CN208870581U - 输气管线多相流排水采气工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种输气管线多相流排水采气工具，属于石油天然气输气管线领域，包括排水采气管、引流锥、节流挡板、导流体和螺旋线中心轴，排水采气管包括第一缩径腔及与第一缩径腔的入口端和出口端一体连通的第二缩径腔，第一缩径腔的直径大于第二缩径腔的直径，引流锥为圆锥结构，导流体为螺旋状结构；第一缩径腔内靠近入口端设置有节流挡板，节流挡板上环绕中心轴均匀开设有至少三个倾斜的节流孔，引流锥设置在第一缩径腔内且引流锥的底面与节流挡板一侧固定连接，导流体一端与节流挡板另一侧固定连接，螺旋线中心轴一端与节流挡板另一侧固定连接，螺旋线中心轴位于导流体内。该工具可有效解决地面输气管线的积液问题，恢复输气管线的能力。

Description

输气管线多相流排水采气工具

技术领域

本实用新型属于石油天然气输气管线领域，具体涉及输气管线多相流排水采气工具。

背景技术

油田生产过程中逐渐进入中后期，会出现气井产能递减率过快、能量不足的现象。目前在常规排水采气中主要解决井底排水采气的问题，将井底水排到井口，然后随着气体自身携液能力，将液体带入集气站再分离收集，但随着井底能量逐渐降低后，井口到集气站之间的输气管线随着地形等因素的影响，自身能量无法再将管线中的液体携带翻越过高的峰坡，造成管线低洼处积液，严重影响管线输气能力，在特殊天气情况下，甚至存在结冰堵塞的情况。

为了解决上述问题，目前主要采取的方法及存在的问题如下所述：

(1)大多都解决的是井底积液问题，将井底积液排出到井口地面管线中后，仍存在气井产能下降，气体能力不足，积液部位从井底转换到管线，严重影响正常输气。

(2)大多数技术都通过直接使用导流原理，在过气量相对过大的时候会形成中心气柱，越过导流体，不会形成良好的涡流效应，不能满足现场工况的需求，无法满足因地形因素或气井产能下降过快而造成工况聚变，适应性差。

因此，本申请提出输气管线多相流排水采气工具来解决上述问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了输气管线多相流排水采气工具。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

输气管线多相流排水采气工具，包括排水采气管、引流锥、节流挡板、导流体和螺旋线中心轴，所述排水采气管包括第一缩径腔及与所述第一缩径腔的入口端和出口端一体连通的第二缩径腔，所述第一缩径腔的直径大于所述第二缩径腔的直径，所述引流锥为圆锥结构，所述导流体为螺旋状结构；

所述第一缩径腔内靠近入口端设置有与所述第一缩径腔的轴线垂直的所述节流挡板，所述节流挡板的直径与所述第一缩径腔的直径相同，所述节流挡板上环绕中心轴均匀开设有至少三个从所述节流挡板一侧向中心轴倾斜的节流孔，所述引流锥设置在所述第一缩径腔内且所述引流锥的底面与所述节流挡板一侧固定连接，所述导流体设置在所述第一缩径腔内且所述导流体一端与所述节流挡板另一侧固定连接，所述引流锥靠近所述第一缩径腔的入口端，所述导流体靠近所述第一缩径腔的出口端，所述螺旋线中心轴设置在所述导流体内且一端与所述节流挡板另一侧固定连接，所述螺旋线中心轴位于所述节流孔与所述第一缩径腔的内壁之间，所述引流锥的底面遮盖所述节流孔直径的尺寸为4-6mm。

