一种蒸汽流量测量装置及使用该装置的注蒸汽管线的制作方法

本发明涉及蒸汽流量测量，具体涉及一种蒸汽流量测量装置及使用该装置的注蒸汽管线。

背景技术：

1、浅层稠油热采井通常采取蒸汽吞吐开发，通过向井内注入高温蒸汽加热地层稠油，然后通过抽油机举升采油。由于每台锅炉产汽量大，而单井注汽量小，因此，通常采取一台锅炉对多口稠油井的方式注湿饱和蒸汽。目前，采取分流分相计量工艺，实现对汽液两相流的准确计量，设备费用高达20万元左右。由于油价低、开发成本高，因此，分流分相计量工艺不能满足浅层稠油油田低成本开发的需要。而现有流量计均用于单向流的流量计量，若用于湿饱和蒸汽流量计量误差较大，可达到30％-50％。由于缺乏可靠的汽、液两相流流量计，组合注汽的多口井中，每口井的实际注汽量不清楚，地层渗透率高的井吸汽量大，而地层渗透率低的井吸汽量小，导致有的井因欠注而影响采油量、有的井因超注而造成能量损失，影响了蒸汽的有效利用。

2、公开号为cn101624907a的发明专利申请公开了一种井下油、水、气混相流量测量装置，该测量装置包括通过接箍相连的文丘里管和喷嘴，文丘里管的喉部设有喉部引压孔，文丘里管入口处设有入口取压孔，当不同流态的流体流入喷嘴时，在喷嘴作为阻流件，在喷射作用下混相为均相流体，均相流体再经文丘里管并在文丘里管前后产生压差，最终由计算得到各相的流量，该测量装置能对注蒸汽管线的蒸汽进行流量测量。由于流过测量装置的流体均具有一定流速，会对文丘里管的管壁造成一定的冲击，因此，文丘里管普遍采用耐磨损的高硬合金材质制造，而这种材质具有材料成本高、加工难度大的特点，并且，上述测量装置的文丘里管不仅作为检测件使流体产生压差，还作为管主体用于与其他检测件连接，致使文丘里管整体尺寸较大、结构较复杂，进而使得测量装置的材料成本和加工成本均较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种蒸汽流量测量装置，以解决现有技术中流量测量装置成本高的问题；本发明的目的还在于提供一种注蒸汽管线，以通过测量注蒸汽管线的蒸汽流量提高蒸汽的有效利用率，从而提高稠油热采采收率。

2、为实现上述目的，本发明的蒸汽流量测量装置的技术方案是：

3、一种蒸汽流量测量装置，包括：阻流件，设置在蒸汽流量测量装置的前侧，用于通过节流方式对流过阻流件的蒸汽进行汽夜两相混相；文丘里管，位于所述阻流件后方，用于测量流过蒸汽流量测量装置的蒸汽流量，其喉部设有喉部取压孔；所述蒸汽流量测量装置还包括：管主体，其前后两端分别设有前接头和后接头，用于将蒸汽流量测量装置串接到注蒸汽管线上；所述文丘里管固定在所述管主体内；管主体上设有入口取压孔和喉部引压孔，所述入口取压孔设置在文丘里管的前侧以与文丘里管的入口相连通；所述喉部引压孔与所述喉部取压孔相连通；所述蒸汽流量测量装置还包括：前密封结构，设置在管主体和文丘里管之间，并处于喉部取压孔前侧；后密封结构，设置在管主体和文丘里管之间，并处于喉部取压孔后侧。

4、本发明的有益效果是：本发明的蒸汽流量测量装置中文丘里管设置在管主体内，文丘里管仅作为检测件使流体产生压差，而管主体用于与其他检测件连接，与对比文件相比，不仅能大大缩小文丘里管的整体尺寸，相应的其材料成本和加工成本也会大大降低，而管主体可采用强度高且成本较低的合金钢材料制作，从而能大大降低蒸汽流量测量装置整体的材料成本和加工成本。此外，制作管主体的合金钢材质还具有机械性能高、连接可靠以及承压能力高的特点，这是制作文丘里管的高硬合金材质所欠缺的，因此，本发明的测量装置采用文丘里管固定在管主体内部的组合结构，还能有效提高测量装置的安全可靠性、延长测量装置的使用寿命。

5、作为优选的技术方案，所述管主体的内壁和文丘里管的外壁的至少一个上设有连通环槽，所述喉部引压孔和喉部取压孔通过连通环槽相连通。

6、有益效果：在将文丘里管固定在管主体内时，即使喉部引压孔和喉部取压孔有一定的错位，也能通过连通环槽相连通，降低了文丘里管与管主体的装配精度，有利于进一步降低测量装置的制造成本。

