喷射旋流节流器制造技术

本申请涉及喷射旋流节流器，涉及石油及天然气开发排水采气设备的领域，其包括旋流喷射总成，用于与油管坐落短节固定连接；节流件，与旋流喷射总成连接，引导气体和水的混合流体进入旋流喷射总成的孔道内，节流件的孔道直径小于旋流喷射总成与节流件连接部分的孔道直径；喉管，固定于旋流喷射总成的孔道内，孔道横截面沿远离节流件方向减小至最小横截面后再逐渐增大，对经过节流件进入旋流喷射总成内的流体进行混合；旋流发生器，固定于旋流喷射总成的孔道内且位于喉管背向节流件的一端，对经过喉管的流体进一步雾化。本申请具有实现气井内气压降低情况下使用气体将水排出的效果。气压降低情况下使用气体将水排出的效果。气压降低情况下使用气体将水排出的效果。

【技术实现步骤摘要】
喷射旋流节流器


[0001]本申请涉及石油及天然气开发排水采气设备的领域，尤其是涉及喷射旋流节流器。

技术介绍

[0002]天然气井在采气过程中由于生产压力降低，当井筒内气体实际流速小于临界流速时,气流就不能将井内液体全部携出井口，导致部分地层水无法由生产管柱带出地面，最终造成气井水淹，剩余天然气无法采出，因此必须排出井底的积液。
[0003]现有技术中的排水采气工艺主要包括以下几种:泡沫排水采气工艺通过将井底积液转变为低密度易携带的泡沫状流体，提高气流携液能力，降低临界携液流量，达到排出井筒积液目的，具有施工简单，不影响气井正常生产的优势，该措施主要针对积液初期和积液中期的气井，仅适用于自喷能力较强、油管或者套管畅通、地层水与泡排剂配伍良好的气井。
[0004]速度管柱排水采气工艺是采用管径小于常规油管的连续油管作为生产管柱，依靠气井自身能量，提高气体流速，降低液体的滑脱效应，从而增强气井携液能力，具有一次性施工，无需后期维护的优势，但工艺较为复杂，施工成本较高。
[0005]柱塞排水采气工艺以柱塞作为气液分隔界面，有效防止气体上窜和液体滑脱，增加气举效率，具有排液效率高、自动化程度高、安全环保的技术特点，但后期维护成本较高。
[0006]气举排水采气工艺对产能较好的气井气举效果良好，能够达到恢复气井连续生产的效果，通过多次气举，可以有效排除井筒及地层中的积液，但对于产地层水和产能较低的气井气举无明显效果，只能作为诱喷复活手段。
[0007]针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在气井生产中后期，采气的产层地层压力降低，排水效率低的缺陷。

