本實用新型涉及石油工程中油氣井測試設備領域，尤其涉及一種油氣井測試用多孔油嘴。

背景技術：

油嘴是油氣井地面測試流程和生產流程的一個重要環(huán)節(jié)，油嘴沖蝕刺大、刺漏可能造成井控失控、設備損壞、環(huán)境污染等嚴重的后果。在復雜井測試地面流程中，為維持復雜井測試之間以及鉆臺總匯管之間的壓力平衡，一般都安裝有節(jié)流裝置——油嘴。一般的油氣井測試用油嘴，都由固定尺寸的油嘴套筒和帶有不同孔徑大小的油嘴內芯構成。一般情況油嘴內芯為一等直徑通孔。當油氣井放噴流體經過油嘴閥門時，由于油嘴內芯孔道截面積急劇縮小，出現流體節(jié)流效應，流體流速增加，壓力升高，出現溫降現象，當油嘴前后兩側壓力達到臨界壓差時，流經油嘴的流體質量流率不再增加，達到穩(wěn)定狀態(tài)，滿足了工業(yè)油氣井開發(fā)時穩(wěn)定節(jié)流的目的。

油氣井測試尤其是返排放噴過程中，返排流體復雜，往往是高壓氣流或者液流攜帶射孔碎屑、重泥漿、鉆塞碎屑、壓裂砂、地層出砂，高壓流體在地面管匯中高速流動，經常由于沖蝕和磨蝕導致管匯(油嘴等)損壞，極端情況下，僅開井兩分鐘就能將油嘴“沖壞”，從而導致更換成本增加、地面流程敞噴，嚴重的導致地面流程失控產生井控風險，從而造成周圍環(huán)境嚴重污染、設備損毀以及人員不安全隱患，也會導致工作制度失效、影響長期穩(wěn)產等。由于油嘴前后壓差大，天然氣會在節(jié)流后形成水合物堵塞油嘴。此外由于設計加工問題會出現油嘴內芯脫落等情況。

工業(yè)上一般采用高硬度合金材料或陶瓷材料來抑制流體中砂粒對油嘴的沖蝕作用，或者采用多級油嘴來逐級降壓節(jié)流，并根據實際放噴量來采用不同的油嘴尺寸和多級油嘴間的降壓比例關系。但是采用多級油嘴勢必會增加整體地面工程的復雜程度及設備的占地面積。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經驗與實踐，提出一種油氣井測試用多孔油嘴，以克服現有技術的缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種油氣井測試用多孔油嘴，克服了現有油嘴存在的易損壞、更換成本高且易造成環(huán)境污染、設備損傷及安全隱患高等問題，該油氣井測試用多孔油嘴實現了多孔射流，減少了沖蝕損傷，有效延長油嘴的使用壽命，避免環(huán)境污染和安全隱患。

本實用新型的另一目的在于提供一種油氣井測試用多孔油嘴，實現了單一固定油嘴內多個內芯孔道并聯(lián)的節(jié)流特性，減少劇烈的節(jié)流后壓降、溫降，同時多孔射流能有效抑制節(jié)流后回流及氣蝕，具有較好的束流穩(wěn)流作用。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種油氣井測試用多孔油嘴，包括一中空的油嘴外套筒，所述油嘴外套筒的內部固定密封設置有油嘴內芯，所述油嘴內芯中設置有多個上下貫通且平行設置的內芯孔道。

在本實用新型的一較佳實施方式中，多個所述內芯孔道的過流橫截面積之和與所述油嘴內芯的外圓橫截面積的比值范圍是0.1至0.75。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述油嘴內芯的外圓橫截面積與所述油嘴外套筒的外圓橫截面積的比值范圍是0.5至0.8。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述油嘴外套筒的內壁下部設置有用于固定所述油嘴內芯的第一臺階面，所述油嘴內芯的外壁上設置有能與所述第一臺階面匹配抵靠定位的第二臺階面。

在本實用新型的一較佳實施方式中，多個所述內芯孔道呈圓周形均布，各所述內芯孔道的中心位于第一圓周上。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述第二臺階面至所述油嘴內芯的底端面之間的距離大小與所述第一圓周直徑的比值范圍是0.5至1。

