CN103244706B - 套筒式低剪切母液流量调节装置 - Google Patents

Abstract

套筒式低剪切母液流量调节装置，它涉及一种液体流量调节装置，以解决现有的盘管阻尼器母液流量调节装置，剪切程度大，不能实现聚合物溶液的连续调节，无法降低在聚合物溶液流量分配过程中粘粘度损失的问题，以及文丘里阻尼器在压差较大时粘度损失大的问题，它包括母液下接头、橡胶管、套筒、母液上接头、推杆和电动执行器，所述圆锥管的小直径端和大直径端均为敞口端，圆管的一端的端面与圆锥管的小直径端的端面连接，母液上接头套接在圆管的另一端的外侧壁上，第二形腔与锥形腔的大直径端连通，第一形腔与锥形腔的小直径端连通，电动执行器的输出端与推杆连接，推杆与套筒的一端连接。本发明用于油田的聚合物采油流量调节用。

Description

套筒式低剪切母液流量调节装置

技术领域

本发明涉及一种液体流量调节装置，具体涉及一种油田聚合物采油用套筒式低剪切母液流量调节装置，属于阀门技术领域。

背景技术

常规的母液流量调节器从原理上分主要类型有两种：盘管阻尼器和文丘里阻尼器。盘管阻尼器是利用聚合物在盘管内流动所产生的沿程阻力，通过选择不同管径和长度的管道进行组合，得到各种所需要的流量。由于圆管流动的阻力系数很小，为了保证流体的低剪切性，圆管内的流动必须为层流。为了得到所需要的流量，一般需要很长的管路，因为圆管内的沿程剪切具有累积效应，压降很大，管路越长，压降越大，剪切越严重。同时盘管的螺旋弯曲产生二次流动，增加了剪切程度。另外盘管式流量控制器结构庞大，不能实现聚合物溶液的连续调节，不能真正降低聚合物溶液流量分配过程中的粘度损失的难题。文丘里阻尼器则是利用旋转流变仪，找出不同分子量的聚合物在不同浓度、不同水质配制下的剪切降解边界剪切速率，以此为依据，运用文丘里缩径增阻原理设计制造而成。该流量调节器粘度损失较小、体积小，能够满足不同流量、不同压力的注入井的流量分配需要。目前，油田普遍使用的即是结合文丘里缩径增阻原理和锥阀的高压母液流量调节器，当流量调节器入口、出口压差较小时，聚合物母液的粘度损失较小，但当压差为3MPa时，聚合物母液粘度损失仍可高达5％。因此，新的低剪切母液流量调节结构有待解决。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的盘管阻尼器母液流量调节装置，剪切程度大，不能实现聚合物溶液的连续调节，无法降低在聚合物溶液流量分配过程中粘粘度损失的问题，以及文丘里阻尼器在压差较大时粘度损失大的问题，进而提供一种套筒式低剪切母液流量调节装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的套筒式低剪切母液流量调节装置包括母液下接头、橡胶管、套筒、母液上接头、推杆和电动执行器，所述橡胶管由同轴设置并制成一体的圆锥管和圆管组成，所述圆锥管的小直径端和大直径端均为敞口端，圆管的一端的端面与圆锥管的小直径端的端面连接，母液上接头套接在圆管的另一端的外侧壁上，母液下接头套接在圆锥管的大直径端的外侧壁上，套筒的内腔包括具有大直径端和小直径端的第一形腔、锥形腔和第二形腔，第二形腔与锥形腔的大直径端连通，第一形腔与锥形腔的小直径端连通，套筒套接在母液上接头、橡胶管和母液下接头上，套筒的第一形腔与母液上接头滑动连接，套筒的第二形腔与母液下接头滑动连接，电动执行器的输出端与推杆连接，推杆与套筒的一端连接。

