本發(fā)明涉及一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，主要適用于油氣井壓裂后放噴測(cè)試或鉆磨循環(huán)地面節(jié)流管匯（固定式節(jié)流閥）中。

背景技術(shù)：

固定油嘴是油氣井放噴或鉆磨循環(huán)過程中井口壓力控制、流量調(diào)控的關(guān)鍵工具，主要安裝在地面節(jié)流管匯固定式節(jié)流閥中，起到節(jié)流降壓的作用。目前，在現(xiàn)場(chǎng)使用過程中，國(guó)內(nèi)油氣井地面節(jié)流管匯中現(xiàn)有固定油嘴的節(jié)流孔徑無法調(diào)節(jié)，固定油嘴的出口端沖蝕嚴(yán)重，固定油嘴壓降調(diào)控不精確與溫降突變過大，給地面節(jié)流降壓工作帶來了很大挑戰(zhàn)和困難。

鑒于此，研究分析了現(xiàn)有固定油嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有固定油嘴的節(jié)流內(nèi)腔是等直徑過流通道，采用流體力學(xué)理論計(jì)算等直徑過流通道固定油嘴的節(jié)流壓降、溫降突變嚴(yán)重，使用時(shí)間大于4h后壓降調(diào)控不準(zhǔn)確，壓降明顯降低，分析認(rèn)為是流體沖蝕導(dǎo)致節(jié)流孔徑變大造成的。

為此，特設(shè)計(jì)了一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，不僅可以調(diào)節(jié)固定油嘴的節(jié)流孔徑，還可以利用可調(diào)變徑耐磨襯套降低流體對(duì)固定油嘴的沖蝕，有效提高了節(jié)流管匯的節(jié)流降壓、耐沖蝕效果和使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有固定油嘴節(jié)流孔徑無法調(diào)節(jié)、出口端嚴(yán)重沖蝕、壓降溫降突變、壓降調(diào)控不精確的問題，降低固定油嘴沖蝕失效的頻率，極大地節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和更換成本，有效提高整個(gè)節(jié)流管匯的節(jié)流降壓、耐沖蝕效果和使用壽命。

本發(fā)明提供一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，使油嘴節(jié)流孔徑可調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)精確節(jié)流降壓，同時(shí)可調(diào)變徑耐磨襯套使其流經(jīng)的流體流速和壓力平穩(wěn)降低，壓降緩慢下降，溫降下降平緩，有效降低了固定油嘴出口端嚴(yán)重沖蝕，同時(shí)避免因節(jié)流溫降下降過快而形成天然氣水合物以堵塞節(jié)流管匯和井口。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，包括手動(dòng)調(diào)節(jié)桿、油嘴本體和分瓣式變徑油嘴襯套，所述分瓣式變徑油嘴襯套位于油嘴本體內(nèi)，所述的分瓣式變徑油嘴襯套的進(jìn)口端小于出口端，所述的手動(dòng)調(diào)節(jié)桿的一端位于油嘴本體與分瓣式變徑油嘴襯套進(jìn)口端之間，另一端位于油嘴本體外部。

所述分瓣式變徑油嘴襯套為兩瓣變徑油嘴襯套，其中一瓣變徑油嘴襯套微過盈抱住另一瓣。

所述的分瓣式變徑油嘴襯套的長(zhǎng)度為142mm，其進(jìn)口端內(nèi)徑調(diào)節(jié)尺寸6mm~12mm，進(jìn)口等直段長(zhǎng)30mm，出口端內(nèi)徑調(diào)節(jié)尺寸10mm~16mm，逐漸擴(kuò)大段長(zhǎng)112mm。

所述手動(dòng)調(diào)節(jié)桿全長(zhǎng)25mm，油嘴本體外預(yù)留的手動(dòng)調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)10mm。

所述手動(dòng)調(diào)節(jié)桿外設(shè)有錐度螺紋，錐度螺紋扣型為R3/8，右螺旋，每英寸19牙，錐度1:16，牙形角55°。

所述油嘴本體長(zhǎng)度152mm，外徑38.5mm。

所述油嘴本體外表面設(shè)有螺紋絲扣，扣型為1-3/4"-10UN-2A。

所述分瓣式變徑油嘴襯套采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，厚度不小于5mm。

所述油嘴本體和手動(dòng)調(diào)節(jié)桿均采用35CrMo材料加工，其硬度為HB197~235。

所述油嘴本體和分瓣式變徑油嘴襯套通過手動(dòng)調(diào)節(jié)桿外的錐度螺紋密封連接。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用機(jī)械可調(diào)方式對(duì)油嘴節(jié)流孔徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了油嘴精確節(jié)流降壓的目的；分瓣式變徑油嘴襯套設(shè)計(jì)為變直徑過流內(nèi)腔，可以使流體流速平穩(wěn)降低，壓降緩慢減小，溫降相差較小，通過改變油嘴內(nèi)腔壓力與流速流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的方法降低現(xiàn)有固定油嘴出口端嚴(yán)重沖蝕的難題，同時(shí)分瓣式變徑油嘴襯套采用耐沖蝕材料，綜合提高了固定油嘴的耐沖蝕性能，節(jié)約了產(chǎn)生時(shí)間和更換成本，極大地提高了節(jié)流管匯節(jié)流降壓、耐沖蝕效果和使用壽命，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用效果顯著。

