Струйный аппарат

 

Изобретение относится к области струйной техники. Аппарат снабжен дополнительным соплом, установленным между коаксиально расположенными камерой смешения и диффузором и выполненным в виде цилиндрических образующих поверхностей с кольцевым зазором, сообщенным через проточку и радиальные отверстия, выполненные над цилиндрической наружной частью дополнительного сопла, с общей камерой подвода активной среды, сообщенной непосредственно с кольцевым зазором основного сопла. Основное и дополнительное сопла аппарата снабжены регуляторами осевого перемещения в виде винтовых пар с гайками, выполненными соответственно на корпусах начальной секции диффузора и промежуточного соединительного аппарата, и винтами на соплах с камерой смешения и приемного канала пассивной среды. В результате достигается повышение эжектирующей способности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области струйной техники и может быть использовано в качестве струйного аппарата для эксплуатации газоконденсатных скважин.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения и секционный диффузор, включающий две конические секции. Аппарат снабжен промежуточным патрубком, установленным между коническими секциями диффузора с зазором относительно одной из них с образованием кольцевого канала, сообщенного с приемным каналом посредством линии подачи с установленным на ней клапаном, а промежуточный патрубок установлен с возможностью замены [1].

Несмотря на сложность конструкции данного аппарата, его КПД инжекции недостаточно высок и поэтому ограничена его область применения.

Задачей изобретения является повышение эжектирующей способности путем увеличения площади поверхности, разграничивающей потоки с разными скоростями, и снабжение аппарата дополнительным соплом.

Поставленная задача решается тем, что в струйном аппарате, содержащем сопло, приемный канал, камеру смешения, секционный диффузор, включающий начальную и внешнюю секции и кольцевой канал, предлагается аппарат снабдить дополнительным соплом, установленным между камерой смешения основного сопла и диффузором, коаксиально расположеными между собой, выполненным в виде цилиндрических образующих поверхностей и с кольцевым зазором, сообщенным через проточку и радиальные отверстия, выполненные над цилиндрической наружной носовой частью дополнительного сопла, с общей камерой подвода активной среды, сообщенной непосредственно и с кольцевым зазором основного сопла. Основное и дополнительное сопла аппарата снабжены регуляторами осевого перемещения в виде винтовых пар с гайками, выполненными соответственно на корпусах начальной секции диффузора и промежуточного соединительного аппарата, и винтами на соплах с камерой смешения и приемного канала пассивной среды.

Поставленная задача также решается тем, что кольцевой зазор между начальными цилиндрическими образующими поверхностями начальных частей внутреннего отверстия начальной секции диффузора и входной наружной носовой частью дополнительного сопла составляет S = 0,5-1,2 мм, а расстояние от начала цилиндрической части диффузора до торца входной части дополнительного сопла не превышает L = 0-2 мм.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения в сравнении с прототипом являются: аппарат снабжен дополнительным соплом, установленным между камерой смешения сопла пассивной среды и диффузором, коаксиально расположенными между собой, выполненным в виде цилиндрических образующих поверхностей и с кольцевым зазором, сообщенным через проточку и радиальные отверстия, выполненные над цилиндрической наружной носовой частью дополнительного сопла, с общей камерой подвода активной среды, сообщенной непосредственно и с кольцевым зазором основного сопла: основное и дополнительное сопла аппарата снабжены регуляторами осевого перемещения в виде винтовых пар с гайками, выполненными соответственно на корпусах начальной секции диффузора и промежуточного соединительного аппарата, и винтами на соплах с камерой смешения и приемного канала пассивной среды; кольцевой зазор между начальными цилиндрическими образующими поверхностями начальных частей внутреннего отверстия начальной секции диффузора и входной наружной носовой вспомогательного сопла составляет S = 0,5-1,2 мм, а расстояние от начала цилиндрической части диффузора до торца входной части дополнительного сопла не должен превышать L = 0-2 мм.

