[发明专利]可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴和临界流量调控方法

说明书

本发明提供一种可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴和临界流量调控方法，该可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴包括临界流文丘里喷嘴、调节锥、调节杆、调节手轮、喷嘴出口和喷嘴进口，该喷嘴出口与该临界流文丘里喷嘴的出口同向，该喷嘴进口的方向与该喷嘴出口的方向垂直，该调节锥与该临界流文丘里喷嘴同轴心且置于该临界流文丘里喷嘴内部，该调节杆与该调节锥同轴心固定连接且位于该调节锥上游，该调节锥通过该调节手轮在该调节杆的带动下在轴向上来回移动，并与该临界流文丘里喷嘴组成了一个面积可变的流通通道。本发明可以实现地面各分支管蒸汽流量的在线调节和自动控制，对提高地面注汽系统调控精度，提高同注井整体油汽比有重要的意义。

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，特别是涉及到一种可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴和临界流量调控方法。

背景技术

蒸汽驱热力采油过程中，往往采用一炉注多井的形式。而最理想的蒸汽配注方式就是，各注汽井能够按照设定流量的等干度配注。但是由于各分支管路之间是一种并联的关系，用常规调节阀对流量进行调节时各支路之间会相互干扰，使得各井很难按各自的设计流量注入。研究表明，各分支管蒸汽分配效果取决于分配器结构，各支路入口流型以及各支路阻力特性。即使分配器结构和入口蒸汽流型完全对称，在各井吸气能力不同或下游压力扰动导致的支路阻力特性不同时，仍会出现各支路干度偏差大和流量相互干扰问题。

目前国内大多数注汽井仍然通过调节阀门(如多孔阀,针阀等)来对流量进行控制，这种亚临界装置由于缺乏可靠的流量测量手段，调节往往很盲目，实际上处于放任自流的状态。它的另一个缺点是调节过程中各支路之间相互影响严重，需要反复高频的调节来应对变化的工况，所以即使有测量手段，也很难达到预想的流量值。

此时往往采用临界流喷嘴控制各井的注汽量。对于给定为临界流喷嘴，在临界流状态下，各支路的流量只由上游蒸汽参数决定，不受油层阻力变化的影响。临界流文丘里喷嘴可以自动精确控制注入各井的流量大小而与各井的地层压力无关。常规的固定式临界流喷嘴流量控制范围单一，要想调节流量，主要有两种途径，一是调节进口压力参数，二是改变喉部尺寸。但是，由于锅炉出口蒸汽参数基本维持不变，对蒸汽参数调节经济性差；此外，通过更换不同喉径的喷嘴或者多个喷嘴并联安装来改变喉部尺寸，使得工作效率低、结构和操作复杂。

在申请号：201410638724.9的中国专利申请中，涉及到一种可调式蒸汽流量控制装置，包括流量调节器、传动装置，所述流量调节器包括活动式浮子、临界流喷嘴，所述临界流喷嘴被套在蒸汽管内壁，在临界流喷嘴中心设置活动式浮子，所述活动式浮子外形为圆锥形，临界流喷嘴内壁为喇叭形，并且活动式浮子、临界流喷嘴之间形成环空式流道，所述活动式浮子前端连接传动装置，所述传动装置带动活动式浮子轴向运动进而无级改变环空式流道的过流面积实现蒸汽流量控制。所述流量调节器、传动装置、蒸汽管三者的轴线相重合；所述活动式浮子圆锥外径由左至右逐渐变小，所述临界流喷嘴的喇叭内径由左至右逐渐变大。但是在本申请中，并未给出在不同的入口蒸汽压力、温度和干度的情况下，需要调控的蒸汽流量与需要调节的调节锥位移之间的定量关系，这就导致了蒸汽流量的调节属于一种被动式的调节，需要对照多相流量计，经过反复多次的调节才能达到设计调控蒸汽流量。

为此我们发明了一种新的可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴和临界流量调控方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以根据设计蒸汽质量流量计算调节锥的位移，来实现蒸汽流量的调节的可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴和临界流量调控方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴，该可调式蒸汽临界流文丘里喷嘴包括临界流文丘里喷嘴、调节锥、调节杆、调节手轮、喷嘴出口和喷嘴进口，该喷嘴出口与该临界流文丘里喷嘴的出口同向，该喷嘴进口的方向与该喷嘴出口的方向垂直，该调节锥与该临界流文丘里喷嘴同轴心且置于该临界流文丘里喷嘴内部，该调节手轮连接于该调节杆，该调节杆与该调节锥同轴心固定连接且位于该调节锥上游，该调节锥通过该调节手轮在该调节杆的带动下在轴向上来回移动，并与该临界流文丘里喷嘴组成了一个面积可变的流通通道。