煤层气井射流冲煤粉装置冲击深度的研究

为确定煤层气井射流冲煤粉装置合理的结构和工作参数,实现射流冲煤粉系统的优化设计和有效运行,理论分析了冲煤粉装置工作原理和煤粉颗粒运动过程,整个井底冲煤粉射流场可分为:自由射流区、射流冲击区、漫流区、返流区、旋涡区和负压吸附区6个区域,决定煤粉是旋转上升的复杂运动状态。开展均匀设计方法的冲煤粉实验,运用二次多项式逐步回归法得出回归方程,揭示喷嘴结构参数、射流参数和煤粉特性对冲煤粉深度的互相耦合的影响关系。结果表明,对冲煤粉的深度影响程度的大小依次为:喷距、喷嘴直径、喷嘴流量和煤粉直径。进一步的单因素试验详细了解各影响因素对冲煤粉深度的影响,得出在要求不动管柱时冲煤粉深度达到500 mm的条件下,喷嘴流量不能低于15 m3/h,喷距应小于100 mm。     

煤层气井负压射流快速排煤粉装置研究

针对煤粉颗粒沉积在煤层气井底部导致埋泵等问题,提出利用射流泵的负压吸附原理和双层同心管柱结构,设计的负压射流快速排煤粉装置,能够快速清除井底煤粉.基于射流泵理论和能量守恒定律,采用洛伦兹混合损失模型,推导出该排煤粉装置的基本性能方程,并综合举升最小压力比,气蚀最大流量比以及效率最优面积比3种约束条件,对装置的具体性能进行了研究.研究结果表明:井深1 000m以上的煤层气井要求举升最小压力比达到0.75以上;面积比和动力液压力越小,井底压力越大,气蚀最大流量比就越大;效率最优面积比为0.27,面积比越大最优流量比越小.最后根据不同井况,在给定动力液压力和流量条件下,设计了喷嘴和喉管尺寸组合.