7、作为优选的技术方案，所述后密封结构为耐高温的挤压密封环；所述管主体内设有朝后的后台阶面，且后台阶面位于喉部取压孔后侧；所述后接头具有插入管主体内的插筒段，插筒段插装在管主体内并与管主体螺纹连接，插筒段上设有朝前的顶推面；所述后密封结构后侧设有后挡环，后挡环在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头被顶推面顶推而挤压后密封结构，使后密封结构前端被后台阶面挡止而压紧在管主体内；或者，顶推面在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头而挤压后密封结构，使后密封结构前端被后台阶面挡止而压紧在管主体内。

8、有益效果：后接头的旋紧过程中同时挤后密封结构，而将后密封结构压紧在管体内，方便后密封结构在管主体内的固定。

9、作为优选的技术方案，所述后密封结构的前侧设有前挡环；所述前挡环在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头挤压后密封结构时，被后密封结构顶推而被后台阶面挡止。

10、有益效果：前挡环能将后密封结构与后台阶面隔开，以免在旋拧后接头时后密封结构与后台阶面之间摩擦力过大，造成后接头旋拧困难。

11、作为优选的技术方案，所述后挡环后侧还设有主体密封结构，所述主体密封结构为耐高温的挤压密封环；所述插筒段包括大径段和小径段，大径段设置在小径段后侧，所述顶推面由大径段的靠近小径段的端面构成；所述主体密封结构设置在管主体和小径段之间的径向间隔内；主体密封结构在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头被顶推面顶推而压紧在后挡环上。

12、有益效果：主体密封结构能对后接头和管主体连接处进行密封，避免蒸汽从该处泄露；此外，后接头的旋紧过程中同时挤压主体密封结构和后密封结构，而将两密封结构分别压紧，方便后密封结构和主体密封结构在管主体内的固定。

13、作为优选的技术方案，所述文丘里管包括外径较大段和外径较小段，所述外径较大段设置在外径较小段的后侧，所述后密封结构设置在外径较大段和管主体之间。

14、有益效果：有利于增加文丘里管后侧的壁面厚度，提高文丘里管的整体机械性能。

15、作为优选的技术方案，所述前密封结构为耐高温的挤压密封环；所述文丘里管的外壁上设有密封环槽；所述管主体内设有朝后的前台阶面，前台阶面位于喉部引压孔前侧；所述前密封结构套设在所述密封环槽内，用于在文丘里管由后至前推入管主体内设定位置时将前密封结构压紧在前台阶面上，实现前密封结构在管主体内的固定以及文丘里管在管主体内的固定。

16、有益效果：文丘里管推动至管主体内设定位置时，即实现前密封结构、文丘里管在管体内的固定，方便将前密封结构、文丘里管固定在管体内。

17、作为优选的技术方案，所述管主体的前端插装在前接头内，且所述管主体与前接头通过锥形丝扣密封连接；所述前接头内设有朝后的阻流件挡止面，所述阻流件在前后方向上被阻流挡止面和管主体的前端挡止限位。

18、有益效果：前接头与管主体通过锥形丝扣同时实现连接和密封，不用在前接头处额外设置密封件，有利于简化蒸汽流量测量装置的整体结构。

19、作为优选的技术方案，所述阻流件为管状结构，阻流件的内径由前至后先收缩后逐渐扩大。

20、有益效果：阻流件的设置形式，不仅能保证对蒸汽的汽夜两相进行充分混相，而且，由于其内部结构较平滑，整体过流面积较大，使得该蒸汽流量测量装置可以在注蒸汽和采油一体化管线上应用，避免采油过程在阻流件处因原油粘度高而堵塞。

21、为实现上述目的，本发明的注蒸汽管线的技术方案是：

22、一种注蒸汽管线，包括：蒸汽管，各蒸汽管依次连接；蒸汽流量测量装置，串接在注蒸汽管线上；蒸汽流量测量装置，包括：阻流件，设置在蒸汽流量测量装置的前侧，用于通过节流方式对流过阻流件的蒸汽进行汽夜两相混相；文丘里管，位于所述阻流件后方，用于测量流过蒸汽流量测量装置的蒸汽流量，其喉部设有喉部取压孔；所述蒸汽流量测量装置还包括：管主体，其前后两端分别设有前接头和后接头，用于将蒸汽流量测量装置串接到注蒸汽管线上；所述文丘里管固定在所述管主体内；管主体上设有入口取压孔和喉部引压孔，所述入口取压孔设置在文丘里管的前侧以与文丘里管的入口相连通；所述喉部引压孔与所述喉部取压孔相连通；所述蒸汽流量测量装置还包括：前密封结构，设置在管主体和文丘里管之间，并处于喉部取压孔前侧；后密封结构，设置在管主体和文丘里管之间，并处于喉部取压孔后侧。

