气井泄压放空系统技术领域
本发明涉及一种喷嘴，具体是指气井泄压放空系统。
背景技术
在天然气的开采和输送规程中，放空泄压是避免超压事故发生的一种最为有效的
措施。现有技术中，气井在进行放空泄压时，一般通过金属导管将气井内的部分气体导出，
通过燃烧的方式使导出的气体分解，以降低井内压力。但是在燃烧时，燃烧头部分的局部容
易出现温度过高而导致大量的热通过金属导管传递至气井附近，造成安全隐患；并且，在燃
烧过程中，金属导管中的天然气与空气一般在燃烧头外部混合，该类处理方式可以避免天
然气顺沿金属导管内壁在其中部燃烧，进而降低金属导管发生炸管的几率，但是会导致金
属导管末端处的天然气燃烧不充分，即会出现部分天然气逸散在燃烧头附近，形成严重的
安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供气井泄压放空系统，方便气井中的泄压，同时保证外排的
天然气安全燃烧。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
气井泄压放空系统，包括置于气井内的压力传感器、过滤罐以及喷射机构，所述气井通
过导管与过滤罐的进气端连通，过滤罐的出气端通过进气管与喷射机构连通，在导管上安
装有电动阀，压力传感器通过控制器与电动阀电连接，所述喷射机构包括壳体以及置于壳
体内的中心管，在所述中心管一端安装有混合腔体，中心管另一端向壳体外延伸且其端部
与进气管连接，且在中心管与壳体之间的环空部分设有蓄热体，还包括连接块和多个空气
进管，所述连接块套设在中心管的延伸段上，且连接块的侧壁与蓄热体远离所述混合腔体
一侧的端面连接，在所述连接块内部填充消音棉，所述空气进管贯穿连接块后与中心管连
通，在所述中心管的末端安装有螺旋喷嘴，所述螺旋喷嘴置于混合腔体内且与所述混合腔
体同轴。
使用时，压力传感器实时监控气井内的压力状况，当压力达到气井的额定承受压
力时，压力传感器将信号传递至控制器，然后开始调节电动阀的开启，气井内的气体经过导
管进入到过滤罐中进行过滤，然后传输至进气管内，同时向多个空气进管中注入大量的空
气，此时，进气管内的天然气以及空气进管中的助燃气在中心管中汇合，并沿中心管进入到
混合腔体内，而混合腔体的内部横截面面积与中心管相比要大，即高速流动的混合气在混
合腔体内开始降速，同时在混合腔体内较大的空间中进行充分混合，然后通过出气口进行
燃烧，而通过空气与天然气提前混合后，在出气口处的燃烧效率大大提高，防止天然气燃烧
不充分而导致部分可燃气体逸散在气田附近，以降低气田附近的安全隐患。其中，在出气口
处，混合气体剧烈燃烧时所产生的热量会通过混合腔体传递至中心管处，使得天然气与空
气在混合时的环境温度过高，在高速流动的状态下容易导致中心管发生炸管，而发明人在
壳体与中心管之间的环空部分设置有蓄热体，而蓄热体能将中心管接收到的热量全部吸
收，以降低天然气与空气在混合发生爆炸的几率。
进一步地，在空气与天然气初步混合后由中心管末端排放至混合腔体内，而此时
在中心管末端安装有螺旋喷嘴，使得中心管内的混合气由之前的水平射出状变为锥形幕
状，而锥形幕状的混合气进入混合腔体后会被混合腔体壁不断反弹，进而增加了空气与天
然气在混合腔体内的停留时间以及混合时间，使得空气与天然气的混合比例更加合理，进
而提高在排空时的燃烧效率。在空气进管与中心管的接触部分，空气与天然气均在高速流
动状态下进行混合，而高速流动的气体在运行过程中会产生大量的噪音，特别是运动状态
不同的空气与天然气在中心管内混合，会造成更大分贝的噪音，而发明人将连接块设置成
中空，且在连接块内部填充大量的消音棉，进而将空气以及天然气流动所产生的大部分噪
音进行消除。
所述空气进管沿中心管的轴线向远离所述混合腔体的方向倾斜。作为优选，空气
进管倾斜设置，使得空气在进入中心管内后，空气斜向与进入中心管内的天然气混合，由于
空气的斜向进入与天然气的水平进入，使得空气与天然气在中心管内进行初步的混合形成
絮流，而非现有技术中空气与天然气同时水平进入而在中心管内形成层流，以保证空气与
天然气在中心管内的分布均匀，实现出气口处的燃烧效率最大化。
所述混合腔体为圆台形，且混合腔体的内径沿混合气体的流向递减。作为优选，在
经过混合腔体后，混合气中的空气与天然气所占的比例较为均衡，利用混合腔体两端内径
差异，使得混合气在进入出气口前实现加速，避免混合气在混合腔体内停滞，间接地提高天
然气的燃烧效率。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明在出气口处，混合气体剧烈燃烧时所产生的热量会通过混合腔体传递至中心
管处，使得天然气与空气在混合时的环境温度过高，在高速流动的状态下容易导致中心管
发生炸管，而发明人在壳体与中心管之间的环空部分设置有蓄热体，而蓄热体能将中心管
接收到的热量全部吸收，以降低天然气与空气在混合发生爆炸的几率；
2、本发明的空气进管倾斜设置，使得空气在进入中心管内后，空气斜向与进入中心管
内的天然气混合，由于空气的斜向进入与天然气的水平进入，使得空气与天然气在中心管
