阀袋与螺旋流道的进气孔。

该技术方案的有益效果在于：高压气体进入螺旋流道后，气液两相混合，形成的整体沿螺旋流道高速旋转，射出螺旋流道后整体呈向上旋转运动的涡流，由于密度差异，气液两相部分分离，液体被甩到油管壁上并沿着油管形成一个向上运动的环膜流态，而气体则在油管中心向上运动，形成一个向上旋转流动的气心，气液两相分层输送，大大降低了两相介质摩擦力，减少油管中的摩擦损失和滑脱损失，从而提高了深油井的举升效率。

方案2：根据方案1所述的气举装置，所述螺旋流道为开设在外筒内壁上的螺旋槽。螺旋流道开设在外筒内壁上，便于在加工时确定进气孔与螺旋流道保持连通。

方案3：根据方案2所述的气举工作筒，所述螺旋槽的横截面为弧形。弧形可以减少流体流动方向上的棱角，进而减少流体在流动过程中受到的阻力。

方案4：根据方案3所述的气举装置，所述螺旋槽至少有两个且其出气端沿外筒周向间隔设置。至少有两个螺旋槽使注入的高压气体从多个方向与井下液体接触，高压气体与井下液体混合更为均匀，同时井下液体受到的离心力更为均匀。

方案5：根据方案4所述的气举装置，所述内筒上设有连接进气孔与螺旋槽的分流槽，螺旋槽的进口端分别与分流槽连接。通过一个进气孔经分流槽为多个螺旋槽提供高压气体，结构简单，便于加工。

方案6：根据方案5所述的气举装置，所述分流槽为沿外筒周向分布的环形。环形分流槽可以为注入的高压气体提供一个周向的流道，使高压气体先具有较大的径向速度后再进入螺旋槽。

方案7：根据方案1~6任一项所述的气举装置，所述外筒与内筒之间通过螺纹连接。螺纹连接便于外筒与内筒之间的安装与拆卸，加工简单。

方案8：根据方案7所述的气举装置，所述内筒位于螺旋流道的下方的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封圈。密封圈可以密封内筒与外筒之间的间隙，使高压气体仅能沿螺旋流道向上流动。

方案9：根据方案8所述的气举装置，外筒与内筒之间设有限制内筒轴向位移的台肩。台肩可以限制内筒旋入外筒内的深度，避免内筒旋入过多过渡挤压密封圈而影响密封圈的密封效果。

方案10：根据方案1~6任一项所述的气举装置，外筒位于螺旋槽的出口端的上方设有引鞋。引鞋便于下井仪器顺利通过气举工作筒。

附图说明

图1为本实用新型的气举装置的实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型的气举装置的实施例1的外筒的结构示意图；

图3为图2的外筒的沿A-A线的剖视图；

图4为本实用新型的气举装置的实施例1的内筒的结构示意图；

图5为图4的内筒的仰视图。

图中各标记：1.外筒；2.内筒；3.气举阀；4.限位块；5.阀座；6.进气孔；7.螺旋槽；8.分流槽；9.密封圈；10.台肩；11.引鞋；12.环形凹槽；13.内六角凹槽；14.倒角。

具体实施方式

本实用新型的气举装置的实施例1如图1~5所示，在本实施例中，以气举装置使用时朝向井口的方向为上方，朝向井底的方向为下方。气举装置包括气举阀3和用于安装气举阀3的气举工作筒，气举工作筒包括外筒1和设于外筒1内的内筒2，外筒1上设有用于安装气举阀3的阀袋，阀袋包括阀座5和与阀座5同轴设置的限位块4，气举阀3与阀座5之间通过螺纹连接，限位块4用于固定气举阀的相应端以防止气举阀在外筒上摆动，限位块4上设有通孔以使高压气体进入气举阀。

外筒1的内壁开设有沿其轴向向上延伸的螺旋槽7，螺旋槽7形成高压气体流动的螺旋流道，螺旋槽7的横截面为弧形，以减少流体流动方向上的棱角，进而减少流体在流动过程中受到的阻力，在其他实施例中，螺旋槽7的横截面也可以为矩形或U型等合适的形状，螺旋槽7共有三个且沿外筒的周向均匀分布，在其他实施例中，螺旋槽也可以为两个或者四个等其他合适的数量，在可以保证高压气体与井下液体混合的前提下，螺旋槽也可以仅有一个。三个螺旋槽7的进口端共同连接有环形的分流槽8，外筒1上设有连通阀座5与分流槽8的进气孔6，外筒1位于螺旋槽的出口端的上方设有引鞋11，引鞋11便于下井仪器顺利通过气举筒，在其他实施例中，也可以省略引鞋。外筒1的上下两端分别设有外螺纹，外筒的上下两端可以通过外螺纹分别与油管连接，也可以分别连接上接头与下接头，再通过上接头与下接头连接油管。

