井下排水采氣系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及井下采氣領域，具體是指井下排水采氣系統。
【背景技術】
[0002]在國內多數氣井中都會不同程度的在井底出現積水，對于存在底水或是邊水的氣井，在開采過程中液氣比將逐漸增高，如果不及時調整液氣比或者井底積液不及時排除井口，這會導致氣井的正常生產，甚至將氣井淹死而導致停產，因此正確預測氣井在不同程度含液量下的舉升能力根據氣井的實際情況選擇合適氣井的排水采氣工藝具有重要的實際意義。
[0003]氣井井底剛開始出現少量積液時井筒內的液體可以被氣體利用自身的上升力帶出井筒，氣井還能正常生產，這時氣井氣流的最流流速稱為氣井攜液臨界流速，對應的氣體流量稱為氣井攜液臨界流量；當井筒內氣體的實際流速小于臨界流速時，氣流就不能將井內液體利用自身的上升力帶出井口。而現有技術中，通常采用直射噴嘴，液體經過加壓后獲得較大的動能，經過噴嘴后液體將以很大的速度噴射出去，在液體表面張力、粘性及空氣阻力相互作用下，液體由滴落、平滑流、波狀流向噴霧流逐漸轉變，最后方便實現氣液的兩相分離；但是由于直射噴嘴中排出的水流具有表面張力，因此在液體轉變為噴霧流的過程中，需不斷向井下加壓才能滿足液體在噴射出時具有很高的速度與周圍空氣發生摩擦而分離霧化，然后井下的氣壓越高，采氣時所面臨的安全可靠度越低，極易引發安全事故。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供井下排水采氣系統，方便氣液快速的自主上升排出井夕卜，同時達到提高采氣安全可靠度的目的。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:
[0006]井下排水采氣系統，包括固定在套管內的封隔器以及固定筒，在所述套管的上端依次連接有預存腔體、汽水分離器和水池，在所述固定筒上螺紋連接有噴嘴，所述噴嘴包括噴嘴內芯以及套設在噴嘴內芯外的噴嘴外殼，噴嘴外殼的端部設有噴流孔，在所述噴嘴內芯一端設置內圓錐面，且所述內圓錐面與噴嘴外殼的內壁形成進氣腔體，噴嘴內芯另一端開有正對噴流孔的通孔，通孔內壁上安裝有多個旋流葉片，且通孔與噴嘴內芯的內壁形成旋流腔體；還包括兩個貫穿噴嘴外殼以及噴嘴內芯的氣孔，在噴嘴內芯中部設置有環形的對流槽，兩個氣孔對稱設置在對流槽的兩端，且所述氣孔的出氣端內徑在沿噴嘴內芯徑向指向軸心的方向上遞減。在對具有一定含水量的氣井的開采過程中，套管置于地底的氣層，通過封隔器將套管上端與其下端隔絕，向氣井內注入壓力推動封隔器打開使得套管上下端連通，而固定筒上安裝噴嘴，在壓力的壓迫下井內的氣液兩相混合物則通過噴嘴噴射入預存腔體，且預存腔體與汽水分離器、水池依次連接，即氣液混合物在被噴嘴噴射至預存腔體后直接由汽水分離器進行氣液兩相的分離，分離出的氣體被排出至儲氣罐等收集裝置，而分離出的水分則排至水池中；