本发明的有益效果是：常规盘管阻尼母液流量调节器调节原理如图3所示，常规聚合物母液流量调节器中，高压聚合物母液从锥阀阀芯和锥阀阀壳的间隙中流过，且当调节流量小于3m³/h时，该间隙径向尺寸δ小于2mm，由于间隙狭窄，聚合物母液将不可避免地承受剪切力，造成粘度损失。而对于本发明的套筒式低剪切母液流量调节装置，母液流量通过控制套筒的运动进而实现控制橡胶管的内通径的调节，有效地解决了现有盘管阻尼母液流量调节器不能实现聚合物母液的连续调节，以及无法降低聚合物溶液流量分配过程中粘度损失的问题，当聚合物母液流经橡胶管时，聚合物承受剪切力小，由此导致的聚合物母液粘度损失也将随之降低。利用本发明装置可以使聚合物母液粘度损失降到1％以下，有效地解决了文丘里阻尼器在压差(入口、出口压差1Mpa以上)较大时粘度损失大的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是常规的文丘里聚合物母液流量调节器调节原理示意图(锥阀阀芯9、锥阀阀壳10、聚合物母液11)。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的套筒式低剪切母液流量调节装置包括母液下接头1、橡胶管2、套筒3、母液上接头4、推杆5和电动执行器6，所述橡胶管2由同轴设置并制成一体的圆锥管2-1和圆管2-2组成，所述圆锥管2-1的小直径端和大直径端均为敞口端，圆管2-2的一端的端面与圆锥管2-1的小直径端的端面连接，母液上接头4套接在圆管2-2的另一端的外侧壁上，母液下接头1套接在圆锥管2-1的大直径端的外侧壁上，套筒3的内腔包括具有大直径端和小直径端的第一形腔3-1、锥形腔3-2和第二形腔3-3，第二形腔3-3与锥形腔3-2的大直径端连通，第一形腔3-1与锥形腔3-2的小直径端连通，套筒3套接在母液上接头4、橡胶管2和母液下接头1上，套筒3的第一形腔3-1与母液上接头4滑动连接，套筒3的第二形腔3-3与母液下接头1滑动连接，电动执行器6的输出端与推杆5连接，推杆5与套筒3的一端连接。

本实施方式的弯头8为聚合物母液入口，母液下接头1为聚合物母液出口，聚合物母液从弯头8流入，流经母液上接头4和橡胶管2的内孔，从母液下接头1流出。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述橡胶管2的材料为合成橡胶材料。如此设置，材料易得，弹性好，安装使用方便，满足实际调节的需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述橡胶管2的材料为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶或硅橡胶。如此设置，材料易得，弹性好，安装使用方便，满足设计要求和实际调节的需要。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述橡胶管2的壁厚为5mm～20mm。如此设置，弹性好，安装使用方便，满足设计要求和实际调节的需要。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述所述装置还包括法兰7，母液上接头4上连接有法兰7。如此设置，连接可靠方便，满足设计要求和实际调节的需要。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式六：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括弯头8，母液上接头4的与电动执行器6相邻的端口连接有弯头8。如此设置，便于高压聚合物母液的排出，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式一或二相同。

工作原理

结合图1-图2说明本发明的工作原理，本发明采用套筒3和橡胶管2结构，当电动执行器6驱动推杆5运动带动套筒3向母液下接头1运动时，套筒3的第一形腔3-1向橡胶管2的圆锥管段移动并挤压圆锥管2-1，迫使圆锥管2-1径向收缩，橡胶管2的圆锥管2-1的内径减小，聚合物母液流量减小；反之，当电动执行器6驱动推杆5运动带动套筒3向母液上接头4运动时，套筒3的第一形腔3-1向母液上接头4移动，橡胶管2的圆锥管2-1径向伸展，圆锥管2-1的内径增大，聚合母液流量增大。通过橡胶管2的圆锥管2-1的内径的调节实现橡胶管内的聚合物母液流量的控制，大大地降低了聚合物母液粘度损失。

Claims (6)

1.套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述装置包括母液下接头(1)、橡胶管(2)、套筒(3)、母液上接头(4)、推杆(5)和电动执行器(6)，所述橡胶管(2)由同轴设置并制成一体的圆锥管(2-1)和圆管(2-2)组成，所述圆锥管(2-1)的小直径端和大直径端均为敞口端，圆管(2-2)的一端的端面与圆锥管(2-1)的小直径端的端面连接，母液上接头(4)套接在圆管(2-2)的另一端的外侧壁上，母液下接头(1)套接在圆锥管(2-1)的大直径端的外侧壁上，套筒(3)的内腔包括具有大直径端和小直径端的第一形腔(3-1)、锥形腔(3-2)和第二形腔(3-3)，第二形腔(3-3)与锥形腔(3-2)的大直径端连通，第一形腔(3-1)与锥形腔(3-2)的小直径端连通，套筒(3)套接在母液上接头(4)、橡胶管(2)和母液下接头(1)上，套筒(3)的第一形腔(3-1)与母液上接头(4)滑动连接，套筒(3)的第二形腔(3-3)与母液下接头(1)滑动连接，电动执行器(6)的输出端与推杆(5)连接，推杆(5)与套筒(3)的一端连接。

2.根据权利要求1所述的套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述橡胶管(2)的材料为合成橡胶材料。

3.根据权利要求2所述的套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述橡胶管(2)的材料为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶或硅橡胶。

4.根据权利要求1或2所述的套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述橡胶管(2)的壁厚为5mm～20mm。

5.根据权利要求1或2所述的套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述装置还包括法兰(7)，母液上接头(4)上连接有法兰(7)。

6.根据权利要求1或2所述的套筒式低剪切母液流量调节装置，其特征在于：所述装置还包括弯头(8)，母液上接头(4)与弯头(8)连接。