技术实现思路

[0008]为了实现气井内气压降低情况下使用气体将水排出的效果，本申请提供喷射旋流节流器。
[0009]本申请提供的喷射旋流节流器，采用如下的技术方案：
[0010]喷射旋流节流器，包括旋流喷射总成，用于与油管坐落短节固定连接；
[0011]节流件，与旋流喷射总成连接，引导气体和水的混合流体进入旋流喷射总成的孔道内，节流件的孔道直径小于旋流喷射总成与节流件连接部分的孔道直径；
[0012]喉管，固定于旋流喷射总成的孔道内，孔道横截面沿远离节流件方向减小至最小横截面后再逐渐增大，对经过节流件进入旋流喷射总成内的流体进行混合；
[0013]旋流发生器，固定于旋流喷射总成的孔道内且位于喉管背向节流件的一端，对经过喉管的流体进一步雾化。
[0014]通过采用上述技术方案，水和天然气经过节流件进入旋流喷射总成内，节流件控
制进入旋流喷射总成内的流体流量，且进入旋流喷射总成内的流体由于孔道直径变大产生紊流进行混合，流体经过喉管时水和气体进行混合，经过喉管的流体再进入旋流发生器进行加速、混合和雾化，液滴沉降速度远小于气流的上升速度，可以通过气井自身的上升气流带出井口，由于喉管的设置，能将水和天然气进行更为均匀的混合，提高了旋流发生器的雾化效果，保证天然气能带着水上升，保证了生产中后期，地层压力降低，或其他情况下气井气压为相对较低时，仍能通过天然气自身压力带着水上升。
[0015]优选的，所述喉管靠近节流件的一端距最小孔径处的距离小于喉管靠近旋流发生器的一端距最小孔径处的距离。
[0016]通过采用上述技术方案，进入喉管内的流体的流通孔道横截面变化更加急剧，流体中水和气体能更好的混合。
[0017]优选的，所述旋流喷射总成远离喷射管的一端设置有孔道横截面逐渐增大的扩压室。
[0018]通过采用上述技术方案，扩压室内混合流体的速度下降，压力上升；在扩压室内流体的部分动能转变为压力能，形成液滴的雾水可以通过气井自身的上升气流带出井口。
[0019]优选的，所述旋流喷射总成上连接有喷射管，喷射管用于与油管坐落短节固定。
[0020]通过采用上述技术方案，通过喷射管实现旋流喷射总成与油管坐落短节之间的固定连接，能在旋流喷射总成的外径较大时，保证旋流喷射总成与油管坐落短节之间的固定，旋流喷射总成的外径越大，扩压室能够增大的横截面面积越大。
[0021]优选的，所述旋流喷射总成上连接有喷射管，所述喷射管与旋流喷射总成螺纹连接，旋流喷射总成内侧设置有与旋流发生器接触抵压的限位面，喷射管、旋流发生器、喉管、旋流喷射总成依次抵压。
[0022]通过采用上述技术方案，将旋流发生器、喉管依次放入旋流喷射总成的孔道后，通过限位面和喷射管的设置，将喷射管与旋流喷射总成连接，实现旋流发生器、喉管的快速安装。
[0023]优选的，所述旋流喷射总成上连接有喷射管，所述喷射管孔道的横截面面积大于喉管孔道最小横截面面积，节流件连接于喷射管远离旋流喷射总成的一端。
[0024]通过采用上述技术方案，流体自节流件喷嘴进入喷射缓冲室后，流体在喷射管内存在涡流状态，水和天然气初步混合，节流件与喉管之间的间隔越大，流体在喷射管内的混合时间越长，提高初步混合的效果。
[0025]优选的，所述旋流发生器上构造有多个旋流孔。
[0026]通过采用上述技术方案，水在旋流孔内螺旋流动时雾化呈更小的水滴，与气体进一步混合，提高混合的均匀性，经过雾化后液滴沉降速度远小于气流的上升速度。
[0027]优选的，所述旋流喷射总成外侧设置有密封块，密封块用于旋流喷射总成与油管坐落短节之间的密封；
[0028]旋流喷射总成与喉管之间密封连接；
[0029]旋流喷射总成与旋流发生器之间密封连接。
[0030]通过采用上述技术方案，通过将旋流喷射总成与油管坐落短节、喉管、旋流发生器之间的连接处进行密封，保证流体通过喉管、旋流发生器、旋流喷射总成内的孔道流动，减少压力损失，避免产生水的堆积。
[0031]优选的，所述节流件为与旋流喷射总成可拆卸连接的喷嘴。
[0032]通过采用上述技术方案，根据不同管径选安装不同规格的喷嘴，调整进入旋流喷射总成内的流体流量。
[0033]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0034]1.水和天然气经过节流件进入旋流喷射总成内，节流件控制进入旋流喷射总成内的流体流量，且进入旋流喷射总成内的流体由于孔道直径变大产生紊流进行混合，流体经过喉管时水和气体进行混合，经过喉管的流体再进入旋流发生器进行加速、混合和雾化，液滴沉降速度远小于气流的上升速度，可以通过气井自身的上升气流带出井口，由于喉管的设置，能将水和天然气进行更为均匀的混合，提高了旋流发生器的雾化效果，保证天然气能带着水上升，保证了生产中后期，地层压力降低，或其他情况下气井气压为相对较低时，仍能通过天然气自身压力带着水上升；
[0035]2.将旋流发生器、喉管依次放入旋流喷射总成的孔道后，通过限位面和喷射管的设置，将喷射管与旋流喷射总成连接，实现旋流发生器、喉管的快速安装；
[0036]3.流体自节流件喷嘴进入喷射缓冲室后，流体在喷射管内存在涡流状态，水和天然气初步混合，节流件与喉管之间的间隔越大，流体在喷射管内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷射旋流节流器，其特征在于，包括：旋流喷射总成(2)，用于与油管坐落短节(1)固定连接；节流件(9)，与旋流喷射总成(2)连接，引导气体和水的混合流体进入旋流喷射总成(2)的孔道内，节流件(9)的孔道直径小于旋流喷射总成(2)与节流件(9)连接部分的孔道直径；喉管(3)，固定于旋流喷射总成(2)的孔道内，孔道横截面沿远离节流件(9)方向减小至最小横截面后再逐渐增大，对经过节流件(9)进入旋流喷射总成(2)内的流体进行混合；旋流发生器(4)，固定于旋流喷射总成(2)的孔道内且位于喉管(3)背向节流件(9)的一端，对经过喉管(3)的流体进一步雾化。2.根据权利要求1所述的喷射旋流节流器，其特征在于：所述喉管(3)靠近节流件(9)的一端距最小孔径处的距离小于喉管(3)靠近旋流发生器(4)的一端距最小孔径处的距离。3.根据权利要求1所述的喷射旋流节流器，其特征在于：所述旋流喷射总成(2)远离节流件(9)的一端设置有孔道横截面逐渐增大的扩压室(6)。4.根据权利要求3所述的喷射旋流节流器，其特征在于：所述旋流喷射总成(2)上连接有喷射管(7)，喷射管(7)用于与油管坐落短节(1)固定。5.根据权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜军，段雨安，薛涛，王岳双，
申请(专利权)人：西安杰源石油工程有限公司，
类型：新型
国别省市：