[发明专利]一种多功能静态引射装置

说明书

一种多功能静态引射装置，属于利用高压流体引射低压流体的技术领域。这种多功能静态引射器通过增加低压流体股数的方式增加低压流体入口的压力等级数量，减少低压流体入口处的能量损失，提高非常规天然气的集输效率，降低集输成本。通过轴向流动和旋流使不同流体在混合时实现了轴向和环向的动量交换，与传统引射器单一方向动量交换相比，流体的混合效果更好。静态旋流叶片自身的形状使流经其的轴向流动流体自身产生旋流，无需外加辅助动力提供装置，而且通过更换不同旋流叶片可以实现自身性能的调整。为满足更多工况的需求，引射器自身可以通过管路和部件的调整，切换至传统速度型引射或旋流型引射完成对单股流体的引射。

技术领域

本发明涉及一种多功能静态引射装置，属于利用高压流体引射低压流体的技术领域。

背景技术

煤层气、页岩气等非常规天然气，其开发利用既能产生巨大的经济效益，还有利于安全和环境保护，但也具有一定的瓶颈难题。目前，我国大部分煤层气单井产气量较小，而页岩气气井气量较大但衰减较快。据统计，数百口、上千口井规模的区块，单井平均日产量低于800立方米，甚至低于500立方米。有的区块气井初期产量较高，但在1-3年内，单井平均日产量下降到只有几百立方米。由于快速衰减区块和低产区块在已经开发阶段的非常规天然气区块中占比大，能否合理利用不同气井自身的压力能实现非常规天然气的高效集输，是制约该产业的关键问题。

传统引射器属于速度型引射，依靠高速流动的流体压力低的特点实现单股高压流体抽吸单股低压流体的目的，适用工况范围较小，需要针对不同井口的实际工况设计相应的引射器，这对单井产量小的非常规天然气来说无疑增加了开采成本，无法满足低成本开发的需求。利用单台引射器对多个低压井口的非常规天然气进行集输，由于不同低压气井之间压力存在较大差异，只能针对压力等级最低的井口进行集输管路的设计，其余气井由于压力高于集输管路压力等级，在入口造成的能量损失较大，无法实现高效集输。因此，传统引射器在煤层气和页岩气等非常规天然气集输领域规模化使用受到了限制。

专利号为2015102865890的动态强旋流引射器专利，提出依靠旋流形成的低压实现抽吸单股低压气体的功能。专利号为201710278955.7的环缝引射器专利，依靠圆环状高速气流形成的真空环境实现抽吸单股低压气体的功能。这些引射装置的核心都是利用单股高压流体引射单股低压流体，无法考虑不同压力等级集输气体自身压力能的合理利用，造成一定的能量损失。虽然通过串联多个引射装置可解决该问题，但设备和管路复杂、成本上升，不能满足非常规天然气的低成本集输的需要，因此，研发单股高压流体引射多股低压流体的多功能引射装置具有较好的应用价值。

发明内容

本发明一种多功能静态引射装置，在保留传统静态引射器对单股流体的引射功能的前提下，对压力等级不同的低压流体采用压力分级的方法，使不同压力的低压流体通过对应其压力等级的集输管路进入设备，可避免低压流体流经集输管路时由于自身压力高于管路压力等级造成的压力能损失，提高非常规天然气的集输效率，降低引射装置的开发成本。多股压力等级不同的低压流体被一股高压流体或其与低压流体的混合流体的轴向高速流动和高速旋流形成的低压区吸入设备并进行能量交换，实现单股高压流体引射多股低压流体的功能。该多功能静态引射装置单台设备可实现多台传统引射器并联的功能，避免了多种压力等级气体引射过程中的管路工艺复杂、设备费用高，占地面积大等问题，具有较好的应用价值。

另外，当该装置只开启其中一个低压进口时，便相当于传统引射器单股流体引射单股流体的方案，具有一机多用的功能。