以下將結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

附圖說明

圖1為一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴示意圖。

圖2為A-A結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，附圖標(biāo)記為：1-手動(dòng)調(diào)節(jié)桿；2-油嘴本體；3-分瓣式變徑油嘴襯套。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有固定油嘴節(jié)流孔徑無法調(diào)節(jié)、出口端嚴(yán)重沖蝕、壓降溫降突變、壓降調(diào)控不精確的問題，降低固定油嘴沖蝕失效的頻率，極大地節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和更換成本，有效提高整個(gè)節(jié)流管匯的節(jié)流降壓、耐沖蝕效果和使用壽命。

本發(fā)明提供如圖1、圖2所示的一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，使油嘴節(jié)流孔徑可調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)精確節(jié)流降壓，同時(shí)可調(diào)變徑耐磨襯套使其流經(jīng)的流體流速和壓力平穩(wěn)降低，壓降緩慢下降，溫降下降平緩，有效降低了固定油嘴出口端嚴(yán)重沖蝕，同時(shí)避免因節(jié)流溫降下降過快而形成天然氣水合物以堵塞節(jié)流管匯和井口。

一種機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，包括手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1、油嘴本體2和分瓣式變徑油嘴襯套3，所述分瓣式變徑油嘴襯套3位于油嘴本體2內(nèi)，所述的分瓣式變徑油嘴襯套3的進(jìn)口端小于出口端，所述的手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1的一端位于油嘴本體2與分瓣式變徑油嘴襯套3進(jìn)口端之間，另一端位于油嘴本體2外部。

本發(fā)明通過手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1調(diào)節(jié)兩瓣變徑油嘴襯套3，使其沿油嘴本體2長(zhǎng)度方向移動(dòng)一定軸向位移的同時(shí)，在錐度螺紋密封接觸力作用下迫使兩瓣變徑油嘴襯套3沿垂直于油嘴本體2長(zhǎng)度方向移動(dòng)，調(diào)節(jié)一定的徑向位移，從而達(dá)到設(shè)定的節(jié)流孔徑數(shù)值，以實(shí)現(xiàn)節(jié)流孔徑的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明采用手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種采用機(jī)械可調(diào)方式對(duì)油嘴節(jié)流孔徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了油嘴精確節(jié)流降壓的目的；分瓣式變徑油嘴襯套3為變直徑過流內(nèi)腔，可以使流體流速平穩(wěn)降低，壓降緩慢減小，溫降相差較小，通過改變油嘴內(nèi)腔壓力與流速流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的方法降低現(xiàn)有固定油嘴出口端嚴(yán)重沖蝕的難題，綜合提高了固定油嘴的耐沖蝕性能，節(jié)約了產(chǎn)生時(shí)間和更換成本，極大地提高了節(jié)流管匯節(jié)流降壓、耐沖蝕效果和使用壽命，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用效果顯著。

本發(fā)明涉及到油氣井地面節(jié)流工藝技術(shù)領(lǐng)域，是油氣井放噴或鉆磨循環(huán)地面井口壓力控制、流量調(diào)控的重要工具，有效解決了節(jié)流管匯（固定式節(jié)流閥）中現(xiàn)有固定油嘴節(jié)流孔徑無法調(diào)節(jié)、出口端嚴(yán)重沖蝕、壓降溫降突變過大的問題，適合應(yīng)用于壓裂后放噴或鉆磨循環(huán)地面節(jié)流管匯中。

實(shí)施例2：

基于上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述分瓣式變徑油嘴襯套3為兩瓣變徑油嘴襯套，其中一瓣變徑油嘴襯套微過盈抱住另一瓣。

所述的分瓣式變徑油嘴襯套3的長(zhǎng)度為142mm，其進(jìn)口端內(nèi)徑調(diào)節(jié)尺寸6mm~12mm，進(jìn)口等直段長(zhǎng)30mm，出口端內(nèi)徑調(diào)節(jié)尺寸10mm~16mm，逐漸擴(kuò)大段長(zhǎng)112mm。

分瓣式變徑油嘴襯套3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為兩瓣變徑油嘴襯套，其中一瓣變徑油嘴襯套微過盈抱住另一瓣，每瓣變徑油嘴襯套結(jié)構(gòu)為“等直徑+逐漸擴(kuò)大過流內(nèi)腔”，采用耐沖蝕硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，變徑結(jié)構(gòu)和耐磨材料使固定油嘴具有非常高的耐沖蝕性。

