测试燃烧器点火头的制作方法

本实用新型涉及石油工程油气井测试设备领域，尤其涉及一种测试燃烧器点火头。

背景技术：

油气井测试过程中受工艺条件限制，原油不能大量存储和通过其他方式运走，特别是高含硫化氢产液，必须通过测试燃烧器进行燃烧处理，满足无滴油、无烟尘、安全环保等洁净燃烧的要求，这也要求燃烧器点火头保持稳定长明火。但是测试燃烧器点火头在实际工作中，经常出现点火不稳定的故障：火焰刚度不够，防风效果差，受环境风速影响出现熄火现象；由于高热辐射，点火电极和主体被烧坏；脉冲高压点火，变压器损坏无法点火；柴油点火喷嘴孔小易堵塞和结焦，导致雾化不充分，无法点燃；单一燃料限制了现场拓展应用；雾化效果不好，有时冒黑烟；火焰分散，火焰隔离罩或者防风罩易烧损。这些问题都是抑制测试燃烧器点火头点火成功的主要原因，制约着油气井测试工艺的正常开展。

一般的油气井测试用测试燃烧器点火方式分为手动点火和自动点火。手动点火一般需要工人手持火把在燃烧器喷头喷火口点燃雾化后的燃油。因为这种点火方式的成功率较低、同时危险性较高，而且经常需要多次点燃火把，操作极不方便。各领域的燃烧器点火头形式现已自动点火为主。依据燃料的不同，自动点火方式分为自动燃气点火和自动燃油点火。液化气点火装置属于自动燃气点火系统，其采用强制预混式燃烧方式，液化气作为点火源。燃气点燃的优点在于气体点燃所需能量较小，对打火装置要求不高，但液化气热值较低，当燃料挥发性能较差，燃料雾化程度低，环境风速过高等不利条件下，时有不能点燃的现象发生。自动燃油点火系统通过点燃燃油进而引燃燃料，其关键在于燃油的点燃和供给。燃油点燃的成功率主要取决于燃油的雾化效果和点燃燃油的火源。其中燃油雾化粒径的大小和雾化后的燃油雾滴与空气的混合程度决定了油雾的蒸发及点燃过程。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种测试燃烧器点火头，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种测试燃烧器点火头，克服现有点火头存在的点火不稳定、点火头燃料燃烧速度慢、燃料供给不稳定的问题，该测试燃烧器点火头能增强油气联合点火的优势，为测试燃烧器的稳定工作提供有力的保障。

本实用新型的另一目的在于提供一种测试燃烧器点火头，该测试燃烧器点火头简化了点火头的结构设计，强化了燃油和空气的混合，加剧燃气喷射和空气的剪切，强化燃烧，增强火焰刚性。

本实用新型的目的是这样实现的，一种测试燃烧器点火头，包括一端开口一端封闭的防风罩，所述测试燃烧器点火头还包括油枪套筒，所述油枪套筒的喷射端密封穿过所述防风罩的密封端构成燃油喷孔；所述油枪套筒的喷射端的内部固定设置有文丘里管，所述文丘里管的内部设置有轴向贯通的文丘里通道，所述油枪套筒的入口端向内设置有轴向贯通的、且能与所述文丘里通道连通的喷油通道，所述喷油通道的出口端设置有与所述喷油通道连通的、且指向所述文丘里通道的燃油雾化喷头，所述油枪套筒的侧壁上设置有与所述文丘里管的入口端连通的多个油枪引风口；所述防风罩的内部、且位于所述油枪套筒的喷射端的径向外侧环绕设置有燃气喷头组，所述燃气喷头组的一端连通设置有密封穿过所述防风罩的密封端的气枪管，所述燃气喷头组的另一端设置有多个燃气主喷孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述油枪套筒的入口端自外向内穿设有与所述文丘里管的入口端相隔离的油枪内芯，所述油枪内芯的内部设置所述喷油通道，所述喷油通道的入口端密封设置有与所述喷油通道连通的油枪内喷头；所述燃油雾化喷头的顶端中心处设置有贯通的雾化喷孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述油枪内芯的外侧壁上与各所述油枪引风口相对的位置设置有第一台阶部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述文丘里通道包括连通且依次设置的第一锥形孔道和第二锥形孔道，所述第一锥形孔道的直径自所述文丘里管的出口端向内渐缩，所述第二锥形孔道的直径自所述文丘里管的入口端向内渐缩，所述第一锥形孔道和所述第二锥形孔道的连接处形成文丘里管喉部结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述文丘里管喉部结构的直径为所述油枪套筒的外径的0.02～0.1倍；所述第一锥形孔道的大径为所述油枪套筒的外径的0.75～1倍。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述油枪引风口沿所述油枪套筒的轴向方向的长度尺寸为所述油枪套筒的外径的0.5～1倍，所述燃油雾化喷头的顶端至所述文丘里管喉部结构的距离为各油枪引风口沿所述油枪套筒的轴向方向的长度尺寸的0.85～1.5倍。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述防风罩的内孔直径为所述油枪套筒的外径的4～6倍，所述防风罩的轴向长度尺寸为所述油枪套筒的外径的4～5.5倍。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述燃气喷头组包括多个沿第一圆周均布的燃气喷头，各所述燃气喷头的底部密封连通于一环形连通管，所述环形连通管远离所述燃气喷头的一端密封连通设置所述气枪管，各所述燃气喷头的喷射端均设置一个或多个所述燃气主喷孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述燃气喷头的外侧壁上固定套设有稳焰罩，所述稳焰罩的直径向所述燃气喷头的喷射端渐增，所述稳焰罩的侧壁上设置有多个透孔；各所述燃气喷头位于所述稳焰罩内的侧壁上设置有多个贯通侧壁的辅助喷孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一圆周的直径为所述油枪套筒的外径的1.5～3.5倍。

