[发明专利]强化混合的气液两相混合装置

说明书

本发明公开了一种强化混合的气液两相混合装置，包括：液相管，所述液相管具有液相入口和液相出口；气相主管，所述气相主管围绕所述液相管的中心轴线设置且具有气相入口和多个气相出口；多个气相支管，每个所述气相支管分别与所述液相管和所述气相出口连通且沿所述液相管的径向延伸。根据本发明的强化混合的气液两相混合装置，可以保证气液混合均匀。

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体而言，涉及一种强化混合的气液两相混合装置。

背景技术

在对于诸如石油、天然气等油田、气田的开采中，特别是边界油田、卫星油田以及海洋油气田，大多采用油气分开输送的方式对开采出来的资源进行输送。但是，用于分离油气的分离器和分别输送油气的管道系统增加了投资运营成本。为此，相关技术中采用油气混输泵对油气进行混合输送。而油气混输技术的核心就在于如何使油气混合均匀。

在油气混合时，常常会因为气体与液体之间的相互作用而形成空泡。随着空泡体积分数的不断增加，混合的油气可能形成泡状流、块状流、环状流、雾状流、段塞流等多种形态。若气泡过大，会干扰甚至阻塞油气的流动，导致混输泵轴上的载荷大幅度变化，混输泵运行不稳定且效率降低，产生断流和机械故障。

目前，混输泵进口处的气液混合装置主要采用气流轴向混入液体的方式，然而当气流在流体中射流时，可能会造成射流锥交叉而产生局部气囊，从而造成气塞，不利于油气的均匀混合。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种强化混合的气液两相混合装置，所述强化混合的气液两相混合装置可以保证气液混合均匀。

根据本发明实施例的强化混合的气液两相混合装置，包括：液相管，所述液相管具有液相入口和液相出口；气相主管，所述气相主管围绕所述液相管的中心轴线设置且具有气相入口和多个气相出口；多个气相支管，每个所述气相支管分别与所述液相管和所述气相出口连通且沿所述液相管的径向延伸。

根据本发明实施例的强化混合的气液两相混合装置，可以保证气液混合均匀。

另外，根据本发明实施例的强化混合的气液两相混合装置还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，在所述液相管的轴向上，所述气相入口和多个所述气相出口均位于所述液相入口和所述液相出口之间。

根据本发明的一些实施例，所述气相主管在从所述液相出口至所述液相入口的方向上由所述气相入口沿所述液相管的周向螺旋延伸。

进一步地，所述气相主管的中心轴线被构造成螺旋线，所述螺旋线的包角θ为315°，所述螺旋线的半径为r，在以所述液相管的中心轴线上的点为坐标原点建立的坐标系中，r满足以下关系：其中，r₀为所述螺旋线在所述气相入口处的半径，0°＜θ＜315°。

根据本发明的一些实施例，所述气相主管被构造成流通截面的直径在从所述液相出口至所述液相入口的方向上逐渐减小且使每个所述气相支管内的流量相等的变径管。

进一步地，Z个所述气相支管在从所述液相出口至所述液相入口的方向上顺次排列，所述气相主管的与第一个所述气相支管的中心轴线相交的流通截面的直径为D₁，所述气相主管的与第n个所述支管的中心轴线相交的流通截面的直径为D_n，D_n满足以下关系：其中，n＝1,2,3……Z。

根据本发明的一些实施例，多个所述气相出口沿所述液相管的周向间隔设置，相邻两个所述气相出口沿所述液相管的轴向间隔开。

根据本发明的一些实施例，所述气相主管的两端均敞开以形成所述气相入口和多个所述气相出口中的一个所述气相出口，多个所述气相出口中的其余个所述气相出口分别设于所述气相主管的管壁。