本发明专利技术公开了一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，包括内筒，所述内筒的底部贯穿设有弹簧芯轴，弹簧芯轴上套设有密封弹簧，所述密封弹簧的一端固定在内筒内的底部，且密封弹簧的另一端固定在弹簧芯轴的一端，所述内筒上套设有承托筒，所述弹簧芯轴的一端设有气嘴下接头，所述气嘴下接头的一侧设有凹槽。本发明专利技术通过超声速气嘴实现超声速加速，气嘴由减缩段和渐扩段组成，能够产生超声速雾化作用，进一步提高了排水采气效率，具有成本低、结构简单、可调换、无辅助机械或能源系统的优点，减少上提升摩擦力的效果，降低了打捞难度，提高了打捞施工的成功率和安全系数，增加了下入深度，且气井开关井并不影响座封效果，稳定性高。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置
本专利技术涉及天然气开采
，尤其涉及一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置。
技术介绍
在天然气开采过程中，井底压力和天然气流速随开采时间逐步降低，使得气藏产出水或凝析液不能随气流排出，而形成“气井积液”现象，影响了天然气开采的效率和产量，严重时导致气井停产。为此，需要开发可靠性高、效率好、经济性强的的排水采气新方法和新技术。目前，针对井底积液的主要包括气动法、机械法和物理化学法三大类排水采气方法，其中井底节流器属于一种气动排水采气装置，利用气动加速提升天然气在井底的流速和动能，用于克服低流速对气液两相流工质携带能力的不足。节流器排水采气装置具有成本低、结构简单可靠、无辅助机械或能源系统，可长期布置井底用于提高采气效率。然而，传统的节流器均采用板孔气嘴结构，板孔气嘴附近气流产生严重畸变，导致节流器之后的气流总压恢复系数下降，致使排水采气效率受限，为此，我们提出了一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，包括内筒，所述内筒的底部贯穿设有弹簧芯轴，弹簧芯轴上套设有密封弹簧，所述密封弹簧的一端固定在内筒内的底部，且密封弹簧的另一端固定在弹簧芯轴的一端，所述内筒上套设有承托筒，所述弹簧芯轴的一端设有气嘴下接头，所述气嘴下接头的一侧设有凹槽，所述凹槽内的底部设有密封胶垫，所述密封胶垫的一端固定有气嘴本体，所述气嘴本体的一周侧壁上设有两个第三密封槽，所述第三密封槽内设有第三O形密封圈，所述第三O形密封圈的一侧抵触在凹槽内的相对侧壁上，所述气嘴本体的一端安装有气嘴上接头，所述气嘴上接头上套设有中心管，所述中心管上安装有锁紧套，所述中心管内设有拉断杆，所述拉断杆和中心管上共同贯穿设有剪断销，所述拉断杆的一端延伸至气嘴上接头内。优选地，所述中心管上固定有上密封胶筒，所述中心管上设有两个第一密封槽，两个第一密封槽内均安装有第一O形密封圈，所述中心管上安装有连接筒，所述连接筒上固定有下密封胶筒，所述第一O形密封圈抵触在连接筒的内侧，所述内筒和连接筒上共同套设有承托筒，所述气嘴下接头的一周侧壁上设有两个第二密封槽，所述第二密封槽内设有第二O形密封圈，所述第二O形密封圈的一端抵触在中心管的内壁上。优选地，所述承托筒内固定有四孔环，所述承托筒内螺纹套接有调节螺母，所述弹簧芯轴的一端贯穿四孔环和调节螺母并延伸至调节螺母的一侧，所述弹簧芯轴上安装有固定螺母，且固定螺母的一侧抵触在调节螺母的一侧。优选地，所述中心管上安装有卡瓦座，所述卡瓦座上安装有卡瓦，所述中心管和卡瓦上共同安装有固定环，所述卡瓦的一侧抵触在中心管的一侧。优选地，所述气嘴本体、气嘴上接头和气嘴下接头均采用高强度铝合金制成。优选地，所述上密封胶筒和下密封胶筒均采用三元乙丙橡胶制成。优选地，所述第一O形密封圈、第二O形密封圈和第三O形密封圈均采用丁腈橡胶制成。优选地，所述卡瓦的一侧等间距设有多个齿。优选地，所述弹簧芯轴上设有两个通孔。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过超声速气嘴和气流实现超声速加速，且避免了强激波或气流畸变导致的气流总压恢复系数下降问题，进一步提高了排水采气效率，具有成本低、结构简单、可调换、无辅助机械或能源系统的优点；2、通过卡瓦、上密封胶筒和下密封胶筒之间的配合，解决了打捞阻力大，成功率低的问题，达到了减少上提摩擦力的效果，降低了打捞难度，提高了打捞施工的成功率和安全系数；综上所述，本装置通过超声速气嘴实现超声速加速，气嘴由减缩段和渐扩段组成，能够产生超声速雾化作用，进一步提高了排水采气效率，具有成本低、结构简单、可调换、无辅助机械或能源系统的优点，减少上提升摩擦力的效果，降低了打捞难度，提高了打捞施工的成功率和安全系数，增加了下入深度，且气井开关井并不影响座封效果，稳定性高。附图说明图1为本专利技术提出的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置的外部结构示意图；图2为本专利技术提出的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置的内部结构示意图；图3为本专利技术提出的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置的气嘴本体结构示意图；图4为本专利技术提出的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置的超声速喷流雾化气嘴中心剖面图。