由上所述，本实用新型提供的测试燃烧器点火头具有如下有益效果：

(1)本实用新型的测试燃烧器点火头是基于多孔射流强化预混燃烧机理的油气联合点火头，在其油枪套筒的喷射端设有特殊设计的文丘里管结构，燃油在文丘里管内的高速喷射形成的负压引射作用可以强化燃油和空气的混合；

(2)本实用新型的测试燃烧器点火头，其燃油喷孔的周围呈环形均布多个燃气主喷孔形成的多孔射流可以加剧燃气喷射和空气的剪切，强化燃烧，增强火焰刚性，结合燃气喷头的稳焰罩和防风罩的使用提高火焰抗风性能；

(3)本实用新型的测试燃烧器点火头能够顺利点燃能量更好的位于中心位置的燃油喷头，使得在一个测试燃烧器点火头内能实现燃气点火和燃油点火两种功能，保证了测试燃烧器的正常工作及油气井测试工艺的开展。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的测试燃烧器点火头的剖视结构示意图。

图2：为本实用新型测试燃烧器点火头的侧视图。

图3：为本实用新型的油枪套筒及其内部结构示意图。

图4：为本实用新型的燃气喷头的结构示意图。

图中：

100、测试燃烧器点火头；

1、防风罩；

2、油枪套筒；

21、燃油雾化喷头；211、雾化喷孔；

22、油枪引风口；

23、油枪内芯；231、第一台阶部；

24、油枪内喷头；

3、文丘里管；

31、第一锥形孔道；

32、第二锥形孔道；

33、文丘里管喉部结构；

4、燃气喷头组；

41、燃气主喷孔；

42、燃气喷头；

43、环形连通管；

44、稳焰罩；441、透孔；

45、辅助喷孔；

5、气枪管。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型提供的测试燃烧器点火头100，包括一端开口一端封闭的防风罩1，在本实施方式中，防风罩1为侧壁上开设通孔的网状圆管结构，防风罩1也可以是侧壁完整无开孔的圆管结构；测试燃烧器点火头100还包括油枪套筒2，油枪套筒2的喷射端自防风罩1的密封端的外侧密封穿过防风罩1的密封端构成燃油喷孔；油枪套筒2的喷射端的内部固定设置有文丘里管3，文丘里管3的内部设置有轴向贯通的文丘里通道，油枪套筒2的入口端向内设置有轴向贯通的、且能与文丘里通道连通的喷油通道，喷油通道的出口端设置有与喷油通道连通的、且指向文丘里通道的燃油雾化喷头21，油枪套筒2的侧壁上周向均匀设置有与文丘里管3的入口端连通的多个油枪引风口22，在本实施方式中，油枪引风口22的数量为3～10个，具体数量根据实际需要确定，油枪引风口22可以是圆形孔，也可以是矩形孔；防风罩1的内部、且位于油枪套筒2的喷射端的径向外侧环绕设置有燃气喷头组4，燃气喷头组4的一端连通设置有密封穿过防风罩1的密封端的气枪管5，燃气喷头组4的另一端设置有多个燃气主喷孔41。

测试燃烧器点火头100是基于多孔射流强化预混燃烧机理的油气联合点火头，油枪套筒2的喷射端设有特殊设计的文丘里管结构，燃油在文丘里管3内的高速喷射形成的负压引射作用可以强化燃油和空气的混合；燃油喷孔的周围呈环形均布多个燃气主喷孔形成的多孔射流可以加剧燃气喷射和空气的剪切，强化燃烧，增强火焰刚性，结合燃气喷头的稳焰罩和防风罩的使用提高火焰抗风性能；测试燃烧器点火头100能够顺利点燃能量更好的位于中心位置的燃油喷孔，使得在一个测试燃烧器点火头内能实现燃气点火和燃油点火两种功能，保证了测试燃烧器的正常工作及油气井测试工艺的开展。

进一步，如图1、图3所示，油枪套筒2的入口端自外向内穿设有与文丘里管3的入口端相隔离的油枪内芯23，油枪内芯23的内部设置上述的喷油通道，喷油通道的入口端密封设置有与喷油通道连通的油枪内喷头24，油枪套筒2通过油枪内喷头24的外端部与固定设置的燃油供应装置(现有技术，图中未示出)固定连接；燃油雾化喷头21的顶端中心处设置有贯通的雾化喷孔211。