优选地，所述节流孔的倾斜角度为24°-36°，所述节流孔的直径为18.5-24.5mm。

优选地，所述导流体由沿中心轴形成旋转角度为24°-60°的螺旋线旋转至少五周而成。

优选地，所述节流孔的数量为六个，所述引流锥的底面遮盖所述节流孔直径的尺寸为4mm，所述节流孔的倾斜角度为30°，所述节流孔的直径为24.5mm。

优选地，所述节流挡板中间开设有连接孔，所述连接孔内设置有连接螺栓，所述引流锥和导流体通过所述连接螺栓连接。

本实用新型提供的输气管线多相流排水采气工具包括排水采气管、引流锥、节流挡板、导流体和螺旋线中心轴，所述排水采气管包括第一缩径腔及与所述第一缩径腔的入口端和出口端一体连通的第二缩径腔，第一缩径腔的直径大于第二缩径腔的直径，引流锥为圆锥结构，导流体为螺旋状结构；气流经过引流锥及节流挡板上的节流孔后实现1次引流，并且节流孔具有倾斜旋转角度，会产生1次旋流，通过节流挡板旋流后会冲击螺旋线，再通过导流体2次耦合导流，增加涡流强度，同时输出部位产生缩颈，利用节流原理，有效的增强传输距离，强化液体雾化原理；同时通过引流锥的底面对节流孔的部分遮盖重叠，可产生局部小型涡流，不影响整体涡流强度的同时产生雾化现场，降低液体重力，直接解决地面输气管线的积液问题，恢复输气管线的能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的输气管线多相流排水采气工具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型的技术方案和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。

实施例1

本实用新型提供了输气管线多相流排水采气工具，具体如图1所示，包括排水采气管、引流锥2、节流挡板3、导流体6和螺旋线中心轴8，排水采气管包括第一缩径腔1及与第一缩径腔1的入口端和出口端一体连通的第二缩径腔7，根据油田集输管线节流标准，第一缩径腔1的直径大于第二缩径腔7的直径，第一缩径腔1首先对整体入口端处的气液混合项进行变径节流；引流锥2为圆锥结构，产生节流效应，引流锥2按照标准采用1:3的模式进行节流引流，1:3指的是引流锥2锥体锥高与底面圆直径的比例，导流体6为螺旋状结构；

第一缩径腔1内靠近入口端设置有与第一缩径腔1的轴线垂直的节流挡板3，节流挡板3的直径与第一缩径腔1的直径相同，节流挡板3上环绕中心轴均匀开设有至少三个从节流挡板3一侧向中心轴倾斜的节流孔4，本实施例中节流孔4为6个。引流锥2设置在第一缩径腔1内且引流锥2的底面与节流挡板3一侧固定连接，导流体6设置在第一缩径腔1内且导流体6一端与节流挡板3另一侧固定连接，引流锥2靠近第一缩径腔1的入口端，导流体6靠近第一缩径腔1的出口端，螺旋线中心轴8设置在导流体6内且一端与节流挡板3另一侧固定连接，螺旋线中心轴8位于节流孔4与第一缩径腔1的内壁之间，引流锥2的底面遮盖节流孔4直径的尺寸为4-6mm，这里指的是引流锥2与节流孔4在组装的时候，引流锥2底面圆会遮盖一小部分节流孔4的实际面积，形成局部小型涡流，目的是产生局部小型涡流，在高压作用下，可形成液体雾化效应，改变液体形态，将液珠变成小型液滴，可大大降低液体重力。

进一步地，本实施中节流孔4的倾斜角度、即最优导流角度为24°-36°，本实施例中选择30°，节流孔4的直径为18.5-24.5mm，本实施例中选择24.5mm，采用三角形螺旋线2:1的模式进行螺旋线导流。导流体6进行二次涡流导流，导流体6由沿中心轴形成旋转角度为24°-60°的螺旋线旋转至少五周而成，采用三角形螺旋线2:1的模式进行螺旋线导流，与节流孔4导流耦合，加强涡流的形成；第二缩径腔7最后再通过二次缩颈，传输涡流强度，可增大有效作用距离。节流挡板3中间开设有连接孔5，连接孔5内设置有连接螺栓，引流锥2和导流体6通过连接螺栓连接。