图中：1拉断杆、2剪断销、3卡瓦座、4固定环、5气嘴上接头、6中心管、7卡瓦、8上密封胶筒、9锁紧套、10第一O形密封圈、11下密封胶筒、12第二O形密封圈、13内筒、14承托筒、15弹簧芯轴、16密封弹簧、17四孔环、18调节螺母、19固定螺母、20第三O形密封圈、21气嘴下接头、22气嘴本体、23密封胶垫。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1参照图1、2、3、4，一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，包括内筒13，内筒13的底部贯穿设有弹簧芯轴15，弹簧芯轴15上设有两个通孔，弹簧芯轴15上套设有密封弹簧16，密封弹簧16的一端固定在内筒13内的底部，且密封弹簧16的另一端固定在弹簧芯轴15的一端，内筒13上套设有承托筒14，弹簧芯轴15的一端设有气嘴下接头21，通过密封弹簧16和弹簧芯轴15之间的配合，方便进行举升，便于提高排水采气效率；气嘴下接头21的一侧设有凹槽，凹槽内的底部设有密封胶垫23，密封胶垫23的一端固定有气嘴本体22，气嘴本体22的一周侧壁上设有两个第三密封槽，第三密封槽内设有第三O形密封圈20，第三O形密封圈20的一侧抵触在凹槽内的相对侧壁上，气嘴本体22的一端安装有气嘴上接头5，井底高压低速气流经过气嘴上接头5，由于气嘴截面减小使得气流被压缩，气流速度不断被提高，在气嘴本体22处达到临界状态，气流速度提升到当地声速，临界状态的气流流过气嘴下接头21，由于气嘴截面减小使得气流膨胀，气流被加速达到超声速状态，超声速气流在气嘴下接头21不断被加速，最终喷出气嘴；气嘴上接头5上套设有中心管6，中心管6上安装有锁紧套9，中心管6内设有拉断杆1，拉断杆1和中心管6上共同贯穿设有剪断销2，拉断杆1的一端延伸至气嘴上接头5内，通过拉断杆1方便进行胶筒回收，便于再次利用。本专利技术中，中心管6上固定有上密封胶筒8，中心管6上设有两个第一密封槽，两个第一密封槽内均安装有第一O形密封圈10，中心管6上安装有连接筒，连接筒上固定有下密封胶筒11，第一O形密封圈10抵触在连接筒的内侧，内筒13和连接筒上共同套设有承托筒14，气嘴下接头21的一周侧壁上设有两个第二密封槽，第二密封槽内设有第二O形密封圈12，第一O形密封圈10、第二O形密封圈12和第三O形密封圈20均采用丁腈橡胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，包括内筒(13)，其特征在于：所述内筒(13)的底部贯穿设有弹簧芯轴(15)，弹簧芯轴(15)上套设有密封弹簧(16)，所述密封弹簧(16)的一端固定在内筒(13)内的底部，且密封弹簧(16)的另一端固定在弹簧芯轴(15)的一端，所述内筒(13)上套设有承托筒(14)，所述弹簧芯轴(15)的一端设有气嘴下接头(21)，所述气嘴下接头(21)的一侧设有凹槽，所述凹槽内的底部设有密封胶垫(23)，所述密封胶垫(23)的一端固定有气嘴本体(22)，所述气嘴本体(22)的一周侧壁上设有两个第三密封槽，所述第三密封槽内设有第三O形密封圈(20)，所述第三O形密封圈(20)的一侧抵触在凹槽内的相对侧壁上，所述气嘴本体(22)的一端安装有气嘴上接头(5)，所述气嘴上接头(5)上套设有中心管(6)，所述中心管(6)上安装有锁紧套(9)，所述中心管(6)内设有拉断杆(1)，所述拉断杆(1)和中心管(6)上共同贯穿设有剪断销(2)，所述拉断杆(1)的一端延伸至气嘴上接头(5)内。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，包括内筒(13)，其特征在于：所述内筒(13)的底部贯穿设有弹簧芯轴(15)，弹簧芯轴(15)上套设有密封弹簧(16)，所述密封弹簧(16)的一端固定在内筒(13)内的底部，且密封弹簧(16)的另一端固定在弹簧芯轴(15)的一端，所述内筒(13)上套设有承托筒(14)，所述弹簧芯轴(15)的一端设有气嘴下接头(21)，所述气嘴下接头(21)的一侧设有凹槽，所述凹槽内的底部设有密封胶垫(23)，所述密封胶垫(23)的一端固定有气嘴本体(22)，所述气嘴本体(22)的一周侧壁上设有两个第三密封槽，所述第三密封槽内设有第三O形密封圈(20)，所述第三O形密封圈(20)的一侧抵触在凹槽内的相对侧壁上，所述气嘴本体(22)的一端安装有气嘴上接头(5)，所述气嘴上接头(5)上套设有中心管(6)，所述中心管(6)上安装有锁紧套(9)，所述中心管(6)内设有拉断杆(1)，所述拉断杆(1)和中心管(6)上共同贯穿设有剪断销(2)，所述拉断杆(1)的一端延伸至气嘴上接头(5)内。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声速喷流雾化的排水采气装置，其特征在于，所述中心管(6)上固定有上密封胶筒(8)，所述中心管(6)上设有两个第一密封槽，两个第一密封槽内均安装有第一O形密封圈(10)，所述中心管(6)上安装有连接筒，所述连接筒上固定有下密封胶筒(11)，所述第一O形密封圈(10)抵触在连接筒的内侧，所述内筒(13)和连接筒上共同套设有承托筒(14)，所述气嘴下接头(21)的一周侧壁上设有两个第二密封槽，所述第二密封槽内设有第二O形密封圈(12)，所述第二O形密封圈(12)的一端抵触在中心管(6)的内壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟鹏，施圣贤，邱晓宁，高秀丽，陈天应，李东林，王辉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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