一種用于天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置的制作方法

本發(fā)明涉及到天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置。

背景技術(shù)：

天然氣從地層進(jìn)入地面主要包括地層、井筒和地面三個(gè)流動(dòng)過(guò)程，天然氣在高壓、低溫和含水情況下極易生成水合物堵塞井筒生產(chǎn)管柱和地面管線，影響氣井正常生產(chǎn)。目前，為防止氣井采氣過(guò)程中水合物的生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越多地采用井下節(jié)流器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井筒內(nèi)的節(jié)流降壓并利用地層熱能加熱節(jié)流后的低溫天然氣。

本發(fā)明利用螺旋導(dǎo)流槽改變流體流動(dòng)方向，將紊流流體轉(zhuǎn)為有序的螺旋流體，并且在螺旋節(jié)流帽底面和螺旋節(jié)流帽頂面分別設(shè)有2~5個(gè)流體入口和出口，從而達(dá)到高效提高氣井排液能力和防止水合物生成的目的。本發(fā)明單獨(dú)使用時(shí)，具有操作簡(jiǎn)便，安全環(huán)保，節(jié)能高效的特點(diǎn)。本發(fā)明還可同起泡劑等化學(xué)藥劑同時(shí)使用，以協(xié)助排出氣井井筒中積液。需要安裝或拆卸該裝置時(shí)，采用鋼絲投撈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用螺旋導(dǎo)流槽改變流體流動(dòng)方向，將紊流流體轉(zhuǎn)為有序的螺旋流體，實(shí)現(xiàn)節(jié)流降壓，防止井筒天然氣水合物生成，特提供一種用于天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置，是由打撈頭、上密封圈、上卡瓦、螺旋節(jié)流帽、螺旋節(jié)流槽、流量控制閥、螺旋節(jié)流座、下卡瓦、下密封圈和殼體組成。

所述殼體安裝在整個(gè)螺旋節(jié)流裝置的外部，殼體將整個(gè)螺旋節(jié)流裝置包裹，在殼體的頂端安裝有打撈頭，用于裝置的安裝與卸載；

所述上密封圈安裝在殼體上部與油管內(nèi)壁間的空隙處，下密封圈安裝在殼體下部與油管內(nèi)壁間的空隙處；

所述上卡瓦安裝在油管內(nèi)側(cè)與螺旋節(jié)流裝置殼體上部之間，下卡瓦安裝在油管內(nèi)側(cè)與螺旋節(jié)流裝置殼體下部之間；

所述螺旋節(jié)流座下部?jī)?nèi)設(shè)有中心導(dǎo)流通道，螺旋節(jié)流座上部設(shè)置有螺旋節(jié)流帽，螺旋節(jié)流帽的流體入口處安裝有流量控制閥，用于調(diào)節(jié)節(jié)流降壓程度；

所述螺旋節(jié)流帽外表面設(shè)置有螺旋導(dǎo)流槽，用于改變流體流動(dòng)方向，將紊流流體轉(zhuǎn)為有序的螺旋流體，頂部為流體入口；