内进行初步的混合形成絮流，而非现有技术中空气与天然气同时水平进入而在中心管内形
成层流，以保证空气与天然气在中心管内的分布均匀，实现出气口处的燃烧效率最大化；
3、本发明在经过混合腔体后，混合气中的空气与天然气所占的比例较为均衡，利用混
合腔体两端内径差异，使得混合气在进入出气口前实现加速，避免混合气在混合腔体内停
滞，间接地提高天然气的燃烧效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部
分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为喷射机构的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1-出气口、2-混合腔体、3-壳体、4-蓄热体、5-中心管、6-连接块、7-空气进管、8-进气
管、9-螺旋喷嘴、10-消音棉、11-过滤罐、12-电动阀、13-压力传感器、14-气井。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作
为对本发明的限定。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例包括置于气井14内的压力传感器13、过滤罐11以及喷射机
构，所述气井14通过导管与过滤罐11的进气端连通，过滤罐11的出气端通过进气管8与喷射
机构连通，在导管上安装有电动阀11，压力传感器13通过控制器与电动阀12电连接，所述喷
射机构包括壳体3以及置于壳体3内的中心管5，在所述中心管5一端安装有混合腔体2，中心
管5另一端向壳体3外延伸且其端部与进气管8连接，且在中心管5与壳体3之间的环空部分
设有蓄热体4，还包括连接块6和多个空气进管7，所述连接块6套设在中心管5的延伸段上，
且连接块6的侧壁与蓄热体4远离所述混合腔体2一侧的端面连接，所述空气进管7贯穿连接
块6后与中心管5连通，在所述中心管5的末端安装有螺旋喷嘴9，所述螺旋喷嘴9置于混合腔
体2内且与所述混合腔体2同轴。
使用时，压力传感器13实时监控气井内的压力状况，当压力达到气井14的额定承
受压力时，压力传感器13将信号传递至控制器，然后开始调节电动阀12的开启，气井14内的
气体经过导管进入到过滤罐11中进行过滤，然后传输至进气管8内，同时向多个空气进管7
中注入大量的空气，此时，进气管8内的天然气以及空气进管7中的助燃气在中心管5中汇
合，并沿中心管5进入到混合腔体2内，而混合腔体2的内部横截面面积与中心管5相比要大，
即高速流动的混合气在混合腔体2内开始降速，同时在混合腔体2内较大的空间中进行充分
混合，然后通过出气口1进行燃烧，而通过空气与天然气提前混合后，在出气口1处的燃烧效
率大大提高，防止天然气燃烧不充分而导致部分可燃气体逸散在气田附近，以降低气田附
近的安全隐患。其中，在出气口1处，混合气体剧烈燃烧时所产生的热量会通过混合腔体2传
递至中心管5处，使得天然气与空气在混合时的环境温度过高，在高速流动的状态下容易导
致中心管5发生炸管，而发明人在壳体3与中心管5之间的环空部分设置有蓄热体4，而蓄热
体4能将中心管5接收到的热量全部吸收，以降低天然气与空气在混合发生爆炸的几率。
进一步地，在空气与天然气初步混合后由中心管5末端排放至混合腔体2内，而此
时在中心管5末端安装有螺旋喷嘴9，使得中心管5内的混合气由之前的水平射出状变为锥
形幕状，而锥形幕状的混合气进入混合腔体2后会被混合腔体壁不断反弹，进而增加了空气
与天然气在混合腔体2内的停留时间以及混合时间，使得空气与天然气的混合比例更加合
理，进而提高在排空时的燃烧效率。在空气进管7与中心管5的接触部分，空气与天然气均在
高速流动状态下进行混合，而高速流动的气体在运行过程中会产生大量的噪音，特别是运
动状态不同的空气与天然气在中心管5内混合，会造成更大分贝的噪音，而发明人将连接块
6设置成中空，且在连接块6内部填充大量的消音棉10，进而将空气以及天然气流动所产生
的大部分噪音进行消除。
作为优选，空气进管7倾斜设置，使得空气在进入中心管5内后，空气斜向与进入中
心管5内的天然气混合，由于空气的斜向进入与天然气的水平进入，使得空气与天然气在中
心管5内进行初步的混合形成絮流，而非现有技术中空气与天然气同时水平进入而在中心
管5内形成层流，以保证空气与天然气在中心管5内的分布均匀，实现出气口1处的燃烧效率
最大化。
作为优选，在经过混合腔体2后，混合气中的空气与天然气所占的比例较为均衡，
利用混合腔体2两端内径差异，使得混合气在进入出气口1前实现加速，避免混合气在混合
腔体2内停滞，间接地提高天然气的燃烧效率。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步
详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明
的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。