在本實用新型的一較佳實施方式中，多個所述內芯孔道呈圓周形均布，所述油嘴內芯上設置有一圈或兩圈所述內芯孔道。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述油嘴內芯的中心處設置一所述內芯孔道。

在本實用新型的一較佳實施方式中，各所述內芯孔道的橫截面為圓形或矩形。

在本實用新型的一較佳實施方式中，所述油嘴外套筒的外壁頂端設置有螺帽，所述油嘴外套筒的外壁上位于所述螺帽的下方設置有安裝螺紋段。

由上所述，本實用新型提供的油氣井測試用多孔油嘴，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴，在油嘴外套筒內設置油嘴內芯，油嘴內芯中設置了根據臨界節(jié)流理論設計的多個上下貫通的小孔徑的內芯孔道，由于小孔徑孔道的臨界流量及壓力較小，產生的溫降及沖蝕危害較小，多個小孔徑的內芯孔道能夠形成多股臨界流體流動，與單級孔道相比，減小了制冷效應及沖蝕損傷，減少了劇烈的節(jié)流后壓降和溫降，能夠抑制溫降導致天然氣水合物的生成及油嘴堵塞，同時多孔射流能有效抑制流體節(jié)流后回流和氣蝕，具有較好的束流穩(wěn)流作用，減少恢復段長度，有效地延長油嘴的使用壽命；

(2)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴是基于多孔并聯(lián)節(jié)流機理的固定節(jié)流油嘴，油嘴內芯采用的多孔道結構，能夠在同等過流面積情況下，減小對過流量的影響，實現了油嘴的節(jié)流效果；

(3)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴，其油嘴內芯的多孔道結構能夠在有限空間內實現高節(jié)流壓差，能夠有效的替代多級油嘴的使用，減少占地面積，簡化了地面工程設備的復雜程度，并增強了設備可靠性，避免了環(huán)境污染和安全隱患；

(4)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴的內芯臺階面避免油嘴內芯在實際使用中脫落，同時油嘴下部進行鍍層處理，減緩了流體對油嘴下部回流區(qū)沖蝕及氣蝕破壞。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中：

圖1：為本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴的結構示意圖。

圖2：為圖1中A-A處剖視圖。

圖中：

100、油氣井測試用多孔油嘴；

1、油嘴外套筒；11、第一臺階面；12、螺帽；13、安裝螺紋段；

2、油嘴內芯；21、內芯孔道；22、第二臺階面。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1、圖2所示，本實用新型提供的油氣井測試用多孔油嘴100，包括一中空的油嘴外套筒1，油嘴外套筒1的內部密封固定設置有油嘴內芯2，油嘴內芯2中設置有多個上下貫通且平行設置的內芯孔道21。一般內芯孔道21的頂端為入口端，內芯孔道21的底端為出口端。內芯孔道21直徑較小，并按照一定規(guī)律排布，在本實施方式中，多個內芯孔道21的過流橫截面積之和與油嘴內芯2的外圓橫截面積的比值范圍是0.1至0.75。油嘴內芯2中設置了根據臨界節(jié)流理論設計的多個上下貫通的小孔徑的內芯孔道21，由于小孔徑孔道的臨界流量及壓力較小，產生的溫降及沖蝕危害較小，多個小孔徑的內芯孔道21能夠形成多股臨界流體流動，與單級孔道相比，減小了制冷效應及沖蝕損傷，減少了劇烈的節(jié)流后壓降和溫降，能夠抑制溫降導致天然氣水合物的生成及油嘴堵塞，多孔射流能有效抑制流體節(jié)流后回流和氣蝕，具有較好的束流穩(wěn)流作用，減少恢復段長度，有效地延長油嘴的使用壽命；油嘴內芯采用的多孔道結構，能夠在同等過流面積情況下，減小對過流量的影響，實現了油嘴的節(jié)流效果；并且，油嘴內芯的多孔道結構能夠在有限空間內實現高節(jié)流壓差，能夠有效的替代多級油嘴的使用，減少占地面積，簡化了地面工程設備的復雜程度，并增強了設備可靠性，避免了環(huán)境污染和安全隱患。

