一種適於泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置的製作方法

2023-05-15 03:41:11 1

本發明屬於油氣田採氣井泡沫排水採氣裝置，尤其涉及一種適於泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置。

背景技術：

在氣井開採過程中，氣井井筒及井底附近地層會出現積液或者產水情況，影響氣井正常生產。而泡沫排水採氣工藝是解決氣井積液的經典物理化學方法，通過在油管或套管中加入一定量的泡排劑，泡排劑與井底積水接觸後產水泡沫，隨氣流從井底攜帶到地面，達到清除井底積液的目的。但是在氣井注入泡排劑後，由於氣井產量、積液量、接觸面積等因素的影響造成起泡效果不好，攜液效果較差，排水效率低。

關於泡沫排水採氣過程中泡排劑起泡裝置研究較少，梁政等人發明了一種天然集輸過程中泡沫排水採氣集輸管道用的重複發泡劑裝置，該裝置由入口閘閥、裝置殼體、過濾器、排汙閥、法蘭蓋、液壓快速接頭及攪拌葉組成，該裝置僅適用於地面水平管道，通過葉片實現攪拌，該裝置只適用於地面天然氣集輸。劉永輝、張杰等人發明了一種內聚式泡沫排水攪拌器，該裝置由攪拌器支架底座、旋轉葉片組成，該裝置通過旋轉葉片帶動整個裝置旋轉，從而實現攪拌，但該攪拌器無法攪拌管壁上的液膜，不利於井筒攜液。本發明專利設置三個攪拌點，除了採用旋轉葉片作為攪拌點之外，還安裝了旋轉導流頭作為主要攪拌點，工作筒管壁上的螺旋導軌作為第三攪拌點，可將管壁上的液膜轉化為液滴，增加氣井攜液效果。三個攪拌點的設置，不僅可以有效的將垂直管中的泡排劑與液體充分混合，而且可以有效將管壁上的液膜轉化為液滴，從而增加泡排劑起泡效果，增加井筒攜液能力。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種適於泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置，旨在解決井下泡沫排水過程中泡排劑起泡效果差，泡沫攜液量小、效率低等問題。

一種適於泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置，該裝置由工作筒、旋轉葉片、旋轉導流頭、軸承和軸擋組成，整個裝置可安裝在油管短接內。

所述工作筒為鋁-鎂輕質合金鋼材料，入口設置有45°、2mm內倒角，所述工作筒內壁設有4個均勻圓周分布的螺旋導軌，螺旋導軌起始端為圓角，螺旋方向為俯視順時針90°。工作筒入口端外表面設置軸承臺及一軸擋槽，用來分別安裝軸承及軸擋，工作筒出口端與旋轉導流頭固定連接；

所述旋轉導流頭內設置有三個均勻分布的旋轉導流通道，螺旋方向為俯視順時針90°，旋轉導流頭入口端設為一凹形弧面，中央處設有一連接頭與旋轉葉片軸相連。旋轉導流頭外表面設有一軸擋槽用以安裝軸擋，固定軸承。

所述旋轉葉片是三個扇形葉片均勻焊接在旋轉軸上，旋轉方向與旋轉導流頭一致，旋轉葉片為鋁-鎂輕質合金鋼材料，表面經過鈍化鍍膜處理，旋轉軸另一端固定於旋轉導流頭。

所述軸承直接安裝在油管短接內，與油管短接配合使用。

本發明從新的理論出發，以採氣井流體流動為動力，通過旋轉導流頭改變流體軌跡，對攪拌器產生反作用力，從而帶動整個攪拌器旋轉。從此之外，工作筒內部設置有螺旋導軌，可以順利將管壁上的液膜攪動起來，將管壁流體液膜轉化為液滴，增加攜液效果。同時本發明採用旋轉葉片作為第二動力源，增加攪拌器攪拌效果。旋轉導流頭、旋轉葉片不僅是整個攪拌器的動力源，也是攪拌器的主要攪拌作用點，充分混合泡排劑與井筒積液，增加了泡排劑的起泡效果，提高了氣井攜液能力，有效克服了井筒積液問題。

附圖說明

圖1是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置的正剖圖；

圖2是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置工作筒示意圖；

圖3是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置旋轉導流頭的結構示意圖；

圖4是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置旋轉葉片的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1～4所示，其中，圖1是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置的正剖圖；圖2是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置工作筒示意圖；圖3是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置旋轉導流頭的結構示意圖；圖4是本發明泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置旋轉葉片的結構示意圖。

一種適於泡沫排水採氣工藝的起泡劑井下攪拌裝置，與油管短節配合使用，包括含有軸承1，工作筒2，旋轉葉片3，旋轉導流頭4，軸擋5；

所述工作筒為鋁-鎂輕質合金鋼材料，入口設置有45°、2mm內倒角2-4，便於管壁上的液膜流入到工作筒。所述工作筒內有4個順時針90°螺旋導軌2-3，螺旋導軌起始端為圓角，螺旋導軌方向與旋轉葉片，旋轉導流頭螺旋通道方向一致，螺旋導軌可將管壁上液膜轉化成液滴，有利於井筒攜液。工作筒入口端外表面設置一軸擋槽2-2及軸承臺2-1，用以分別安裝軸擋和軸承，工作筒出口端與旋轉導流頭固定連接；

所述旋轉葉片是三個扇形葉片3-2均勻焊接在旋轉軸3-1，旋轉葉片為鋁-鎂輕質合金鋼材料，表面經過鈍化鍍膜處理，旋轉軸末端與旋轉導流頭連接頭相連。旋轉葉片不僅可作為第二動力源，同時也可均勻攪拌氣液兩相，增加泡排劑起泡效果。

所述旋轉導流頭內設置有三個均勻分布的螺旋通道4-2，螺旋方向為俯視順時針90°，可改變流體的流動軌跡，流體從出口端排出，同時流體會給旋轉導流頭施加反向作用力，帶動旋轉導流頭旋轉，氣液在出口端實現攪拌，同時旋轉導流頭帶動工作筒旋轉。旋轉導流頭入口端為一凹形弧面4-4，方便氣液順利進入螺旋通道，減少氣液能量損失。中央設有一連接頭4-3，與旋轉葉片軸連接。旋轉導流頭外表面設有一軸擋槽4-1用以安裝軸擋。

所述軸承內端卡定攪拌器，外端直接安裝在油管短接內，與油管短接配合使用。

攪拌器工作筒、旋轉導流頭、旋轉葉片皆採用鋁-鎂輕質合金材質，可有效降低整個裝置的重量，降低旋轉所需動力，有利於整個裝置旋轉。同時，整個攪拌器外表面通過拋光鈍化鍍膜處理，降低在井筒惡劣條件下被腐蝕現象，軸承的配合使用減小了攪拌器主體的摩擦作用。相比於現有技術的缺點和不足，本發明具有以下有益效果：

1)利用鋁-鎂合金鋼作為裝置主體材料不僅減少了裝置的重量，同時保證了裝置的強度；

2)旋轉導流頭的三個螺旋通道可改變流體流動軌道，給反向旋轉導流頭一個反作用力，實現整個攪拌器旋轉；

3)旋轉葉片作為第二動力源，同時也可均勻攪拌氣液兩相，增加起泡劑發泡效果；

4)螺旋導軌可將液膜轉化為液滴，增加井筒攜液效率；

5)軸承減少了攪拌器轉動過程中的阻力；

6)攪拌器表面的防腐塗料能有效防止攪拌器被腐蝕。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。