所述螺旋節(jié)流帽頂面邊緣設(shè)置有2~5個(gè)流體出口且均勻分布在頂部平面上；

所述螺旋節(jié)流帽底面邊緣設(shè)置有2~5個(gè)流體入口且均勻分布在底部平面上；

所述螺旋節(jié)流裝置的螺旋節(jié)流帽與螺旋節(jié)流座間用螺紋連接，殼體與螺旋節(jié)流座間用螺紋連接；

所述螺旋節(jié)流帽和螺旋節(jié)流座均采用高強(qiáng)度永磁鐵作為材質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）選用高強(qiáng)度永磁鐵作為螺旋節(jié)流裝置主要材質(zhì)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)可抑制水合物生成；（2）螺旋導(dǎo)流槽加劇高速流體與螺旋導(dǎo)流槽之間的摩擦，產(chǎn)生熱量抑制水合物生成；（3）液體密度較高，液體在離心力作用下被甩到油管壁面，離地層熱源更近，也可抑制水合物生成；（4）離開螺旋節(jié)流裝置后的流體在離心力作用下使干冷氣體聚集在油管中心位置，較熱的氣體則分布在油管邊緣位置，有限的熱量被用于防止水合物生成；（5）高速旋轉(zhuǎn)的氣體不斷沖刷井筒壁面，在將液體帶走的同時(shí)，水合物也不易在井壁附著；（6）被甩到井壁的液體與井壁之間摩擦產(chǎn)生熱量。本發(fā)明在保障節(jié)流降壓的同時(shí)，又能更為有效地抑制水合物生成。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流帽6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流座10的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流座10頂面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流座10底面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流帽6頂面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明裝置中螺旋節(jié)流帽6底面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.油管，2.打撈頭，3.上密封圈，4.上卡瓦，5.流體出口，6.螺旋節(jié)流帽，7.螺旋導(dǎo)流槽，8.流體入口，9.流量控制閥，10.螺旋節(jié)流座，11.中心導(dǎo)流通道，12.下卡瓦，13.下密封圈，14.殼體。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更為清楚，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-7所示，一種天然氣井井下螺旋節(jié)流裝置，包括從上到下依次為上密封圈3、上卡瓦4、螺旋節(jié)流帽6、螺旋節(jié)流座10、下卡瓦12、下密封圈13和殼體14。

殼體14安裝在螺旋節(jié)流裝置的外部，殼體14將螺旋節(jié)流裝置包裹，在殼體頂端安裝有打撈頭2，用于裝置的安裝與卸載；上密封圈3和下密封圈13設(shè)置在殼體與油管內(nèi)壁面之間空隙處，用于封隔殼體與油管間隙；上卡瓦4和下卡瓦12安裝在油管與螺旋節(jié)流裝置之間，用于在井筒油管內(nèi)部固定裝置；螺旋節(jié)流座10內(nèi)部設(shè)有中心導(dǎo)流通道11；螺旋節(jié)流帽6設(shè)有流量控制閥9、流體入口8、螺旋導(dǎo)流槽7和流體出口5，分別位于其底部、外表面和頂部，流量控制閥9用于調(diào)節(jié)節(jié)流降壓程度，螺旋導(dǎo)流槽7則改變流體流動(dòng)方向，將紊流流體轉(zhuǎn)為有序的螺旋流體的作用。

螺旋節(jié)流帽6與螺旋節(jié)流座10用螺紋連接；殼體14與螺旋節(jié)流座10用螺紋連接；依據(jù)氣井實(shí)際需求調(diào)節(jié)螺旋節(jié)流裝置節(jié)流降低程度以及改變裝置下入深度。

螺旋節(jié)流帽6底面邊緣設(shè)置有2~5個(gè)流體入口且均勻分布，螺旋節(jié)流帽6頂面邊緣設(shè)置有2~5個(gè)流體出口且均勻分布。

高壓流體從油管中進(jìn)入螺旋節(jié)流裝置，首先進(jìn)入中心導(dǎo)流通道11，再利用螺旋節(jié)流帽6和螺旋節(jié)流座10之間的間隙進(jìn)入流體入口8，經(jīng)螺旋導(dǎo)流槽7后從流體出口5流出，此時(shí)流體壓力較之前已有大幅度降低，能起到保護(hù)油管及地面管線的作用。

流體在進(jìn)入螺旋節(jié)流裝置后，由于裝置主要材質(zhì)為永磁鐵，能有效抑制水合物的形成。

流體在流經(jīng)螺旋導(dǎo)流槽時(shí)，由于氣液密度差異，流體中的氣體和液體分離，同時(shí)流體流動(dòng)方向改變，原先的紊流流體轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻穆菪黧w。

在離開螺旋節(jié)流器后，液體被甩向油管壁面，這使得液體離地層熱源更近，同時(shí)井壁上的液體與井壁之間摩擦生熱，這都能加熱液體，有效抑制水合物產(chǎn)成。

在離開螺旋節(jié)流裝置后，干冷氣體聚集在油管中心位置，較熱的氣體分布在油管邊緣位置，氣體中有限的熱量被用于防止水合物生成。

最后沿井筒中心向上的旋轉(zhuǎn)氣流還能不斷沖刷井筒壁面，帶走井筒壁面上的液體，降低井口壓力，同時(shí)防止井筒天然氣水合物生成。