本实施例提供的输气管线多相流排水采气工具的工作原理如下所述：

原理为：首先通过第一缩径腔1的入口端的第二缩径腔7对整体入口端处的气液混合项进行变径节流，然后同引流锥2会产生节流效应，按照标准采用1:3的模式进行节流引流；其次在节流挡板3的节流孔4处进行一次涡流导流，根据经验公式并计算结果得出，最优导流角度为30°，沿径向方向开节流孔道，孔的大小为24.5mm，均匀轴向分布6个；再次，由引流锥2的底面遮盖节流孔4直径的尺寸为4mm，形成局部小型涡流，目的是产生局部小型涡流，在高压作用下，可形成液体雾化效应，改变液体形态，将液珠变成小型液滴，可大大降低液体重力；再次进行二次涡流导流，沿中心轴形成旋转角度为30°的螺旋线，采用三角形螺旋线2:1的模式进行螺旋线导流，缠绕模式为5周，与一次节流导流耦合，加强涡流的形成；最后再通过二次缩颈，传输涡流强度，可增大有效作用距离。

本实施例提供的输气管线多相流排水采气工具针对气体相对能量过大时，直接越过导流体的问题，采取多次导流，实现耦合，设计特殊位置强化液体雾化原理，补充了现有技术存在的不足。

以上所述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.输气管线多相流排水采气工具，其特征在于，包括排水采气管、引流锥(2)、节流挡板(3)、导流体(6)和螺旋线中心轴(8)，所述排水采气管包括第一缩径腔(1)及与所述第一缩径腔(1)的入口端和出口端一体连通的第二缩径腔(7)，所述第一缩径腔(1)的直径大于所述第二缩径腔(7)的直径，所述引流锥(2)为圆锥结构，所述导流体(6)为螺旋状结构；

所述第一缩径腔(1)内靠近入口端设置有与所述第一缩径腔(1)的轴线垂直的所述节流挡板(3)，所述节流挡板(3)的直径与所述第一缩径腔(1)的直径相同，所述节流挡板(3)上环绕中心轴均匀开设有至少三个从所述节流挡板(3)一侧向中心轴倾斜的节流孔(4)，所述引流锥(2)设置在所述第一缩径腔(1)内且所述引流锥(2)的底面与所述节流挡板(3)一侧固定连接，所述导流体(6)设置在所述第一缩径腔(1)内且所述导流体(6)一端与所述节流挡板(3)另一侧固定连接，所述引流锥(2)靠近所述第一缩径腔(1)的入口端，所述导流体(6)靠近所述第一缩径腔(1)的出口端，所述螺旋线中心轴(8)设置在所述导流体(6)内且一端与所述节流挡板(3)另一侧固定连接，所述螺旋线中心轴(8)位于所述节流孔(4)与所述第一缩径腔(1)的内壁之间，所述引流锥(2)的底面遮盖所述节流孔(4)直径的尺寸为4-6mm。

2.根据权利要求1所述的输气管线多相流排水采气工具，其特征在于，所述节流孔(4)的倾斜角度为24°-36°，所述节流孔(4)的直径为18.5-24.5mm。

3.根据权利要求1所述的输气管线多相流排水采气工具，其特征在于，所述导流体(6)由沿中心轴形成旋转角度为24°-60°的螺旋线旋转至少五周而成。

4.根据权利要求1所述的输气管线多相流排水采气工具，其特征在于，所述节流孔(4)的数量为六个，所述引流锥(2)的底面遮盖所述节流孔(4)直径的尺寸为4mm，所述节流孔(4)的倾斜角度为30°，所述节流孔(4)的直径为24.5mm。

5.根据权利要求1所述的输气管线多相流排水采气工具，其特征在于，所述节流挡板(3)中间开设有连接孔(5)，所述连接孔(5)内设置有连接螺栓，所述引流锥(2)和导流体(6)通过所述连接螺栓连接。