[实用新型]气液混相流量配产器

说明书

本发明属于流量喷咀。更确切地说，是一种利用压力能量（如油田自喷采油井井口压力能）的气液混相流量配产器。

配产器的核心部件（8），在流体力学中属于喷咀。当喷咀喉部流速达到“当地声速”时，流量达到稳定的极大值G_max。刚达到这一临界状态时，喷咀下流压力P₂与上流压力P₁之比值，称为临界压力比，以β_k表示。如图3a所示，β_k＝P₂／P₁。β_k是流量配产器喷咀的一个极为重要的参数。临界压力比β_k越大，喷咀的节能潜力就越显著，配产压力损失率越小。

通常油田都沿用一种如图2所示的带有尖锐进出口边缘的圆柱形钻孔的喷咀，作为自喷采油井的地面配产器。苏联《石油业》1968年5月号上发表的A.И.Гужов，（古若夫）和В.Ф.Медведев（麦德维杰夫）撰写的一篇试验论文中介绍了他们制造的三种直径，带有尖锐进出口边缘的圆柱形钻孔的喷咀，作为自喷采油井地面配产器。试验结果是喷咀的临界压力比β_k为0.499～0.518。1973年美国矿冶石油工程师学会第48届年会发表了海湾发展研究公司F.E.Ashford（阿斯佛德）一篇论文。该文介绍美国油田自喷采油井地面配产器的临界压力比β_k的平均值为0.544。根据喷咀的流体力学特性分析，美国使用的这种流量配产器的喷咀，也是带有尖锐进出口边缘的圆柱形钻孔的喷咀。目前我国油田在自喷采油井上均使用带有尖锐进出口边缘的圆柱形钻孔的喷咀来作配产器。其临界压力比β_k在0.50左右。上述这种喷咀的流量配产器，由于在喷咀上配产压力损耗大，在额定工况下起配产作用的同时，有50％的喷咀上游压力损耗在喷咀上。致使临界压力比β_k只能达到0.50左右。

针对上述喷咀的流量配产器，压力能在喷咀处损耗大的缺点。本发明提供一种适合油田气液混相流体的具有特殊流道几何形状和几何尺寸喷咀的流量配产器。使用这种配产器，当喷咀喉部流速达到“当地声速”，流量达到稳定的极大值时，其临界压力比β_k为最大，降低配产器的配产压力损耗率，进而提高整个油气集输管网的输送能力。

本发明是涉及一种气液混相流体喷咀的流量配产器的改进发明。即在已有的气液混相（如油气混相流）流量配产器基础上，对流量喷咀的流道结构形状及关键尺寸做了改进，构成了喷咀（8）的技术特征。

本发明的技术要点在于这种气液混相流量配产器结构如图1所示。它是由外套（1）、热水保温套（2）、热水出口管（3）、丝堵（4）、出油管（5）、热水进口管（6）、喷咀连接套（7）、流量喷咀（8）组成。其中流量喷咀（8）流道的几何形状是进口为圆弧形，并带有一定扩散角的扩压段的一种适用于气液混相流的喷咀。外套（1），保温套（2），喷咀连接套（7）和流量喷咀（8）都是以一条轴为中心的迥转体。配产器的所有零部件均由钢质金属材料制成。

下面结合附图对本发明详细阐述。

附图1，流量配产器结构剖视图。

附图2，已有配产器喷咀流道结构剖视图。

附图3（a），流量配产器喷咀临界压力比示意图。

附图3（b），流量配产器的喷咀流量特性曲线对比图。

附图4，本发明流量配产器的喷咀流道结构剖视图。

附图1给出了本发明流量配产器的总体结构图。热水保温套（2）与外套（1）都为空心圆柱体，并由保温套（2）和外套（1）构成封闭的环形空间，作为流量配产器的热水保温腔。保温套（2）两端缩径后与外套（1）焊接。外套右端的丝堵座是焊在外套（1）上的，热水出口管（3）和热水进口管（6）布成180°，靠近保温套两端与配产器轴线垂直焊接。丝堵（4）采用锥管螺纹连接。出油管（5）与热水进口管（6）成90°，在保温套（2）右端与外套（1）和保温套（2）焊接。连接套（7）在外套（1）左端，并与外套（1）内表面焊接。它起支撑喷咀（8），并与喷咀（8）一起构成流道的一部份。喷咀（8）与连接套（7）以管螺纹连接。喷咀（8）的出口端面距外套（1）上的出油管（5）的中心线距离S不小于100毫米。