CN203362141U - 油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，用于油田热采稠油。其特征在于：为一两端焊接有凸形封头或端盖的圆柱形筒体封闭容器，圆柱形筒体封闭容器立式布置，在圆柱形筒体封闭容器上连接有进气管，在圆柱形筒体封闭容器内部的中部安装有导流设备，在圆柱形筒体封闭容器内部的下部设置有分隔仓，将安装在圆柱形筒体封闭容器上的引出支管分隔在各分隔仓内。本实用新型优点是汽水混合物在等干度分配器内部设备导流下，使介质的弗鲁特数Fr=W2_h·ρ_h·d与韦伯数We=σ_s·g的比值处于某一特定数值范围内。不使汽水混合物发生汽水分离。使其双相流体处在破膜临界状态，器壁不会形成水膜，处在均相流动自模化区。并将这一状态保持到流体进入各支管内，以此确保各支管中干度相等。而且各支管中干度不因支管流量的调节而发生改变。

Description

油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器

技术领域

本实用新型涉及一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器。 

背景技术

油田注汽锅炉是一种超高压或亚临界蒸汽锅炉，其生产的蒸汽直接注入油井，以提高油层温度，降低稠油粘度，提高稠油产量。出于技术和经济多方面的原因，其生产的蒸汽多为湿饱和蒸汽，干度80%左右。所谓湿饱和蒸汽是饱和蒸汽和饱和水的混合物，干度80%即80%是饱和蒸汽，20%是饱和水。如果一台锅炉生产的蒸汽同时注入两口或多口油井，也就是锅炉总管输出的蒸汽，要分配到两根或多根支管中去。这里不仅要根据各油井注汽量的需要调节各支管中湿蒸汽的流量，还应保证各支管中湿蒸汽的干度相等。干度不相等，各支管中蒸汽和水的比例不一样。由于饱和水和饱和蒸汽的焓值不同，饱和水吸收了汽化潜热才能蒸发成饱和蒸汽，在高压，超高压和亚临界压力范围内，汽化潜热约占饱和蒸汽焓值的48%~20%，所占比例比较大，如果支管中汽水混合物的流量达到了，而各支管中的干度X 相差很大，则介质带入各油井的热量偏差很大，不能按设计要求注入热量，干度高的热量多，干度低的热量不足。将影响稠油产量，影响热采效益。等干度分配器能使各支管中汽水混合物的干度基本相等，能解决一台锅炉同时注多口油井的问题，同时也为提高单台锅炉容量，发展大型注汽锅炉创造了条件。 

过去，等干度分配器没有彻底解决，锅炉容量不便于提高，仅有9.2t/h，11.5t/h 和23t/h 等品种，基本上是单口井逐个注汽。 

目前，也有为数不多的球形分配器（见附图 1）在热网中工作，其工作原理：锅炉输出的汽水混合物通过总管11 进入球体12，汽水混合物进入球体后便发生汽水分离，水积沉在球体内，汽则由各引出支管13 输出。分离出来的水逐渐增多，水位不断升高。待水位升至各支管进口位置时，各支管的进口气流将带走一部分饱和水。此时，总管进来的汽水混合物分离出来的水量与各支管入口汽流带出去的水量相等，达到动态平衡。水位也不再增高，保持不变。由于各支管入口处的流通截面积相等，入口处的汽流速度相等，则带出去的水量也相等，所以各支管中汽水混合物的干度也相等。这是球形分配器在理想状态下运行的情况。 

在实际运行条件下，球形分配器很难做到等干度分配。1: 当各支管内汽水混合物流量不相等时（譬如两口油井同时注汽，一口注汽量为18t/h，而另一口只需5t/h），球体内两支管入口处汽水混合物流通截面还是一样的，支管入口处汽流速度不同，带出去的水量与汽水混合物的流量并非线性关系，不可能按等干度要求分配。所以说各支管中流量变化，将影响汽水混合物的干度。2: 汽水混合物由总管进入球体时，具有一定流速，冲击球体内的液面，引起液位波动，从而使支管入口处的流通面积不断变化，使各支管带出去的水量很不稳定，即便在球体内装设有消除动能的隔板等设备，也不能完全使水面平静。3: 球体是一个承受高温高压的容器，制造工艺复杂。球体上布置支管的数量有限。进汽总管和引出支管在球体上开孔，都显著增加球体厚度，增加制造成本。以上说明，由于球形分配器工作原理存在诸多问题，实际运行时很难做到等干度分配。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的球形分配器所存在的难以做到等干度分配的问题，提供一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器。本实用新型设计一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：为一两端焊接有凸形封头或端盖的圆柱形筒体封闭容器，圆柱形筒体封闭容器立式布置，在圆柱形筒体封闭容器上连接有进气管，在圆柱形筒体封闭容器内部的中部安装有导流设备，在圆柱形筒体封闭容器内部的下部设置有分隔仓，安装在圆柱形筒体封闭容器上的引出支管分隔在各分隔仓内。进汽管安装连接在圆柱形筒体封闭容器上部，所述的进汽管为单根或多根。引出支管安装在圆柱形筒体封闭容器下部，所述的引出支管为2 根或多根。导流设备由溢流圈、导流管组成，导流管位于圆柱形筒体封闭容器的中轴线上，上端由安装隔板封闭连接在圆柱形筒体封闭容器的内壁上，在导流管的顶端有一溢流圈，溢流圈的顶端高于安装隔板的水平面，导流管的下端为一向下扩展的喇嘛口，喇嘛口的下端边缘与圆柱形筒体封闭容器的内壁封闭连接。分隔仓由若干块隔离板和圆柱形筒体封闭容器内壁固定连接构成。 