进一步，如图1、图3所示，油枪内芯23的外侧壁上与各油枪引风口22相对的位置设置有第一台阶部231。第一台阶部231的小径一侧与油枪套筒2内侧壁之间形成空气通道，各油枪引风口22通过空气通道与文丘里管3内的文丘里通道连通。

进一步，如图1、图3所示，文丘里通道包括连通且依次设置的第一锥形孔道31和第二锥形孔道32，第一锥形孔道31的直径自文丘里管3的出口端向内渐缩，第二锥形孔道32的直径自文丘里管3的入口端向内渐缩，第一锥形孔道31和第二锥形孔道32的连接处形成文丘里管喉部结构33。

进一步，如图1、图3所示，文丘里管喉部结构33的直径D1为油枪套筒的外径D5的0.02～0.1倍；第一锥形孔道31的大径D2为油枪套筒的外径D5的0.75～1倍。

进一步，如图1、图3所示，各油枪引风口22沿油枪套筒2的轴向方向的长度尺寸L1为油枪套筒的外径D5的0.5～1倍，燃油雾化喷头21的顶端至文丘里管喉部结构33的距离L2为各油枪引风口沿油枪套筒2的轴向方向的长度尺寸L1的0.85～1.5倍。

进一步，如图1所示，防风罩1的内孔直径D4为油枪套筒的外径D5的4～6倍，防风罩1的轴向长度尺寸L3为油枪套筒的外径D5的4～5.5倍。

进一步，如图1、图2、图4所示，燃气喷头组4包括多个沿第一圆周均布的燃气喷头42，在本实施方式中，燃气喷头42的数量为3～10个，具体数量根据实际需要确定；各燃气喷头42的底部密封连通于一环形连通管43，环形连通管43远离燃气喷头42的一端密封连通设置气枪管5，气枪管5的入口端与固定设置的燃气供应装置(现有技术，图中未示出)固定连接，在本实施方式中，环形连通管43的横截面为U形，燃气通过环形连通管43分配给各燃气喷头42；各燃气喷头42的喷射端均设置多个燃气主喷孔41，在本实施方式中，燃气主喷孔41的数量为1～5个，具体数量根据实际需要确定。

进一步，如图1、图2、图4所示，各燃气喷头42的外侧壁上固定套设有稳焰罩44，稳焰罩44的直径向燃气喷头42的喷射端渐增，稳焰罩44的侧壁上设置有多个透孔441，在本实施方式中，稳焰罩44的侧壁上设置有沿圆周均布的3～10排透孔441，具体数量根据实际需要确定；各燃气喷头42位于稳焰罩44内的侧壁上设置有多个贯通侧壁的辅助喷孔45，在本实施方式中，辅助喷孔45的数量为2～5个，具体数量根据实际需要确定。稳焰罩44和辅助喷孔45的设置能够提高火焰的抗风性能。

进一步，如图1、图2所示，第一圆周的直径D3为油枪套筒的外径D5的1.5～3.5倍。

测试燃烧器点火头100内燃油雾化喷头21前端的文丘里管和油枪套筒2的喷射端的径向外侧均布的多个燃气喷头42的特殊设计，可以充分利用文丘里负压引射及多孔射流强化预混燃烧的作用使测试燃烧器点火头100不仅能形成更长的长明火，同时使测试燃烧器点火头100具有了更强的抗风能力，可以满足海上测试工艺中环境风的影响，同时还兼顾了燃气点火的易燃性及燃油点火的高能量，有利测试燃烧器(现有技术，图中未示出)燃烧时连续点火的要求，保证了测试工艺在恶劣环境中的顺利开展。

燃油雾化喷头21前端的文丘里管结构与燃油喷射流量有一定的匹配关系，以满足高速射流形成的局部负压，同时形成有效的引射空气参与油雾的雾化及强化预混过程，有效提高测试燃烧器点火头100的燃油稳定性，减少油滴滴落及熄火现象的发生。周向均布的多个燃气喷头42的几何定位与防风罩1及燃油喷射量要按照一定规律进行设置，以保证燃气喷头42能形成有效的多孔射流聚并机制，保证燃气与空气的高剪切作用形成强化预混，并有效的为雾化油滴顺利点燃及完全燃尽提供保证，以适应油气井测试的恶劣环境。

由上所述，本实用新型提供的测试燃烧器点火头具有如下有益效果：

(1)本实用新型的测试燃烧器点火头是基于多孔射流强化预混燃烧机理的油气联合点火头，在其油枪套筒的喷射端设有特殊设计的文丘里管结构，燃油在文丘里管内的高速喷射形成的负压引射作用可以强化燃油和空气的混合；

(2)本实用新型的测试燃烧器点火头，其燃油喷孔的周围呈环形均布多个燃气主喷孔形成的多孔射流可以加剧燃气喷射和空气的剪切，强化燃烧，增强火焰刚性，结合燃气喷头的稳焰罩和防风罩的使用提高火焰抗风性能；

(3)本实用新型的测试燃烧器点火头能够顺利点燃能量更好的位于中心位置的燃油喷头，使得在一个测试燃烧器点火头内能实现燃气点火和燃油点火两种功能，保证了测试燃烧器的正常工作及油气井测试工艺的开展。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。