[发明专利]一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置和方法

权利要求书

1.一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置，其特征在于，包括设置在井筒管壁(1)上的超音速喷管(3)，该超音速喷管(3)的中心从下至上依次为超音速喷管渐缩管(4)、超音速喷管喉部(5)以及超音速喷管渐扩管(6)；其中，超音速喷管(3)通过超音速喷管固定和密封装置(2)设置在井筒管壁(1)上，且超音速喷管(3)位于井筒底部液面之上。

2.根据权利要求1所述的一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置，其特征在于，超音速喷管(3)位于井筒底部液面之上50-100米。

3.根据权利要求1所述的一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置，其特征在于，超音速喷管(3)的具体结构如下：

d1/d2＞2-4；d3/d2＞3-5；d2由气井设计流量大小来定，在10万方/日流量以下时，d2＝1.0毫米；在10万方/日流量以上时，

L1＝0.3*L0；L2＝0.25*L0；L3＝0.45*L0；

L0和d0取决于天然气流量和井筒直径，在10万方/日流量以下时，L0＝25毫米，d0＝15毫米；在10万方/日流量以上时，

其中，d0为超音速喷管(3)的外径，d1为超音速喷管渐缩管(4)处的最大直径，d2为超音速喷管喉部(5)的直径，d3为超音速喷管渐扩管(6)处的最大直径，L0为超音速喷管(3)的高度，L1为超音速喷管渐缩管(4)处的高度，L2为超音速喷管喉部(5)的高度，L3为超音速喷管渐扩管(6)处的高度。

4.权利要求1至3中任一项所述的一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置的采气方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将超音速喷管(3)通过超音速喷管固定和密封装置(2)安装在井筒底部液面之上；

2)安装好后，天然气通过超音速喷管(3)向上流动，部分液体伴随天然气流动；由于流速太低，气液流动是不均匀的，但是在通过超音速喷管喉部(5)后，天然气被加速到5-6个马赫数，液体被气体强烈剪切和撕裂成粒径只有10-20微米的液滴，完全成为雾化液滴均匀分布在天然气中；在超音速喷管(3)的上面，随着压力降低，气体流速增加，液体完全被天然气携带出井筒。