[0001] 本发明涉及蒸汽阀，尤其涉及一种用于浓稠油井的恒流量蒸汽注入阀，它能方便地调控注入蒸汽流量，对优化改善浓稠油井开采工艺、提高开采作业生产效率和稳定油品质量具有明显的技术效果。

[0002] 我们知道，当今世界石油消耗的数量呈现加速增长之势，而常规石油资源却在急剧减少，石油价格的不断攀升波动已成为严重影响世界经济发展的一个重要因素。人们已开始把目光转向对稠油等非常规资源的开发利用，有关专家预计：随着石油开采技术的不断进步以及开采成本的进一步降低，在若干年后，稠油等非常规资源将替代常规石油而成为重要的战略接替能源产品。正因为如此，深入研究稠油等非常规资源的开发利用技术已成为一个世界性的热点课题。根据资料显示：全球现已探明的可采稠油储量为4000亿吨以上，是可采石油储量（约1500亿吨）的2.7倍，我国境内就已发现可采稠油油田70多个，总地质储量约为12亿方以上，年产量高达1300万吨。但是，由于稠油油田含沥青质和胶质的数量高、轻质馏分较少，具有密度大、粘度高、油层流动性差和地层能量低等固有特性，仅靠天然能量是无法进行开采作业的。迄今为止，对浓稠油井主要是采用“蒸汽吞吐法”热采技术进行开采作业的，它的机理是：将高温高压的饱和蒸汽输入稠油井内对一定范围的油层进行“加热降粘”后，即能将其回采出来。形象地说，它实际上是一个“吞进蒸汽、吐出原油”的循环开采作业过程。据现场调查了解：目前，我国石油行业对稠油井开采作业中常用的蒸汽注入阀在运行过程中存在如下技术缺陷：当外供汽压发生波动时，它自行调压稳压的能力差而导致对稠油井内注入蒸汽的流量波动较大，这将严重影响稠油井内进行“加热降粘”工序的技术工艺指标进而影响开采作业进程，这正是现行稠油井在开采生产过程中存在“采油作业效率较低、生产运行成本高和油品质量不稳定”的一个主要原因。怎样改进现行蒸汽注入阀的结构使其具有“自行调压稳压、恒定注入流量”的功能，这是我国石油行业在稠油井开采作业中迫切需要解决的一个重大的技术性课题，本发明正是想要解决的这个问题。

[0003] 本发明的目的旨在提出一种用于浓稠油井的恒流量蒸汽注入阀，它能对输送的蒸汽进行节流调压稳压，实现向浓稠油井内恒流量注入蒸汽的发明目的，对稳定浓稠油井内“加热降粘”进程、优化改善“蒸汽吞吐” 热采工艺、提高生产作业效率和油品质量都具有非常明显的技术效果。

[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：本发明提出的一种用于浓稠油井的恒流量蒸汽注入阀，它包括阀体、连接安装于阀体的进汽法兰、出汽法兰、阀盖、配装于阀腔内的组合阀座、内层阀套、阀芯和阀杆，所述的阀芯配装于内层阀套内，其特征在于：在内层阀套的外壁面镶配安装中层节流套形成内稳流环腔结构，在中层节流套的外壁面镶配安装外层恒流套形成外稳流环腔结构，在内层阀套的壁体上设置有一组高位进汽孔和与内稳流环腔相通的中位进汽孔、低位进汽孔，在中层节流套的壁体上设置有一组高位节流孔和连通内稳流环腔、外稳流环腔的中位节流孔、低位节流孔，在外层恒流套的壁体上设置有连通外稳流环腔的恒流出汽孔，在组合阀座的底部配装有滤网。它的结构特点是：在阀体内配装由内层阀套、中层节流套和外层恒流套按镶配组装方式构成整体结构的“迷宫式组合套筒”，在“迷宫式组合套筒”的内层阀套、中层节流套、外层恒流套之间形成内稳流环腔、外稳流环腔的节流调压稳压结构，它对蒸汽进行调压稳压使其能有效避免产生紊流、汽蚀现象，可极大地降低注汽作业噪音并能延长设备的工作寿命。在内层阀套的壁体上设置一组高位进汽孔、中位进汽孔、低位进汽孔形成“多档位”流量调控结构，在外供汽压发生波动时，能方便及时地调控进汽流量，对优化改善浓稠油井的开采工艺、提高生产作业效率和稳定油品质量具有明显效果。