Снабжение аппарата дополнительным соплом, установленным между камерой смешения основного сопла, коаксиально расположенными между собой, цилиндрическими образующими поверхностями и кольцевым зазором и направление потока активной среды в кольцевые зазоры пассивного и дополнительного сопл одновременно с общей камерой подвода активной среды, а не через сопло, выгодно отличает его от прототипа. Все это вместе взятое позволяет, с одной стороны, увеличивать площади поверхности, разграничивающей потоки с разными скоростями, а с другой, способствует направить кольцевой поток активной среды вдоль стенки образующей конической поверхности диффузора в начальной его части параллельно потоку пассивной среды, не разрезая и не возбуждая эту струю пассивной и активной среды, и тем самым повышается эжектирующая способность аппарата.

На фиг. 1,2 изображены предлагаемый струйный аппарат, продольный разрез; на фиг. 3 - узел I, на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А, на фиг. 3.

Струйный аппарат содержит сопло 1 основное, приемный канал 2 пассивной среды, камеру смешения 3, секционный диффузор, состоящий из начальной 4 и внешней 5 секций.

Аппарат снабжен дополнительным соплом, установленным между камерой смешения 3 сопла 1 основного и начальной секцией 4 диффузора и выполненным в виде наружной части 6 камеры смешения 3 и камеры с кольцевым зазором 7, коаксиально расположенных между собой, выполненым в виде цилиндрических образующих поверхностей с зазором S (фиг. 3), сообщенным потоком активной среды через проточку 8 и радиальные отверстия 9, выполненные на цилиндрической наружной носовой части 6 дополнительного сопла с общей камерой подвода активной среды 10, сообщенной с кольцевым зазором 11 основного сопла 1.

Основное сопло 1 и дополнительное сопло аппарата снабжены регулятором осевого перемещения в виде винтовых пар с гайками (не показаны), гайки 12, 13 (резьбовые отверстия) которых выполнены на корпусах 14 промежуточного соединительного аппарата и начальной секции 4 диффузора, а винты (не показаны) на соплах с приемным каналом 2 пассивной среды и камеры смешения 3.

Кольцевой зазор между начальными цилиндрическими образующими поверхностями начальных частей секции диффузора и входной наружной носовой части дополнительного сопла должен составить S = 0,5-1,2 мм, а расстояние от начала цилиндрической части диффузора до торца входной части дополнительного сопла не должно превышать L= 0-2 мм.

Струйный аппарат в сборе состоит из диффузора начальной 4 и внешней 5 секций, камеры смешения 3 с дополнительным соплом, основного сопла 1 с приемным каналом 2 пассивной среды, промежуточного соединительного корпуса 14 аппарата, патрубка 15 трубопровода пассивной среды с манжетным уплотнителем 16. Сверху (см. фиг. 1) к промежуточному соединительному корпусу 14 присоединена внешняя секция 5 конфузора, а снизу присоединен патрубок 15 трубопровода пассивной среды, при этом внутри его в соосных отверстиях расположены все элементы струйного аппарата.

Струйный аппарат в сборе, расположенный в корпусе 17 колонны насосно-компрессорных труб 18, опирается верхним выступом 19, выполненным в его верхней части (внешней секции 5 диффузора) на опорное седло 20, предусмотренное в корпусе 17 колонны, при этом аппарат в нижней части герметично уплотнен манжетным уплотнителем 16, расположенным между внутренней поверхностью корпуса 17 колонны и наружной поверхностью патрубка 15 трубопровода пассивной среды.

Общая камера подвода активной среды 10 соединена с радиальными отверстиями 21 активной среды через кольцевую проточку 22, выполненную в корпусе 17 колонны 18, и радиальные отверстия 23, выполненные в промежуточном соединительном корпусе 14 аппарата.

Струйный аппарат также снабжен фильтром 24, установленным перед приемным каналом 2 пассивной среды. Фильтр 24 прижат к корпусу приемного канала 2 при помощи гайки 25.

Общая камера подвода 10 активной среды с кольцевой проточкой 22 герметизирована сверху и снизу при помощи конических резьбовых соединений 26, 27, уплотнительных колец 28 - 32 и соединительных муфт колонны 18 и струйного аппарата.

Порядок сборки струйного аппарата.