内筒2上设有外螺纹，外筒1上设有内螺纹，内筒2与外筒1之间通过螺纹连接，在其他实施例中，内筒2与外筒1之间也可以通过法兰连接，内筒2具有延伸入外筒1内的部分；内筒2安装于内筒1后位于螺旋槽7的下方的外壁上间隔设有两个环形凹槽12，环形凹槽12内分别安装有密封圈9，密封圈9可以密封内筒2与外筒1之间的间隙，使高压气体仅能沿螺旋槽7向上流动。外筒1位于内螺纹的下方设有与内筒1配合的台肩10，台肩10可以限制内筒旋入外筒的深度，避免内筒旋入过多过渡挤压密封圈而影响密封圈的密封效果，同时也可以避免内筒旋入外筒过多而对螺纹造成损害，在其他实施例中，也可以省略台肩，依靠环形凹槽12的槽壁与分流槽8的槽壁来限制内筒的旋入深度。内筒2的顶端处理成倒角14，便于井下工具通过内筒，内筒2的底端的端面上设有两个相隔180度的内六角凹槽13，在使用时可以通过F型扳手等将内筒旋转装入外筒。

上述的气举装置在使用时，将气举阀安装在气举工作筒的阀袋上，并将气举工作筒连接在油管的其中一段管路上并下入油井内，待油管下入到预定深度后，向油管与套管之间的环空内注入高压气体，待高压气体的压力超过气举阀的设定压力时，气举阀打开，高压气体经过进气孔进入分流槽，气体与液体两相混合，在分流槽内获得较大的径向速度后进入三个螺旋槽，气液混合后的整体沿螺旋槽高速旋转，经过螺旋槽的出口端射入油管内并呈向上的旋转运动的涡流，由于密度差异，液体被甩到油管壁上并沿着油管形成一个向上运动的环膜流态，而气体在油管中心向上运动，形成一个向上旋转流动的气心，气液两相分层运输，大大降低了两相介质摩擦力，减少油管中的摩擦损失和滑脱损失，从而提高了深油井的举升效率。

本实用新型的气举装置的实施例2，与实施例1的区别在于：分流槽为沿外筒内壁螺旋上升的螺旋形，其进口端与进气孔连通、出口端与其中一个螺旋槽的进口端连通，其他两个螺旋槽分别连接在分流槽的进口端与出口端之间。

本实用新型的气举装置的实施例3，与实施例1的区别在于：也可以省略分流槽，外筒上设有三个气举阀且分别连接有对应的螺旋槽。

本实用新型的气举装置的实施例4，与实施例1的区别在于：螺旋流道也可以为开设在内筒外壁上的螺旋槽或者内筒与外筒上共同设有互相配合的螺旋槽。

本实用新型还提供了一种气举工作筒的实施例，其具体结构与上述的气举装置的气举工作筒的结构相同，此处不再赘述。

Claims (20)

1.一种气举工作筒，包括外筒和设于外筒上用于安装气举阀的阀袋，其特征在于：所述外筒内还设有内筒，外筒与内筒之间具有沿外筒轴向延伸的螺旋流道，所述外筒上设有连通阀袋与螺旋流道的进气孔。

2.根据权利要求1所述的气举工作筒，其特征在于：所述螺旋流道为开设在外筒内壁上的螺旋槽。

3.根据权利要求2所述的气举工作筒，其特征在于：所述螺旋槽的横截面为弧形。

4.根据权利要求3所述的气举工作筒，其特征在于：所述螺旋槽至少有两个且其出气端沿外筒周向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的气举工作筒，其特征在于：所述内筒上设有连接进气孔与螺旋槽的分流槽，螺旋槽的进口端分别与分流槽连接。

6.根据权利要求5所述的气举工作筒，其特征在于：所述分流槽为沿外筒周向分布的环形。

7.根据权利要求1~6任一项所述的气举工作筒，其特征在于：所述外筒与内筒之间通过螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的气举工作筒，其特征在于：所述内筒位于螺旋流道的下方的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封圈。

9.根据权利要求8所述的气举工作筒，其特征在于：外筒与内筒之间设有限制内筒轴向位移的台肩。

10.根据权利要求1~6任一项所述的气举工作筒，其特征在于：外筒位于螺旋槽的出口端的上方设有引鞋。

11.一种气举装置，包括气举阀和安装气举阀的气举工作筒，所述气举工作筒包括外筒和设于外筒上用于安装气举阀的阀袋，其特征在于：所述外筒内还设有内筒，外筒与内筒之间具有沿外筒轴向延伸的螺旋流道，所述外筒上设有连通阀袋与螺旋流道的进气孔。

12.根据权利要求11所述的气举装置，其特征在于：所述螺旋流道为开设在外筒内壁上的螺旋槽。

13.根据权利要求12所述的气举装置，其特征在于：所述螺旋槽的横截面为弧形。

14.根据权利要求13所述的气举装置，其特征在于：所述螺旋槽至少有两个且其出气端沿外筒周向间隔设置。

15.根据权利要求14所述的气举装置，其特征在于：所述内筒上设有连接进气孔与螺旋槽的分流槽，螺旋槽的进口端分别与分流槽连接。

16.根据权利要求15所述的气举装置，其特征在于：所述分流槽为沿外筒周向分布的环形。

17.根据权利要求11~16任一项所述的气举装置，其特征在于：所述外筒与内筒之间通过螺纹连接。

18.根据权利要求17所述的气举装置，其特征在于：所述内筒位于螺旋流道的下方的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封圈。

19.根据权利要求18所述的气举装置，其特征在于：外筒与内筒之间设有限制内筒轴向位移的台肩。

20.根据权利要求11~16任一项所述的气举装置，其特征在于：外筒位于螺旋槽的出口端的上方设有引鞋。