CN211900547U

CN211900547U - 一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置

Info

Publication number: CN211900547U
Application number: CN201922252808.XU
Authority: CN
Inventors: 刘明; 张鹏; 王飞; 戴宇婷; 李友平; 姜泽菊; 杨玉珍
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering Shengli Co
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型公开了一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，该装置包括前端卡箍接头短管、整流管、整流器、装置本体管、文丘里临界流喷嘴、后端卡箍接头短管、隔热衬套、卡箍皮、管线卡箍头；所述的前端卡箍接头短管与整流管通过螺纹连接；整流管与整流器通过螺纹连接，并固定在装置本体管的内部；装置本体管与后端卡箍接头短管采用焊接方式进行连接，文丘里临界流喷嘴通过螺纹连接的方式安装在后端卡箍接头短管的内部；后端卡箍接头短管与管线卡箍头通过卡箍皮进行固定连接，后端卡箍接头短管和管线卡箍头之间放入隔热衬套。该装置大大提高了稠油热采开发过程中湿饱和蒸汽的调控和分配水平，有效解决了油田开发中的技术难题。

Description

一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置

技术领域

本实用新型涉及油田地面湿蒸汽的流量控制装置，具体地说是一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置。

背景技术

我国稠油储量丰富，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。目前现场单井注汽均用注汽管网内的蒸汽流量调节阀和流量计进行调控，由于油田注汽过程中，蒸汽干度大部分属于湿饱和蒸汽的汽水两相流，如Azzopardi BJ、Seeger W等人研究发现，存在汽水两相相分离的现象，普通的调节阀无法实现精确的流量调控，导致现场各注汽分支或注汽井无法按设计的流量注入，大大限制了油田注汽热效率的提高。

在油田蒸汽驱热力采油过程中，为了科学合理地分配蒸汽流量和保护油气藏，常常在各井口安装各种临界流装置，以控制和测量注入各井的蒸汽流量，使蒸汽流量不受地层压力及油层渗透率差异的影响。例如，在稠油热采注汽过程中，由于各分支注汽支路的流动阻力，导致各井配汽不均现象，降低了稠油油藏采收率。因此，常在各配汽支路上安装临界流装置（如U.S Patent 4,836,032及Kim JH, Kim HD等研究成果，临界流文丘里喷嘴等），有效消除油层吸汽能力对注入蒸汽流量的影响，尽可能保持注汽流量的恒定，以使热量能够有效的分配到各个注汽分支井中。

注蒸汽井采用流量控制的主要原因有两点：（1）安全性，注汽系统中，对不同的井注入的湿蒸汽的量是不同的，这里就需要使用阀门根据流量计的变化来进行调控，所以经常使用到差压式流量计和控制阀门来实现。倘若不使用控制阀和流量计，对每口井的注蒸汽量没有控制，可能会产生蒸汽分配不均匀，甚至可能发生安全事故；（2）经济性，根据每口井的规模，通入合适的蒸汽量，避免产生蒸汽资源的浪费，达到降低热采成本和提高经济效益。因此需对注汽系统参数进行监测与控制，并且对蒸汽的控制在热采过程中也是至观重要的。

当前常见的注汽蒸汽系统中蒸汽流量监测和蒸汽调节阀的方式进行蒸汽流量调控。尤其是当流体通过节流装置时，由于管径的变化或其他因素的影响使得流体断面收缩，在该处流体速度加快、压力降低，这样就会在节流装置两端出现压差，然后联立伯努利方程和连续性方程即可求得流量值，其缺点在于：（1）安装条件要求严格，在差压式流量计前后要求设置较长直管段，这个在实际的注汽系统中因为空间限制可能无法设置较长直管段；（2）测量范围狭窄，应用局限性较大，在注汽管路中，流体为湿蒸汽，使用差压式流量计很难测量两相流体的流量；（3）压力损失较大，对于较小直径的管道测量比较困难，在注汽管路中对压力的能流参数的控制要求较高，压力损失过大影响整体的注汽效果，在此需要避免出现压力损失过大的情况；（4）只能通过阀门调节达到流量控制，需要人为调节，耗费人力，成本高。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足而提供一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，该装置解决了地面蒸汽流量调控装置安装条件的限制的问题，使测量装置在多种情形下均能使用，保证最小化的改变，减少压力损失对注汽效果带来的影响，增大流量调控装置的控制和调控范围。节省人力资源，降低生产成本。

本实用新型公开了一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，该装置包括外壳1、连接筘2、调节阀3、可变径内壳4、入口5、喉道6、出口7；所述的外壳1与可变径内壳4靠近喉道6通过连接筘2相连接，靠近入口5和出口7固定连接，连接筘2与调节阀3相连接。

所述的外壳1和可变径内壳4的选用耐高温、高压和有韧性的DC53钢材。

所述的可变径内壳4的内壁为抛光面。

所述的喉道6的扩张角度为0-5^o。

所述的入口5和出口7的直径相同，大小为90mm，所述的喉道6的直径为18-30mm，所述的入口5到出口7的长度253.6mm。

所述的可变径内壳4为拼接结构，通过拼接件之间的交错连接实现喉道6的改变。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果：（1）不同的喷管喉部直管对应不同流量以保证流量控制的准确性，可以根据实际生产过程调节不同的喉部尺寸达到控制流量的效果。

（2）通过喷管的特殊状态达到控制流量的效果，减少成本投入，回报较高。

（3）喷管结构简单，免去复杂的调控过程，直接设计使用达到理想的效果，喷管结构简单，免去了繁琐的操作，只需要根据不同流量调整喉部的口径即可。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的横截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型新型详细的说明，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和2，一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，该装置包括外壳1、连接筘2、调节阀3、可变径内壳4、入口5、喉道6、出口7；所述的外壳1与可变径内壳4靠近喉道6通过连接筘2相连接，靠近入口5和出口7固定连接，连接筘2与调节阀3相连接。

所述的可变径内壳4的内壁为抛光面。

所述的喉道6的扩张角度为0-5^o。

本实用新型喉道变径的工作原理如下：主要利用韧性钢板的伸缩性，并通过旋紧或扭松调节阀改变可变径内壳喉道的直径，从而达到改变喉部直径的目的，进而达到控制流量的效果。喉部的扩张角度控制在0-5^o之间保证流量控制的准确度，入口和出口段湿蒸汽流的压力控制在10MPa到15MPa之间，干度在0.5到0.8之间，最终实现湿蒸汽在1.5Kg/s到5Kg/s这个范围之内的所要求的流量控制。

Claims

1.一种可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，该装置包括外壳、连接筘、调节阀、可变径内壳、入口、喉道、出口；所述的外壳与可变径内壳靠近喉道通过连接筘相连接，靠近入口和出口固定连接，连接筘与调节阀相连接。

2.根据权利要求1所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的喉道的扩张角度为0-5^o。

3.根据权利要求1或2所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的入口和出口的直径相同，大小为90mm。

4.根据权利要求1或2所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的喉道的直径为18-30mm。

5.根据权利要求3所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的入口到出口的长度253.6mm。

6.根据权利要求1所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的可变径内壳为拼接结构，通过拼接件之间的交错连接实现喉道的改变。

7.根据权利要求1所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的外壳和可变径内壳选用DC53钢材。

8.根据权利要求1所述的可变直径湿蒸汽临界流动流量控制装置，其特征在于，所述的可变径内壳的内壁为抛光面。