Перед сборкой струйного аппарата необходимо убедиться, что изготовленные детали не имеют видимых дефектов.

Сначала собирают начальную секцию 4 диффузора с дополнительным соплом с камерой смешения 3. При этом предварительно устанавливают друг против друга цилиндрические части начальной секции 4 камеры 7 диффузора и наружной части 6 дополнительного сопла с камерой смешения 3. Затем фиксируют их между собой на расстоянии от торца цилиндрического отверстия начальной секции 4 диффузора до начала носовой части дополнительного сопла в пределах L = 0-2 мм. Регулировка сопла по оси производится при помощи винтовой пары (не показана). После чего надевают в наружную кольцевую канавку начальной секции 4 диффузора уплотнительное кольцо 28. Таким образом собранный узел помещают во внутрь промежуточного соединительного корпуса 14 аппарата и свинчиванием прижимают его до упора с буртиком корпуса 14. Затем этот собранный блок соединяют герметично с внешней секцией 5 диффузора. После чего этот внутренний узел (начальная секция 4 диффузора с дополнительным соплом и камерой смешения 3) окончательно прижимают к внутреннему стыковочному бурту внешней секции 5 конфузора так, чтобы торцы их плотно прижимались друг к другу. Далее с другой стороны промежуточного соединительного корпуса 14 аппарата устанавливают основное сопло 1 (пассивное) с приемным каналом 2 пассивной среды в его соосно выполненное внутреннее резьбовое отверстие 12 с осью камеры смешения 3. При этом предварительно надевают уплотнительное кольцо 30 в наружную кольцевую проточку приемного канала 2 пассивной среды и в его торец устанавливают фильтр 24 и последний принимают посредством гайки 25. Затем, обхватив консольный конец приемного канала 2 пассивной среды, присоединяют герметично патрубок 15 трубопровода пассивной среды к промежуточному соединительному корпусу 14 аппарата. Затем устанавливают манжетный уплотнитель 16 на наружную обточку 15 трубопровода пассивной среды, между буртом его и соединительной муфтой 31, свинченной к его хвостовику.

Струйный аппарат работает следующим образом.

Струйный аппарат в сборе опускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 18. Спускаемый аппарат размещают в корпусе 17 колонны насосно-компрессорных труб и опирают на седло 20 своим верхним выступом 19. При этом общая камера подвода активной среды 10 (радиальные отверстия 21, кольцевая проточка 22, радиальные отверстия 23) герметизируется сверху уплотнительными кольцами 29, а снизу - манжетным уплотнителем 16.

Спускаемый аппарат также можно спускать в скважину и извлекать из нее на кабеле без подъема колонны насосно-компрессорных труб.

Энергетический газ (активная среда - воздух высокого давления) поступает в кольцевой зазор 11 основного сопла 1 струйного аппарата с общей камеры 10 подвода активной среды, подаваемой через радиальные отверстия 21 активной среды, кольцевую проточку 22 корпуса 17, радиальные отверстия 23 промежуточного соединительного корпуса 14 и истекает из нее со скоростью, близкой к скорости звука. При этом в зоне входного участка камеры смешения 3 струйного аппарата возникает область пониженного давления. Между забоем скважины и камерой смешения 3 имеется сообщение. Активная среда (энергетический газ - воздух высокого давления) увлекает в камеру смешения 3 из забоя скважины через патрубок 15 трубопровода пассивной среды, фильтр 24, приемный канал 2 пассивной среды и основное сопло 1 (насадку) пассивную среду (жидкость из забоя). За счет пониженного давления скважинный флюид (жидкость, конденсат) движется из зоны более высокого давления в зону более низкого давления (входный участок камеры смешения струйного аппарата). В камере смешения 3 и диффузоре (начальной 4 и внешней 5 секцией) происходит выравнивание скоростей пассивной и активной среды. При этом давление смеси (пассивной и активной) на выходе из струйного аппарата оказывается больше давления пластового флюида на приеме струйного аппарата и меньше давления активной среды (энергетического газа) на входе в кольцевой зазор аппарата.

