一种机械可调式固定油嘴的制作方法

本发明涉及一种机械可调式固定油嘴，主要适用于油气井压裂后放喷测试或钻磨循环地面节流管汇（固定式节流阀）中。

背景技术：

固定油嘴是油气井放喷或钻磨循环过程中井口压力控制、流量调控的关键工具，主要安装在地面节流管汇固定式节流阀中，起到节流降压的作用。目前，在现场使用过程中，国内油气井地面节流管汇中现有固定油嘴的节流孔径无法调节，固定油嘴的出口端冲蚀严重，固定油嘴压降调控不精确与温降突变过大，给地面节流降压工作带来了很大挑战和困难。

鉴于此，研究分析了现有固定油嘴的内部结构，发现现有固定油嘴的节流内腔是等直径过流通道，采用流体力学理论计算等直径过流通道固定油嘴的节流压降、温降突变严重，使用时间大于4h后压降调控不准确，压降明显降低，分析认为是流体冲蚀导致节流孔径变大造成的。

为此，特设计了一种机械可调式固定油嘴，不仅可以调节固定油嘴的节流孔径，还可以利用可调变径耐磨衬套降低流体对固定油嘴的冲蚀，有效提高了节流管汇的节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀、压降温降突变、压降调控不精确的问题，降低固定油嘴冲蚀失效的频率，极大地节约生产时间和更换成本，有效提高整个节流管汇的节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命。

本发明提供一种机械可调式固定油嘴，使油嘴节流孔径可调节，能实现精确节流降压，同时可调变径耐磨衬套使其流经的流体流速和压力平稳降低，压降缓慢下降，温降下降平缓，有效降低了固定油嘴出口端严重冲蚀，同时避免因节流温降下降过快而形成天然气水合物以堵塞节流管汇和井口。

本发明采用的技术方案为：

一种机械可调式固定油嘴，包括手动调节杆、油嘴本体和分瓣式变径油嘴衬套，所述分瓣式变径油嘴衬套位于油嘴本体内，所述的分瓣式变径油嘴衬套的进口端小于出口端，所述的手动调节杆的一端位于油嘴本体与分瓣式变径油嘴衬套进口端之间，另一端位于油嘴本体外部。

所述分瓣式变径油嘴衬套为两瓣变径油嘴衬套，其中一瓣变径油嘴衬套微过盈抱住另一瓣。

所述的分瓣式变径油嘴衬套的长度为142mm，其进口端内径调节尺寸6mm~12mm，进口等直段长30mm，出口端内径调节尺寸10mm~16mm，逐渐扩大段长112mm。

所述手动调节杆全长25mm，油嘴本体外预留的手动调节杆长10mm。

所述手动调节杆外设有锥度螺纹，锥度螺纹扣型为R3/8，右螺旋，每英寸19牙，锥度1:16，牙形角55°。

所述油嘴本体长度152mm，外径38.5mm。

所述油嘴本体外表面设有螺纹丝扣，扣型为1-3/4"-10UN-2A。

所述分瓣式变径油嘴衬套采用硬质合金碳化钨YG8材料，厚度不小于5mm。

所述油嘴本体和手动调节杆均采用35CrMo材料加工，其硬度为HB197~235。

所述油嘴本体和分瓣式变径油嘴衬套通过手动调节杆外的锥度螺纹密封连接。

本发明的有益效果为：

本发明在结构设计上采用机械可调方式对油嘴节流孔径进行调节，实现了油嘴精确节流降压的目的；分瓣式变径油嘴衬套设计为变直径过流内腔，可以使流体流速平稳降低，压降缓慢减小，温降相差较小，通过改变油嘴内腔压力与流速流场、温度场的方法降低现有固定油嘴出口端严重冲蚀的难题，同时分瓣式变径油嘴衬套采用耐冲蚀材料，综合提高了固定油嘴的耐冲蚀性能，节约了产生时间和更换成本，极大地提高了节流管汇节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命，实用性强，应用效果显著。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为一种机械可调式固定油嘴示意图。

图2为A-A结构示意图。

图中，附图标记为：1-手动调节杆；2-油嘴本体；3-分瓣式变径油嘴衬套。

具体实施方式

实施例1：

本发明的目的是解决现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀、压降温降突变、压降调控不精确的问题，降低固定油嘴冲蚀失效的频率，极大地节约生产时间和更换成本，有效提高整个节流管汇的节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命。

本发明提供如图1、图2所示的一种机械可调式固定油嘴，使油嘴节流孔径可调节，能实现精确节流降压，同时可调变径耐磨衬套使其流经的流体流速和压力平稳降低，压降缓慢下降，温降下降平缓，有效降低了固定油嘴出口端严重冲蚀，同时避免因节流温降下降过快而形成天然气水合物以堵塞节流管汇和井口。

一种机械可调式固定油嘴，包括手动调节杆1、油嘴本体2和分瓣式变径油嘴衬套3，所述分瓣式变径油嘴衬套3位于油嘴本体2内，所述的分瓣式变径油嘴衬套3的进口端小于出口端，所述的手动调节杆1的一端位于油嘴本体2与分瓣式变径油嘴衬套3进口端之间，另一端位于油嘴本体2外部。

本发明通过手动调节杆1调节两瓣变径油嘴衬套3，使其沿油嘴本体2长度方向移动一定轴向位移的同时，在锥度螺纹密封接触力作用下迫使两瓣变径油嘴衬套3沿垂直于油嘴本体2长度方向移动，调节一定的径向位移，从而达到设定的节流孔径数值，以实现节流孔径的调节。

