[实用新型]一种气液两相流分配控制装置

说明书

本实用新型提供一种气液两相流分配控制装置，装置包括中心管及安装在中心管内部的旋流叶片，还包括气液分流外管、第一阻力控制阀、第二上阻力控制阀、第二下阻力控制阀、第三阻力控制阀、相含率控制装置，所述相含率控制装置、第三阻力控制阀均设置在中心管内部，所述相含率控制装置位于旋流叶片的下方，所述第三阻力控制阀位于相含率控制装置的下方，所述气液分流外管套在中心管外部，且两者之间形成缓冲环空，该缓冲环空中安装第二上阻力控制阀、第二下阻力控制阀。本实用新型从根本上克服了各个分配支路阻力特性不相同对分配的影响，实现气液两相流体在不同流量下的均匀或不均匀相含率的分配。

技术领域

本实用新型涉及气液两相流体分配及控制装置，尤其是一种气液两相流分配控制装置。

背景技术

在石油、化工等许多工业领域广泛存在气液两相流，需要对气液两相流进行流量的分配。广泛的要求是在分配过程中，克服气液两相流体相分离现象，实现相同相含率的情况下的不同流量分配，目前国内外涉及此方面专利及方法很多，各有优缺点。但是在石油工业中，如热采井注汽开发过程中，需要实现不等相含率下不同流量的分配，克服气相超覆等现象的时候，将高气相含率的流体注入到下层，而将高液相含率的流体注入上层，提高热采开发效果。这种情况下，恰恰是放大了气液的相分离现象，并按照优化设计的结果在不等相含率的情况下，实现各层流量和相含率的精确分配，目前还没有见到成熟的应用。

研究表明，如果仅仅通过气液自身的密度差在有限空间内实现需要的不同的相含率差是做不到的，因此需要考虑分配器结构、分配器两相流动参数等情况。通过对国内外相关专利及文献的调研，均匀相含率是目前国内外学者主要研究对象，包括专利CN101839395A是一种旋流整形+临界分配方式来保证进入各个支路的气液具有相同的气液比例和流量。专利CN1560570提出了一种按给定的时间份额交替性地流向对应的支路的分配方法，增强分配的均匀性。另外专利US6250131、US5250104、101402004公开了全分离的分配方法，其“先分离、后分配”的方式。先将气液两相流分离成单相的气体与单相的液体，按比例分到分支管路，但是相对体积大，在有限空间内无法使用。

综上所述，两相流各相均匀分配到各支路的专利及方法比较多，各有特点及适用范围，能够实现均匀相含率情况下的不同流量的分配，但是涉及有限有空内的不同相含率不同流量的分配方法未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气液两相流分配控制装置，将中心管道内的气液两相流体按不同的流量和不同的相分率分配到下游不同支管，从根本上克服了各个分配支路阻力特性不相同对分配的影响，实现气液两相流体在不同流量下的均匀相含率的分配。分支流量和相含率无调节阀，无需人为干预，能进行自适应调节。整体装置体积小、结构简单紧凑，无运动部件，无需维护，具有良好的环境适应性。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

该气液两相流分配控制装置包括中心管及安装在中心管内部的旋流叶片，还包括气液分流外管、第一阻力控制阀、第二上阻力控制阀、第二下阻力控制阀、第三阻力控制阀、相含率控制装置，所述相含率控制装置、第三阻力控制阀均设置在中心管内部。所述相含率控制装置位于旋流叶片的下方，所述第三阻力控制阀位于相含率控制装置的下方，所述气液分流外管套在中心管外部，且两者之间形成缓冲环空，该缓冲环空中安装第二上阻力控制阀、第二下阻力控制阀，其中第二上阻力控制阀所处的位置高于相含率控制装置所处的位置，其中第二下阻力控制阀所处的位置低于相含率控制装置所处的位置，所述中心管开设径向孔，该径向孔中安装第一阻力控制阀，所述相含率控制装置在轴向方向连通第三阻力控制阀，相含率控制装置在径向方向通过第一阻力控制阀连通所述缓冲环空。所述相含率控制装置具有两个分路，分别为轴向出液通道和出液槽，出液槽底部封堵有底板，出液槽连通设置在中心管径向孔中的第一阻力控制阀。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述第一阻力控制阀为节流式孔板结构。