С подачей активной среды с общей камеры подвода 10 активной среды через кольцевой зазор 11 основного сопла 1 в камеру смешения 3 также одновременно из этой же камеры подвода 10 активной среды подается активная среда через кольцевую щель S дополнительного сопла в начальную часть начальной секции 4 диффузора (вторичную камеру смешения). При этом в зоне входного участка в диффузор струйного аппарата, между начальной частью начальной секции 4 диффузора и выходной частью камеры смешения 3 - входной наружной частью дополнительного сопла 6, возникает вторичная область пониженного давления, тем самым увеличивается общая всасывающая способность аппарата. При этом повышается коэффициент инжекции струйного аппарата до 0.55 масс.

Заявленное изобретение в сравнении с прототипом позволяет повысить эжектирующую способность струйного аппарата.

Источники информации 1. Патент Российской Федерация RU 2100660 CI, F 04 F 5/02, опублик. 27.12.97, прототип.

Формула изобретения

1. Струйный аппарат, содержащий сопло, приемный канал, камеру смешения, секционный диффузор, включающий начальную и внешнюю секции, и кольцевой канал, отличающийся тем, что аппарат снабжен дополнительным соплом, установленным между коаксиально расположенными камерой смешения и диффузором и выполненным в виде цилиндрических образующих поверхностей с кольцевым зазором, сообщенным через проточку и радиальные отверстия, выполненные над цилиндрической наружной частью дополнительного сопла, с общей камерой подвода активной среды, сообщенной непосредственно с кольцевым зазором основного сопла, причем основное и дополнительное сопла аппарата снабжены регуляторами осевого перемещения в виде винтовых пар с гайками, выполненными соответственно на корпусах начальной секции диффузора и промежуточного соединительного аппарата, и винтами на соплах с камерой смешения и приемного канала пассивной среды.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что кольцевой зазор между начальными цилиндрическими образующими поверхностями начальных частей внутреннего отверстия начальной секции диффузора и входной наружной носовой частью дополнительного сопла составляет S = 0,5 - 1,2 мм, а расстояние от начала цилиндрической части диффузора до торца входной части дополнительного сопла не должно превышать L = О - 2 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к струйной технике

Эжектор // 2163983
Изобретение относится к струйной технике

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности

Изобретение относится к средствам нагнетания текучей среды

Изобретение относится к струйной технике

Изобретение относится к области струйной техники

Изобретение относится к струйной технике

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения, используемым для нагнетания жидких сред и осуществления циркуляции теплоносителя в контурах, например, в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения

Изобретение относится к области струйной техники

Изобретение относится к передвижным аппаратам для очистки газов при нейтрализации вредных составляющих посредством их концентрации на гранулированном насыпном сорбенте в стандартных слоях

Изобретение относится к области процессов и аппаратов, преимущественно к жидкостно-газовым эжекторам, и может быть использовано в процессах, где происходит контакт жидкости с газом

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве парового кинетического насоса для подачи жидкости без использования механического насоса при повышении давления жидкости за счет использования кинетической энергии теплоносителя (пара) при одновременном использовании его в качестве парового контактного теплообменника

Изобретение относится к струйным насосам

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к парожидкостным струйным аппаратам, используемым в системах отопления и подачи горячей воды

Изобретение относится к области струйной техники, более конкретно к струйным аппаратам, действие которых основано на обработке и перекачке одной среды с помощью другой, и может быть использовано для разогрева жидкостей, находящихся при низкой температуре в высоковязком или застывшем состоянии, таких как минеральные масла, мазут, битум, жиры, помещенные в автоцистернах, железнодорожных цистернах, емкостях с помощью горячей маловязкой жидкости или газа (пара), а также для разгрузки этих емкостей и очистки их от остатков высоковязкой или застывшей жидкости

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию различных отраслей производства и может быть использовано для откачки газов, преимущественно агрессивных и запыленных

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для контактного нагрева воды паром при одновременном использовании кинетической энергии пара для вращения воды, передаваемой на силовой вал, передающий энергию на транспортирование нагретой воды, и, при необходимости, на привод электрогенератора, вырабатывающий электроэнергию

Изобретение относится к области струйной техники

Наверх