[发明专利]一种节流阀

说明书

本发明提供一种节流阀，包括阀体、球头、阀套座和油嘴。其中，阀套座布置在阀体的内腔中，油嘴位于阀套座内并且与阀体的内腔连通，球头位于阀体的顶部。油嘴上靠近阀体的内腔的入口段的内表面构造为圆弧面。本发明提供的节流阀，能够有效提在气固两相流工作环境中的抗冲蚀磨损能力。

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，具体涉及一种节流阀。

背景技术

在石油工程领域的试井作业中，固定节流阀是一种常用的控制气井产量的节流装置，其采用固定的变径比控制生产压差，调节油气产量。然而在实际应用过程中，对于一些高压气井，气体携带重晶石粉等固相颗粒的高速气固两相流在通过固定节流阀时会对节流阀产生冲蚀磨损作用，容易造成油嘴的结构破坏，如璧面刺穿、管径增大等。这种现象给生产安全带来了一定隐患，同时，油嘴的频繁更换给生产效益带来了严重影响。在常规的固定节流阀中，流体入口与流体出口呈90°，在管径缩小处形成一个90°的拐角，高流速的气固两相流在流经管径缩小处时流动方向的骤变与管径的突变加剧了固体颗粒与壁面间的摩擦与碰撞，使得固定节流阀的油嘴容易刺穿或磨损。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够有效提高在气固两相流工作环境中的抗冲蚀磨损能力的节流阀。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种节流阀，包括阀体、球头、阀套座和油嘴。其中，阀套座布置在阀体的内腔中，油嘴位于阀套座内并且与阀体的内腔连通，球头位于阀体的顶部。油嘴上靠近阀体的内腔的入口段的内表面构造为圆弧面。

根据本发明的节流阀，通过在油嘴入口段设置圆弧面代替常规垂直型入口，在流体进入油嘴时过渡更为圆滑，流场具有较大改善，减小了变径时气固两相流对入口璧面的冲击作用。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的节流阀，在一个优选的实施方式中，圆弧面上设有凹槽。

进一步地，根据本发明的节流阀，利用仿生学原理，将常规固定节流阀的圆滑内表面改为不规则内表面，即在油嘴的圆弧面上设置若干仿生凹槽，利用凹槽的作用进一步减少气固两相流对油嘴的冲击与磨损，因此能够大大改善油嘴入口内部的抗冲蚀磨损能力。

具体地，在一个优选的实施方式中，凹槽为半圆球状凹槽。

构造为半圆球状的凹槽能够确保油嘴入口处的内表面具有良好地耐磨特性从而能够进一步改善油嘴入口内部的抗冲蚀磨损能力。

具体地，在一个优选的实施方式中，凹槽呈圆环阵列的形式布置在圆弧面上。

进一步地，在一个优选的实施方式中，圆弧面设有镀镍层。

圆弧凹槽面采用镀镍处理，能够进一步提高节流阀的使用寿命。

具体地，在一个优选的实施方式中，圆弧面为椭圆形圆弧面。

将圆弧面设置成椭圆形圆弧面，能够进一步使得油嘴入口段的过渡更加圆滑，从而能够进一步减小变径时气固两相流对入口璧面的冲击作用。

具体地，在一个优选的实施方式中，椭圆形圆弧面的弧长为整个椭圆形弧长的四分之一，椭圆形的短轴为水平方向，椭圆形的长轴为垂直方向。

这种结构形式能够增加油嘴入口段的圆弧过渡长度和减小过渡坡度，从而更加有效地保证减小变径时气固两相流对入口璧面的冲击作用。

进一步地，在一个优选的实施方式中，球头通过锁紧帽与阀体固定。

通过锁紧帽的结构形式固定球头，能够确保节流阀的整体结构简单可靠。

具体地，在一个优选的实施方式中，阀套座与阀体通过螺纹连接的方式固定。