[0007]當氣井內的氣液兩相混合物在井內壓力的推動下開始上升，氣液混合物進入到進氣腔體內后經過內圓錐面對其進行體積壓縮，進而提高氣液混合物的流動速度，在氣液混合物進入旋流腔體時，流體與旋流葉片相互接觸，通過旋流葉片將流體帶動旋轉，最后利用旋轉產生的離心力將氣液混合物從噴流孔中甩出；當氣液混合物的流量很小時，離心力大于液體表面張力時，由噴流孔中甩出的為尺寸較大的大液滴，此時液體直接分裂成液滴；當流量增大時，液體被旋轉分裂成數量較多的絲狀射流，液體的流態極不穩定，液體離開旋轉葉片末端并由噴流孔噴出一段距離后，直接與空氣發生摩擦作用而分離成小液滴，形成絲狀分裂液滴，當流量繼續增大時，液絲相互連接成液膜，隨著液膜向外擴展成更薄的液膜，并以很高的速度與周圍的空氣發生摩擦而分離霧化，由薄膜狀分裂成液滴，使得在噴流孔噴出霧狀的氣液混合物，同時在正常使用的工作壓力下將氣井內的氣液兩相抽取出，以方便后期的氣液分離工序；
[0008]其中在噴嘴內芯中部開有環形的對流槽，向氣孔注入空氣，涌進的空氣在氣孔的末端壓縮，即進一步增大空氣的噴射速度，而氣孔沿環形的對流槽對稱設置，進而有兩個氣孔噴出的空氣流相互對沖，且能在對流槽內進行一段時間的，旋流腔體內流動的氣液混合物在對流槽所形成的圓柱環境下與空氣混合，高速流動的空氣與相對較低速度運動的氣液混合物或是液膜相互產生震動、摩擦，使得液體破碎為細小的液體；然后再經過旋流葉片的離心加速迅速上升，方便氣液快速的自主上升排出井外，同時達到提高采氣安全可靠度的目的。
[0009]進一步地，所述噴嘴內芯的端部設有環形凹槽，且所述旋流腔體通過圓孔與環形凹槽連通。環形凹槽與噴嘴外殼的內壁之間形成環空，氣液混合物在即將通過旋流葉片時經過圓孔進入到環空內，在一定程度上減弱了氣液混合物在旋流腔體靠近其內壁部分的流層運動速度，避免氣液混合物直接對旋流葉片造成沖擊，防止旋流葉片局部受損后影響流體的旋轉，提高噴流孔內氣液混合物的霧化效果。
[0010]進一步地，還包括開設在噴嘴外殼端部的擴散孔，所述擴散孔與噴流孔的出氣端連通。由噴流孔射出的霧狀液滴擴散范圍較大，不利于井上作業對霧狀液滴的收集，與噴流孔連通的擴散孔可對輻射噴出的霧狀液滴進行收攏聚集，使之直接進入井上裝置中的容納腔中。
[0011]本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果:
[0012]1、本實用新型當流量繼續增大時，液絲相互連接成液膜，隨著液膜向外擴展成更薄的液膜，并以很高的速度與周圍的空氣發生摩擦而分離霧化，由薄膜狀分裂成液滴，使得在噴流孔噴出霧狀的氣液混合物，同時在正常使用的工作壓力下將氣井內的氣液兩相抽取出，以方便后期的氣液分離工序；
[0013]2、本實用新型的環形凹槽與噴嘴外殼的內壁之間形成環空，氣液混合物在即將通過旋流葉片時經過圓孔進入到環空內，在一定程度上減弱了氣液混合物在旋流腔體靠近其內壁部分的流層運動速度，避免氣液混合物直接對旋流葉片造成沖擊，防止旋流葉片局部受損后影響流體的旋轉，提高噴流孔內氣液混合物的霧化效果。
【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:
[0015]圖1為本實用新型結構示意圖；
[0016]圖2為噴嘴的結構示意圖；
[0017]圖3為喂'嘴外殼的結構不意圖；
[0018]圖4為噴嘴內芯的結構示意圖；
[0019]附圖中標記及相應的零部件名稱:
[0020]1-噴嘴外殼、2-進氣腔體、3-內圓錐面、4-噴嘴內芯、5-旋流腔體、6-環形凹槽、7-旋流葉片、8-噴流孔、9-擴散孔、10-對流槽、11-氣孔、12-套管、13-固定筒、14-封隔器、15-氣層、16-預存腔體、17-汽水分離器、18-水池。
【具體實