本发明采用手动调节杆1进行调节，这种采用机械可调方式对油嘴节流孔径进行调节，实现了油嘴精确节流降压的目的；分瓣式变径油嘴衬套3为变直径过流内腔，可以使流体流速平稳降低，压降缓慢减小，温降相差较小，通过改变油嘴内腔压力与流速流场、温度场的方法降低现有固定油嘴出口端严重冲蚀的难题，综合提高了固定油嘴的耐冲蚀性能，节约了产生时间和更换成本，极大地提高了节流管汇节流降压、耐冲蚀效果和使用寿命，实用性强，应用效果显著。

本发明涉及到油气井地面节流工艺技术领域，是油气井放喷或钻磨循环地面井口压力控制、流量调控的重要工具，有效解决了节流管汇（固定式节流阀）中现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀、压降温降突变过大的问题，适合应用于压裂后放喷或钻磨循环地面节流管汇中。

实施例2：

基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述分瓣式变径油嘴衬套3为两瓣变径油嘴衬套，其中一瓣变径油嘴衬套微过盈抱住另一瓣。

所述的分瓣式变径油嘴衬套3的长度为142mm，其进口端内径调节尺寸6mm~12mm，进口等直段长30mm，出口端内径调节尺寸10mm~16mm，逐渐扩大段长112mm。

分瓣式变径油嘴衬套3结构设计为两瓣变径油嘴衬套，其中一瓣变径油嘴衬套微过盈抱住另一瓣，每瓣变径油嘴衬套结构为“等直径+逐渐扩大过流内腔”，采用耐冲蚀硬质合金碳化钨YG8材料，变径结构和耐磨材料使固定油嘴具有非常高的耐冲蚀性。

所述手动调节杆1全长25mm，油嘴本体2外预留的手动调节杆1长10mm。

所述手动调节杆外设有锥度螺纹，锥度螺纹扣型为R3/8，右螺旋，每英寸19牙，锥度1:16，牙形角55°。

所述油嘴本体2长度152mm，外径38.5mm。

所述油嘴本体2外表面设有螺纹丝扣，扣型为1-3/4"-10UN-2A。

所述分瓣式变径油嘴衬套3采用硬质合金碳化钨YG8材料，厚度不小于5mm。

所述油嘴本体2和手动调节杆1均采用35CrMo材料加工，其硬度为HB197~235。

油嘴本体2和手动调节杆1采用35CrMo材料加工，毛坯经正火、调质处理保证硬度HB197~235；分瓣式变径油嘴衬套3采用硬质合金碳化钨YG8材料，厚度不小于5mm；油嘴本体2、手动调节杆1和分瓣式变径油嘴衬套3不允许有裂纹、气孔等缺陷。

所述油嘴本体2和分瓣式变径油嘴衬套3通过手动调节杆1外的锥度螺纹密封连接。

本发明涉及到油气井地面节流工艺技术领域，是油气井放喷或钻磨循环地面井口压力控制、流量调控的重要工具，有效解决了节流管汇（固定式节流阀）中现有固定油嘴节流孔径无法调节、出口端严重冲蚀、压降温降突变过大的问题，适合应用于压裂后放喷或钻磨循环地面节流管汇中。以下将结合附图说明做进一步详细阐述。

参见图1，本发明涉及的一种节流管汇用耐冲蚀固定油嘴的结构为：包括1手动调节杆、2油嘴本体、3分瓣式变径油嘴衬套。其中油嘴本体和手动调节杆采用35CrMo材料加工，经热处理硬度达HB197~235，螺纹丝扣镀铜防止连接粘扣；分瓣式变径油嘴衬套采用硬质合金碳化钨YG8材料，厚度不小于5mm，具有很高的耐冲蚀性能。

本发明中的油嘴本体和分瓣式变径油嘴衬套通过手动调节杆外锥度螺纹密封连接，以调节分瓣式变径油嘴衬套。

本发明中的油嘴本体通过螺纹与节流管汇固定式节流阀座连接，以便于拆卸、更换和保养。

本发明的应用方式为：

1. 首先油气井控制压力流量、测试节流、钻磨循环作业前，根据井口压力、流量、井口温度选择合适初始尺寸的机械可调式固定油嘴。

2. 将确定的机械可调式固定油嘴通过油嘴本体2外表面的螺纹连接在节流管汇固定式节流阀座内，同时将防冲蚀短节装在固定式节流阀下游。

3. 完成机械可调式固定油嘴安装后，整个节流嘴管汇进口连接油、套放管线，出口连接硬质放喷管线到燃烧池或方罐（油井）。

4. 打开井口油、套闸门进行油气井控制压力流量、测试节流、钻磨循环作业，若采用持续不间断作业，需作业一段时间后及时拆卸检查固定式节流阀中机械可调式固定油嘴情况。

5. 如果长时间使用后检查发现机械可调式固定油嘴略有冲蚀，则应立即通过手动调节杆1进行相应尺寸的调节设置，避免了更换油嘴，节约了时间，保持连续作业需要。

6. 待油气井控制压力流量、测试节流、钻磨循环作业完成后，及时拆卸清理节流管汇及固定式节流阀座，检查机械可调式固定油嘴（检查手动调节杆1是否旋转灵活，分瓣式变径油嘴衬套3是否有冲蚀）保养或更换机械可调式固定油嘴，以便后续再次放喷作业使用。