[0005] 为更好地实现本发明的技术方案，它还具有如下的技术特征：在内层阀套壁体上设置的一组高位进汽孔、中位进汽孔、低位进汽孔的孔径是依次按比例逐级增大构成多档位调节恒流汽道结构。这种结构设计能对进入的蒸汽按比例依次节流降速进行调压稳压，它对进一步降低注汽作业噪音和延长设备工作寿命有一定作用。

[0006] 在中层节流套壁体上设置的一组高位节流孔、中位节流孔、低位节流孔的孔径是依次按比例逐级增大构成多级节流汽道结构。这种结构设计对进一步降低注汽作业噪音和延长设备工作寿命也有一定作用。

[0007] 在阀芯的底部堆焊设置有与组合阀座相适配的硬质合金密封结构。它对进一步提高产品的密封性能、延长工作寿命有明显效果。

[0008] 本发明同现有技术相比具有如下优点：本发明是在蒸汽注入阀的阀腔内配装由内层阀套、中层节流套和外层恒流套依次镶配组成的“迷宫式组合套筒”，在内层阀套、中层节流套、外层恒流套之间形成内、外稳流环腔多层节流调压稳压结构，在内层阀套的壁体上还设置有高、中、低“多档位”进汽流量调控结构，它能方便及时地调控进汽流量并引导蒸汽在“迷宫式组合套筒”内依次通过内稳流环腔、节流孔、外稳流环腔时变换流向、比例降速进行节流调压稳压，可有效避免产生紊流、汽蚀现象，对优化稠油井开采工艺、提高生产效率和油品质量有明显效果，本发明具有结构简捷、生产容易制造成本低、运行安全可靠、注汽作业噪音低、节流调压性能高、稳压恒流效果好和使用寿命长的突出优点。
附图说明

[0009] 图1是本发明的结构示意图，也作摘要附图。

[0010] 图2是本发明的内层阀套、中层节流套、外层恒流套依次镶配组成整体结构的“迷宫式组合套筒” 的示意图（局部放大）,展示阀芯同时封闭“高位进汽孔”、“中位进汽孔”、“低位进汽孔”使恒流量蒸汽注入阀处于关闭状态的结构示意图。

[0011] 图3展示阀芯上移至“低档”位置开启“低位进汽孔”使恒流量蒸汽注入阀处于“低档位进汽”工作状态的结构示意图。

[0012] 图4展示阀芯继续上移至“中档”位置同时开启“低位进汽孔”、“中位进汽孔”使恒流量蒸汽注入阀处于“中档位进汽”工作状态的结构示意图。

[0013] 图5展示阀芯再继续上移至“高档”位置同时开启“低位进汽孔”、“中位进汽孔”、“高位进汽孔”使恒流量蒸汽注入阀处于“高档位进汽”工作状态的结构示意图。

[0014] 图6是图2的A—A视图，展示在“迷宫式组合套筒”的内层阀套、中层节流套、外层恒流套之间形成内稳流环腔、外稳流环腔对蒸汽变换流向进行节流稳压恒流量的结构示意图。

[0015] 附图中的标记说明：1为手轮，2为阀杆，3为阀盖，4为内层阀套，5为阀腔，6为组合阀座，7为进汽法兰，8为阀体，9为阀芯，10为出汽法兰，11为箭头，12为高位节流孔，13为恒流出汽孔，14为中层节流套，15为内稳流环腔，16为外层恒流套，17为低位节流孔，18为高位进汽孔，19为中位节流孔，20为中位进汽孔，21为低位进汽孔，22为硬质合金密封结构，23为滤网，24为外稳流环腔，25为压网环。