本实用新型优点是，不像上述球形分配器，先让汽、水分离，再利用汽流进入各支管时的动量，带走水分。而是让汽水混合物在等干度分配器内部设备导流下，使介质的弗鲁特数Fr=W2_h·ρ_h·d与韦伯数We=σ_s·g的比值处于某一特定数值范围内。不使汽水混合物发生汽水分离。使其双相流体处在破膜临界状态，器壁不会形成水膜，处在均相流动自模化区。并将这一状态保持到流体进入各支管内，以此确保各支管中干度相等。而且各支管中干度不因支管流量的调节而发生改变。 

附图说明

图1为现有技术的球形分配器的结构示意图。 

图2为本实用新型的结构示意图，图3为图2的AA剖面图。 

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。 

具体实施方式

图中为一两端焊接有凸形封头或端盖的圆柱形筒体封闭容器1，圆柱形筒体封闭容器立式布置，在圆柱形筒体封闭容器上连接有进气管2，在圆柱形筒体封闭容器内部的中部安装有导流设备3，在圆柱形筒体封闭容器内部的下部设置有分隔仓4，安装在圆柱形筒体封闭容器上的引出支管5分隔在各分隔仓内。进汽管安装连接在圆柱形筒体封闭容器上部，所述的进汽管为单根或多根。引出支管安装在圆柱形筒体封闭容器下部，所述的引出支管为2 根或多根。导流设备由溢流圈6、导流管7组成，导流管位于圆柱形筒体封闭容器的中轴线上，上端由安装隔板8封闭连接在圆柱形筒体封闭容器的内壁上，在导流管的顶端有一溢流圈，溢流圈的顶端高于安装隔板的水平面，导流管的下端为一向下扩展的喇嘛口9，喇嘛口的下端边缘与圆柱形筒体封闭容器的内壁封闭连接。分隔仓由若干块隔离板10和圆柱形筒体封闭容器内壁固定连接构成。在圆柱形筒体封闭容器底部设置支撑脚11 

本实用新型等干度分配器是一个能承受亚临界压力（p≤21MPa）饱和蒸汽高温（t≤370℃）的圆柱形筒体，两端焊接凸形封头或端盖，形成一个封闭高压容器（见附图2）下部焊接支座，立式布置在基础上。单根或多根进汽管布置在上部，容器内装有导流设备，隔板等装置，汽水混合物引出支管布置在下部，引出支管可以是2 根或多根，视油田热网需要而定。汽水混合物由进汽管 （单根或多根，按油田热网需要定）进入容器后，筒体上部虽然空间很小，也有可能发生局部汽水分离，分离出来的水积存在隔板上面，然后由溢流圈流出，随汽流混合后进入导流管。汽水混合物通过溢流圈溢流口时的纵向流速，达到双相流体的破膜速度，使流体在导流管中处在双相流体均相混合流动状态，并使其弗鲁特数Fr 和韦伯数We 的比值处在某一特定的数值范围内。双相流体流出导流管后，立即进入由隔离板分割成的各支管分隔仓内。各分隔仓内汽流的干度与导流管中汽流的干度相同，如果各支管中汽水混合物的流量不相等（即各口油井需要注汽量不同），则分配器中由导流管进入各支管分隔仓的量也不同，按各支管的流量分配，但他们的干度是相等的，以此来确保各支管中汽水混合物的干度相同，且不因各支管流量的调节而变化。

Claims (5)

1.一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：为一两端焊接有凸形封头或端盖的圆柱形筒体封闭容器，圆柱形筒体封闭容器立式布置，在圆柱形筒体封闭容器上连接有进气管，在圆柱形筒体封闭容器内部的中部安装有导流设备，在圆柱形筒体封闭容器内部的下部设置有分隔仓，安装在圆柱形筒体封闭容器上的引出支管分隔在各分隔仓内。

2.按权利要求1 所述的一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：进汽管安装连接在圆柱形筒体封闭容器上部，所述的进汽管为单根或多根。

3.按权利要求1 所述的一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：引出支管安装在圆柱形筒体封闭容器下部，所述的引出支管为2 根或多根。

4.按权利要求1 所述的一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：导流设备由溢流圈、导流管组成，导流管位于圆柱形筒体封闭容器的中轴线上，上端由安装隔板封闭连接在圆柱形筒体封闭容器的内壁上，在导流管的顶端有一溢流圈，溢流圈的顶端高于安装隔板的水平面，导流管的下端为一向下扩展的喇嘛口，喇嘛口的下端边缘与圆柱形筒体封闭容器的内壁封闭连接。

5.按权利要求1 所述的一种用于油田热采稠油的油田注汽锅炉热网中汽水混合物等干度分配器，其特征在于：分隔仓由若干块隔离板和圆柱形筒体封闭容器内壁固定连接构成。

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