所述手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1全長(zhǎng)25mm，油嘴本體2外預(yù)留的手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1長(zhǎng)10mm。

所述手動(dòng)調(diào)節(jié)桿外設(shè)有錐度螺紋，錐度螺紋扣型為R3/8，右螺旋，每英寸19牙，錐度1:16，牙形角55°。

所述油嘴本體2長(zhǎng)度152mm，外徑38.5mm。

所述油嘴本體2外表面設(shè)有螺紋絲扣，扣型為1-3/4"-10UN-2A。

所述分瓣式變徑油嘴襯套3采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，厚度不小于5mm。

所述油嘴本體2和手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1均采用35CrMo材料加工，其硬度為HB197~235。

油嘴本體2和手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1采用35CrMo材料加工，毛坯經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理保證硬度HB197~235；分瓣式變徑油嘴襯套3采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，厚度不小于5mm；油嘴本體2、手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1和分瓣式變徑油嘴襯套3不允許有裂紋、氣孔等缺陷。

所述油嘴本體2和分瓣式變徑油嘴襯套3通過手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1外的錐度螺紋密封連接。

本發(fā)明涉及到油氣井地面節(jié)流工藝技術(shù)領(lǐng)域，是油氣井放噴或鉆磨循環(huán)地面井口壓力控制、流量調(diào)控的重要工具，有效解決了節(jié)流管匯（固定式節(jié)流閥）中現(xiàn)有固定油嘴節(jié)流孔徑無法調(diào)節(jié)、出口端嚴(yán)重沖蝕、壓降溫降突變過大的問題，適合應(yīng)用于壓裂后放噴或鉆磨循環(huán)地面節(jié)流管匯中。以下將結(jié)合附圖說明做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。

參見圖1，本發(fā)明涉及的一種節(jié)流管匯用耐沖蝕固定油嘴的結(jié)構(gòu)為：包括1手動(dòng)調(diào)節(jié)桿、2油嘴本體、3分瓣式變徑油嘴襯套。其中油嘴本體和手動(dòng)調(diào)節(jié)桿采用35CrMo材料加工，經(jīng)熱處理硬度達(dá)HB197~235，螺紋絲扣鍍銅防止連接粘扣；分瓣式變徑油嘴襯套采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料，厚度不小于5mm，具有很高的耐沖蝕性能。

本發(fā)明中的油嘴本體和分瓣式變徑油嘴襯套通過手動(dòng)調(diào)節(jié)桿外錐度螺紋密封連接，以調(diào)節(jié)分瓣式變徑油嘴襯套。

本發(fā)明中的油嘴本體通過螺紋與節(jié)流管匯固定式節(jié)流閥座連接，以便于拆卸、更換和保養(yǎng)。

本發(fā)明的應(yīng)用方式為：

1. 首先油氣井控制壓力流量、測(cè)試節(jié)流、鉆磨循環(huán)作業(yè)前，根據(jù)井口壓力、流量、井口溫度選擇合適初始尺寸的機(jī)械可調(diào)式固定油嘴。

2. 將確定的機(jī)械可調(diào)式固定油嘴通過油嘴本體2外表面的螺紋連接在節(jié)流管匯固定式節(jié)流閥座內(nèi)，同時(shí)將防沖蝕短節(jié)裝在固定式節(jié)流閥下游。

3. 完成機(jī)械可調(diào)式固定油嘴安裝后，整個(gè)節(jié)流嘴管匯進(jìn)口連接油、套放管線，出口連接硬質(zhì)放噴管線到燃燒池或方罐（油井）。

4. 打開井口油、套閘門進(jìn)行油氣井控制壓力流量、測(cè)試節(jié)流、鉆磨循環(huán)作業(yè)，若采用持續(xù)不間斷作業(yè)，需作業(yè)一段時(shí)間后及時(shí)拆卸檢查固定式節(jié)流閥中機(jī)械可調(diào)式固定油嘴情況。

5. 如果長(zhǎng)時(shí)間使用后檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)械可調(diào)式固定油嘴略有沖蝕，則應(yīng)立即通過手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1進(jìn)行相應(yīng)尺寸的調(diào)節(jié)設(shè)置，避免了更換油嘴，節(jié)約了時(shí)間，保持連續(xù)作業(yè)需要。

6. 待油氣井控制壓力流量、測(cè)試節(jié)流、鉆磨循環(huán)作業(yè)完成后，及時(shí)拆卸清理節(jié)流管匯及固定式節(jié)流閥座，檢查機(jī)械可調(diào)式固定油嘴（檢查手動(dòng)調(diào)節(jié)桿1是否旋轉(zhuǎn)靈活，分瓣式變徑油嘴襯套3是否有沖蝕）保養(yǎng)或更換機(jī)械可調(diào)式固定油嘴，以便后續(xù)再次放噴作業(yè)使用。