[0016] 下面结合附图进一步描述本发明的实施例：本发明提出的一种用于浓稠油井的恒流量蒸汽注入阀，它主要由阀体8、连接安装于阀体8的进汽法兰7、出汽法兰10、阀盖3和配装于阀腔5内的阀芯9、阀杆2、组合阀座6、滤网23 和“迷宫式组合套筒”构成，所述的“迷宫式组合套筒”是由内层阀套4、中层节流套
14和外层恒流套16依次镶配组装成一个引导蒸汽变换流向进行节流调压、稳压恒流的整体结构，它是按下述方式进行镶配组装的：在内层阀套4底部外壁面镶配安装中层节流套
14形成内稳流环腔15结构；在中层节流套14的外壁面再镶配安装外层恒流套16形成外稳流环腔24结构。在内层阀套4的壁体上设置一组高位进汽孔18和与内稳流环腔15相通的中位进汽孔20、低位进汽孔21，所述的一组高位进汽孔18、中位进汽孔20、低位进汽孔21的孔径是按比例依次逐级增大进行设置，即可构成多档位调节恒流汽道结构；在中层节流套14壁体上设置一组高位节流孔12和连通内稳流环腔15、外稳流环腔24的中位节流孔19、低位节流孔17，所述的一组高位节流孔12、中位节流孔19、低位节流孔17的孔径也是按比例依次逐级增大进行设置，即可构成多级节流汽道结构；在外层恒流套16壁体上设置有连通外稳流环腔24的恒流出汽孔13，连接于阀杆2底端的阀芯9配装于内层阀套4内，在阀芯9的底部堆焊设置有与组合阀座6相适配的硬质合金密封结构22，它对进一步提高产品密封性能和延长工作寿命一定作用。在组合阀座6底部由压网环25固定配装有滤网23，可有效滤除蒸汽中的杂质，能阻止杂质进入“迷宫式组合套筒”内发生堵塞现象，对维持设备长期稳定正常运行、延长工作寿命也有一定作用。它是这样进行安装工作的：首先转动配装于阀杆2顶端的手轮1，将阀芯9下移至同时封闭内层阀套4壁体上的高位进汽孔18、中位进汽孔20、低位进汽孔21，使恒流量蒸汽注入阀处于关闭状态，再将进汽法兰7、出汽法兰10固定连接安装于外供蒸汽主管上。经检查确认无误后，即可根据“浓稠油井开采作业注汽操作规程”，缓缓转动手轮1将阀芯9上移至所需注入蒸汽量的“档位”位置，至此，即完成开启恒流量蒸汽注入阀向浓稠油井注入蒸汽的操作，蒸汽首先经滤网23滤除杂质后，再进入“迷宫式组合套筒”内使其变换流向并按比例逐级节流降速进行调压稳压，即可向浓稠油井内连续平稳地注入恒流量的蒸汽，为浓稠油层“加热降粘”工序供给持续稳定的热能。当外供蒸汽压力发生波动时，可方便及时地操作手轮1移动阀芯9位置，即可通过调节“进汽档位”来增大或减少蒸汽的进汽量，如箭头11所示，经滤网23滤除杂质后的蒸汽可按不同的进汽档位分别经过内层阀套4壁体上的低位进汽孔21（即“低档位进汽”工作状态）、或者同时经过中位进汽孔20（即“中档位进汽”工作状态）进入内稳流环腔15内、再经中层节流套14壁体上中位节流孔19、低位节流孔17进入外稳流环腔24内，或者同时经过内层阀套4壁体上的高位进汽孔18（即“高档位进汽”工作状态）。蒸汽进行“迷宫式组合套筒”内后将被引导依次通过内稳流环腔15、中位节流孔19、低位节流孔17、外稳流环腔24不断地变换流向并按比例逐级节流降速进行调压稳压，再经过高位节流孔12、恒流出汽孔13最终由出汽法兰10输出稳压恒流量的蒸汽，即可向浓稠油井内连续平稳地注入恒定流量的蒸汽，为浓稠油层进行“加热降粘”作业工序提供持续稳定的热能。经过较长时期的试用表明：本发明确实具有节流调压性能高、稳压恒流效果好、运行安全可靠、注汽作业噪音低的突出优点，对进一步优化浓稠油井的开采工艺、改善采油作业工况、提高生产效率和油品质量都具有非常明显的技术效果，在石化行业浓稠油井开采作业中有极佳的应用前景。