進一步，如圖2所示，油嘴內芯2的外圓橫截面積與油嘴外套筒1的外圓橫截面積的比值范圍是0.5至0.8，在本實施方式中，油嘴內芯2為圓柱形結構，油嘴外套筒1為圓管結構，油嘴內芯2的外圓直徑D2的平方與油嘴外套筒1外圓直徑D1的平方的比值范圍是0.5至0.8。

進一步，如圖1、圖2所示，油嘴外套筒1的內壁下部設置有用于固定油嘴內芯2的第一臺階面11，油嘴內芯2的外壁上設置有能與第一臺階面11匹配抵靠定位的第二臺階面22。相互匹配的第一臺階面11和第二臺階面22能實現油嘴內芯2在油嘴外套筒1內的軸向定位，避免使用過程中油嘴內芯2自油嘴外套筒1中脫落。在本實用新型的一具體實施例中，多個內芯孔道21呈圓周形均布，各內芯孔道的中心位于第一圓周上，如圖1中所示，第一圓周的直徑為D3。第二臺階面22至油嘴內芯2的底端面之間的距離L1大小與第一圓周直徑D3的比值范圍是0.5至1。

進一步，如圖2所示，多個內芯孔道21呈圓周形均布，也可以呈非圓周形均布，例如矩形、六邊形等，油嘴內芯2上設置有一圈或兩圈內芯孔道21。內芯孔道21的布置方式及其孔徑與油嘴節(jié)流流量有一定的匹配關系，以滿足臨界流動的要求，即處理量相同，當內芯孔道21直徑和長度改變時，其過流面積與處理量的匹配關系也要發(fā)生變化。

進一步，如圖1、圖2所示，在本實用新型的一具體實施例中，油嘴內芯2的中心處設置一內芯孔道21。油嘴內芯2的中心處也可以不設置該內芯孔道21。

進一步，各內芯孔道21的橫截面為圓形或矩形。

進一步，如圖1所示，油嘴外套筒1的外壁頂端設置有螺帽12，油嘴外套筒1的外壁上位于螺帽12的下方設置有安裝螺紋段13。油氣井測試用多孔油嘴100通過安裝螺紋段13固定在鉆臺總匯管(現有技術，圖中未示出)上。

進一步，為了長周期運行，內芯孔道21的孔壁表面及噴出口處要做耐磨處理，或者整個油嘴內芯2采用硬質合金或陶瓷材料制造，油氣井測試用多孔油嘴100安裝于鉆臺總匯管上，其下部穿過鉆臺總匯管的側壁置于鉆臺總匯管的內腔中，油氣井測試用多孔油嘴100的下部為流體回流區(qū)，油氣井測試用多孔油嘴100的下部一般進行鍍層處理，減緩流體對油嘴下部回流區(qū)沖蝕及氣蝕破壞。

由上所述，本實用新型提供的油氣井測試用多孔油嘴，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴，在油嘴外套筒內設置油嘴內芯，油嘴內芯中設置了根據臨界節(jié)流理論設計的多個上下貫通的小孔徑的內芯孔道，由于小孔徑孔道的臨界流量及壓力較小，產生的溫降及沖蝕危害較小，多個小孔徑的內芯孔道能夠形成多股臨界流體流動，與單級孔道相比，減小了制冷效應及沖蝕損傷，減少了劇烈的節(jié)流后壓降和溫降，能夠抑制溫降導致天然氣水合物的生成及油嘴堵塞，同時多孔射流能有效抑制流體節(jié)流后回流和氣蝕，具有較好的束流穩(wěn)流作用，減少恢復段長度，有效地延長油嘴的使用壽命；

(2)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴是基于多孔并聯(lián)節(jié)流機理的固定節(jié)流油嘴，油嘴內芯采用的多孔道結構，能夠在同等過流面積情況下，減小對過流量的影響，實現了油嘴的節(jié)流效果；

(3)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴，其油嘴內芯的多孔道結構能夠在有限空間內實現高節(jié)流壓差，能夠有效的替代多級油嘴的使用，減少占地面積，簡化了地面工程設備的復雜程度，并增強了設備可靠性，避免了環(huán)境污染和安全隱患；

(4)本實用新型的油氣井測試用多孔油嘴的內芯臺階面避免油嘴內芯在實際使用中脫落，同時油嘴下部進行鍍層處理，減緩了流體對油嘴下部回流區(qū)沖蝕及氣蝕破壞。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。