[发明专利]一种用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器

权利要求书

1.一种用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，主要由顶部端盖(6)、中部端盖(9)、回流稳燃区外壳(12)、主反应区外壳(15)和掺混区外壳(16)依次连接装配组成，其中，顶部端盖(6)上设有旋流器燃料入口(1)和轴向的加热棒(5)，加热棒(5)插入孔贯穿中部端盖(9)中心，中部端盖(9)上设有主燃孔射流燃料入口(2)、主燃孔射流氧化剂入口(7)、冷却水入口(8)和旋流喷嘴(10)，旋流喷嘴(10)与旋流器燃料入口(1)连通，回流稳燃区外壳(12)内侧周向包裹复合螺旋壁(13)，底端设有主燃喷嘴结构(14)，主反应区外壳(15)内壁为螺旋冷却壁(4)，底端设有出口小孔(17)，掺混区外壳(16)底端设有掺混区外壳出口(18)，所述复合螺旋壁(13)有内、中、外三个螺旋通道，主燃孔射流氧化剂入口(7)通过内螺旋通道、主燃孔射流燃料入口(2)通过中螺旋通道，接通主燃喷嘴结构(14)，冷却水入口(8)通过外螺旋通道接通螺旋冷却壁(4)，最终在旋流喷嘴(10)与主燃喷嘴结构(14)之间形成回流稳燃区(A1)，在主燃喷嘴结构(14)与出口小孔(17)之间形成主反应区(A2)，在出口小孔(17)与掺混区外壳出口(18)之间形成掺混区(A3)。

2.根据权利要求1所述用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，在回流稳燃区(A1)顶部旋流喷嘴(10)四周布置有耐火材料制成的环形稳燃壁(11)，环形稳燃壁(11)自上向下整体呈喇叭状。

3.根据权利要求1所述用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，所述螺旋冷却壁(4)包裹主反应区(A2)，主反应区外壳(15)的底部收缩封闭并设有诸多呈一定角度的出口小孔(17)，以作为高温反应后流体的喷出通道。

4.根据权利要求3所述用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，所述冷却水入口(8)连通掺混区外壳(16)与螺旋冷却壁(4)之间的空隙，冷却水经螺旋冷却壁出口(19)呈螺旋状喷出，进而与高温反应后流体混合产生蒸汽。

5.根据权利要求1所述用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，在装置内部设有多种节流控压结构：经旋流器燃料入口(1)进入的一级燃料与一级氧化剂混合后经突扩结构的环形稳燃壁(11)进入回流稳燃区(A1)；螺旋冷却壁(4)底部收口封闭并开有多个呈一定角度的出口小孔(17)；掺混区外壳(16)底部为收口结构。

6.根据权利要求1所述用于稠油热采的超临界水热燃烧型井下蒸汽发生器，其特征在于，所述主燃喷嘴结构(14)处于上部的复合螺旋壁(13)和下部的螺旋冷却壁(4)之间，其上开有两排环孔，上排环孔是氧化剂主燃孔，下排环孔是燃料主燃孔；上排环孔与复合螺旋壁(13)内螺旋通道接通，下排环孔与复合螺旋壁(13)中螺旋通道接通，两排环孔的中心线交汇于一点，且交点位于主反应区(A2)。