CN203214031U - 油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，包括沉砂器、文丘里喷嘴，所述沉砂器后端连接T型分支件，由T型分支件分出两个分支管路，在两个分支管路上均连接有文丘里喷嘴。所述沉砂器前端通过连接管连接有前端卡箍头；所述两个文丘里喷嘴后端均连接有后端卡箍头，所述文丘里喷嘴与后端卡箍头之间串联有差压式节流装置。所述两个差压式节流装置均单独通过引压管连接差压及压力变送器。所述差压及压力变送器再连接在数据采集装置。本实用新型利用文丘里喷嘴的临界流原理并结合差压式节流装置实现等干度情况下的湿蒸汽流量分配调控及计量。

Description

油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置

技术领域

本实用新型涉及流量干度分配装置，具体地说是一种油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，主要用于石油工业开发过程中稠油热采过程中，油田地面注汽管网一分多时蒸汽流量、干度分配调控及计量的工作中。

背景技术

我国稠油储量十分丰富，利用注蒸汽开采稠油是热力采油的一种重要方法,其中注入蒸汽的流量和干度对油井增产和提高经济效益起着十分重要的作用。而其中单井蒸汽分配的控制与监测是蒸汽驱油藏管理的重要内容之一。蒸汽的干度与流量资料可预测石油开采量，估算热能利用率。只有通过控制注入油藏的蒸汽质量和热能的投入，才能获得最佳油汽比。

查阅相关文献资料，目前现场为实现井口注汽条件下的等干度分配，采用的主要方式有球形分配器、完全分离式和分流分相式分配器形式。球形分配器在等背压的情况下能够实现各分支的等干度分配，然后各分支用蒸汽流量调节阀进行流量分配，而球形分配器各分支的蒸汽背压发生差别时，就无法实现各分支干度相同。完全分离式的分配方法，要求的分离设备较大投资费用较高。分相分流的方式，要求取得流体样品具有代表性，对分流装置的设计及开发提出了要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，利用文丘里喷嘴的临界流原理并结合差压式节流装置实现等干度情况下的湿蒸汽流量分配调控及计量。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，包括沉砂器、文丘里喷嘴，所述沉砂器后端连接T型分支件，由T型分支件分出两个分支管路，在两个分支管路上均连接有文丘里喷嘴。

所述沉砂器前端通过连接管连接有前端卡箍头；所述两个文丘里喷嘴后端均连接有后端卡箍头，所述文丘里喷嘴与后端卡箍头之间串联有差压式节流装置。

所述两个差压式节流装置均单独通过引压管连接差压及压力变送器。

所述差压及压力变送器再连接在数据采集装置，需要采集的数据包括蒸汽流量、干度、温度、压力。

所述文丘里喷嘴与T型分支件连接之间的管道上设置有蒸汽流量调节阀。

所述文丘里喷嘴通过弯头连接在T型分支件的两个分支管路上。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型利用文丘里喷嘴的临界流特性，开发设计限流装置，保证各分支等干度的情况，蒸汽流量按设计压力进行分配，同时后端装有差压式汽水两相流量计实现油田地面湿蒸汽各分支在等干度的情况下的流量分配和计量。

本实用新型有如下优点：1、分配调控的蒸汽流量范围0t/h-23t/h；2、分配调控的蒸汽干度范围：0-100%；3、压力0-21MPa；4、温度370℃；5、各条支路的流量误差小于5%；6、各条支路的干度误差小于5%。

附图说明

图1为本实用新型的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置的结构示意图。

图中：1、前端卡箍头；2、连接管；3、沉砂器；4、T型分支件；5、弯头；6、蒸汽流量调节阀；7、文丘里喷嘴；8、差压式节流装置；9、引压管；10、差压及压力变送器；11、数据采集装置；12后端卡箍头。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

参照附图1，油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，前端卡箍头1，与注汽来流管线连接，下面与连接管2连接，连接管2后与沉砂器3连接，沉砂器3后面与T型分支件4连接，后面分成多个分支分别于弯头5和蒸汽流量调节阀6连接，后面与文丘里喷嘴7连接，文丘里喷嘴7后与差压式节流装置8连接，蒸汽测量时，用引压管9同节流装置8连接，然后同差压及压力变送器10，和湿蒸汽流量、干度、温度、压力数据采集装置11连接，进行湿蒸汽注汽参数测量，节流装置8后面同后端卡箍头连接，从而组成整个一分多湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置。

根据文丘里喷嘴的临界流特性，当湿蒸汽通过文丘里临界流喷嘴时，在喷嘴上、下游气流压力比达到某一特定数值的条件下，喷嘴喉部形成临界状态，湿蒸汽达到最大速度（当地音速）。流过喷嘴的湿蒸汽质量流量也达到最大q_m。此时q_m只与喷嘴入口处的滞止压力和滞止温度有关，而不受其下游状态变化的影响。流经临界流喷嘴的质量流量可按下式计算：

$q_m=A\·C\·C_0\·\frac{P_0}{\sqrt{(R/M)T_0}};$

式中：q_m音速喷嘴在实际条件下的质量流量kg/s；

A音速喷嘴喉部的截面积，m²；

C经检定确定的流出系数；

C₀实际湿蒸汽的临界流函数；

P₀音速喷嘴前湿蒸汽的滞止绝对压力，Pa；

T₀音速喷嘴前湿蒸汽滞止温度，K；

R通用气体常数；

M湿蒸汽摩尔质量。

本实用新型利用文丘里喷嘴的临界流特性，开发设计限流装置，保证各分支等干度的情况，蒸汽流量按设计压力进行分配，同时后端装有差压式汽水两相流量计实现油田地面湿蒸汽各分支在等干度的情况下的流量分配和计量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (6)

1.油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，包括沉砂器、文丘里喷嘴，所述沉砂器后端连接T型分支件，由T型分支件分出两个分支管路，在两个分支管路上均连接有文丘里喷嘴。

2.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，所述沉砂器前端通过连接管连接有前端卡箍头；所述两个文丘里喷嘴后端均连接有后端卡箍头，所述文丘里喷嘴与后端卡箍头之间串联有差压式节流装置。

3.根据权利要求2所述的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，所述两个差压式节流装置均单独通过引压管连接差压及压力变送器。

4.根据权利要求3所述的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，所述差压及压力变送器再连接在数据采集装置，需要采集的数据包括蒸汽流量、干度、温度、压力。

5.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，所述文丘里喷嘴与T型分支件连接之间的管道上设置有蒸汽流量调节阀。

6.根据权利要求1所述的油田地面湿蒸汽流量干度分配调控及计量装置，其特征在于，所述文丘里喷嘴通过弯头连接在T型分支件的两个分支管路上。

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