23、本发明的有益效果是：本发明的蒸汽流量测量装置中文丘里管设置在管主体内，文丘里管仅作为检测件使流体产生压差，而管主体用于与其他检测件连接，与对比文件相比，不仅能大大缩小文丘里管的整体尺寸，相应的其材料成本和加工成本也会大大降低，而管主体可采用强度高且成本较低的合金钢材料制作，从而能大大降低蒸汽流量测量装置整体的材料成本和加工成本。此外，制作管主体的合金钢材质还具有机械性能高、连接可靠以及承压能力高的特点，这是制作文丘里管的高硬合金材质所欠缺的，因此，本发明的测量装置采用文丘里管固定在管主体内部的组合结构，还能有效提高测量装置的安全可靠性、延长测量装置的使用寿命。

24、作为优选的技术方案，所述管主体的内壁和文丘里管的外壁的至少一个上设有连通环槽，所述喉部引压孔和喉部取压孔通过连通环槽相连通。

25、有益效果：在将文丘里管固定在管主体内时，即使喉部引压孔和喉部取压孔有一定的错位，也能通过连通环槽相连通，降低了文丘里管与管主体的装配精度，有利于进一步降低测量装置的制造成本。

26、作为优选的技术方案，所述后密封结构为耐高温的挤压密封环；所述管主体内设有朝后的后台阶面，且后台阶面位于喉部取压孔后侧；所述后接头具有插入管主体内的插筒段，插筒段插装在管主体内并与管主体螺纹连接，插筒段上设有朝前的顶推面；所述后密封结构后侧设有后挡环，后挡环在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头被顶推面顶推而挤压后密封结构，使后密封结构前端被后台阶面挡止而压紧在管主体内；或者，顶推面在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头而挤压后密封结构，使后密封结构前端被后台阶面挡止而压紧在管主体内。

27、有益效果：后接头的旋紧过程中同时挤后密封结构，而将后密封结构压紧在管体内，方便后密封结构在管主体内的固定。

28、作为优选的技术方案，所述后密封结构的前侧设有前挡环；所述前挡环在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头挤压后密封结构时，被后密封结构顶推而被后台阶面挡止。

29、有益效果：前挡环能将后密封结构与后台阶面隔开，以免在旋拧后接头时后密封结构与后台阶面之间摩擦力过大，造成后接头旋拧困难。

30、作为优选的技术方案，所述后挡环后侧还设有主体密封结构，所述主体密封结构为耐高温的挤压密封环；所述插筒段包括大径段和小径段，大径段设置在小径段后侧，所述顶推面由大径段的靠近小径段的端面构成；所述主体密封结构设置在管主体和小径段之间的径向间隔内；主体密封结构在文丘里管固定在管主体内后，通过旋拧后接头被顶推面顶推而压紧在后挡环上。

31、有益效果：主体密封结构能对后接头和管主体连接处进行密封，避免蒸汽从该处泄露；此外，后接头的旋紧过程中同时挤压主体密封结构和后密封结构，而将两密封结构分别压紧，方便后密封结构和主体密封结构在管主体内的固定。

32、作为优选的技术方案，所述文丘里管包括外径较大段和外径较小段，所述外径较大段设置在外径较小段的后侧，所述后密封结构设置在外径较大段和管主体之间。

33、有益效果：有利于增加文丘里管后侧的壁面厚度，提高文丘里管的整体机械性能。

34、作为优选的技术方案，所述前密封结构为耐高温的挤压密封环；所述文丘里管的外壁上设有密封环槽；所述管主体内设有朝后的前台阶面，前台阶面位于喉部引压孔前侧；所述前密封结构套设在所述密封环槽内，用于在文丘里管由后至前推入管主体内设定位置时将前密封结构压紧在前台阶面上，实现前密封结构在管主体内的固定以及文丘里管在管主体内的固定。

35、有益效果：文丘里管推动至管主体内设定位置时，即实现前密封结构、文丘里管在管体内的固定，方便将前密封结构、文丘里管固定在管体内。

36、作为优选的技术方案，所述管主体的前端插装在前接头内，且所述管主体与前接头通过锥形丝扣密封连接；所述前接头内设有朝后的阻流件挡止面，所述阻流件在前后方向上被阻流挡止面和管主体的前端挡止限位。

37、有益效果：前接头与管主体通过锥形丝扣同时实现连接和密封，不用在前接头处额外设置密封件，有利于简化蒸汽流量测量装置的整体结构。

38、作为优选的技术方案，所述阻流件为管状结构，阻流件的内径由前至后先收缩后逐渐扩大。

39、有益效果：阻流件的设置形式，不仅能保证对蒸汽的汽夜两相进行充分混相，而且，由于其内部结构较平滑，整体过流面积较大，使得该蒸汽流量测量装置可以在注蒸汽和采油一体化管线上应用，避免采油过程在阻流件处因原油粘度高而堵塞。