稠油熱采注(zhu)蒸(zheng)汽工藝對調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)的(de)基本(ben)要求(qiu)是應能(neng)在小流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)時(shi)具有較(jiao)大的(de)降壓功(gong)能(neng)，而在大流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)時(shi)能(neng)獲得(de)小的(de)壓降。現有蒸(zheng)汽流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)均難以在全行程(cheng)范圍內有效地調(diao)節(jie)(jie)蒸(zheng)汽流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)，且(qie)存在振動和(he)沖蝕等問題。在分(fen)析(xi)國內外高(gao)(gao)壓差流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)的(de)結構、工作原理及存在問題的(de)基礎上，研制成新型高(gao)(gao)壓差迷宮式蒸(zheng)汽流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)。當調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)開度百分(fen)率(lv)從0％到100％(行程(cheng)不斷變化)時(shi)，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)百分(fen)率(lv)從0％上升(sheng)到100％；反之，則下(xia)降，整個行程(cheng)近100mm可方便(bian)調(diao)節(jie)(jie)，且(qie)實(shi)現了高(gao)(gao)壓差下(xia)的(de)低流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速。在閥(fa)(fa)(fa)門進(jin)口p進(jin)=9.4MPa，出口p出=3.2MPa時(shi)，實(shi)測(ce)閥(fa)(fa)(fa)門噪(zao)聲(sheng)70dB(普通(tong)調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)噪(zao)聲(sheng)達到84dB以上)，從根本(ben)上減輕了沖蝕和(he)噪(zao)聲(sheng)。 

    1、稠油熱采注汽對流量調節閥的基本要求

   稠油(you)熱力開(kai)采(cai)進(jin)入蒸汽(qi)驅開(kai)采(cai)以后(hou)，形成(cheng)比較固定的(de)(de)(de)(de)(de)注(zhu)汽(qi)管(guan)網、蒸汽(qi)分配和(he)計量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)典型流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)。稠油(you)開(kai)發注(zhu)蒸汽(qi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)中(zhong)至關(guan)重要的(de)(de)(de)(de)(de)三個(ge)問(wen)題是蒸汽(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)分配、計量(liang)和(he)調(diao)(diao)控。合理的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽(qi)調(diao)(diao)控能實(shi)現(xian)科學注(zhu)汽(qi)，提高熱采(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)汽(qi)比和(he)原油(you)的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)收率，從而(er)獲(huo)得滿(man)意的(de)(de)(de)(de)(de)經濟效(xiao)益。稠油(you)熱采(cai)有(you)單井(jing)(jing)吞吐(tu)和(he)汽(qi)驅兩個(ge)階(jie)段。在(zai)整個(ge)區塊的(de)(de)(de)(de)(de)熱采(cai)全過程(cheng)(cheng)中(zhong)，除初(chu)期只有(you)單井(jing)(jing)吞吐(tu)外，一般是單井(jing)(jing)吞吐(tu)和(he)汽(qi)驅同時(shi)進(jin)行(xing)。因此(ci)配汽(qi)站(zhan)要同時(shi)給吞吐(tu)井(jing)(jing)和(he)汽(qi)驅井(jing)(jing)配注(zhu)。在(zai)新疆克拉瑪依(yi)油(you)田的(de)(de)(de)(de)(de)熱采(cai)現(xian)場，吞吐(tu)井(jing)(jing)壓(ya)力高(5～10MPa)，注(zhu)汽(qi)流(liu)(liu)量(liang)大(da)(da)(6～10t/h)，而(er)汽(qi)驅井(jing)(jing)注(zhu)汽(qi)壓(ya)力低(di)(2～5MPa)，注(zhu)汽(qi)流(liu)(liu)量(liang)小(1.5～5t/h)。這就是說，分配器到(dao)各注(zhu)汽(qi)井(jing)(jing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)差大(da)(da)小不一，相差3MPa或(huo)更多(duo)，必須在(zai)分配器和(he)注(zhu)汽(qi)井(jing)(jing)之間增加一流(liu)(liu)動阻力環節來吸收剩(sheng)余的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力。顯然，這里(li)使用的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)量(liang)調(diao)(diao)節閥應(ying)能在(zai)小流(liu)(liu)量(liang)時(shi)具有(you)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)降壓(ya)功能，而(er)在(zai)大(da)(da)流(liu)(liu)量(liang)時(shi)具有(you)小的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)降。這就是稠油(you)熱采(cai)注(zhu)汽(qi)工藝流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)對調(diao)(diao)節閥的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)要求。 

   2、現有蒸汽流量調節閥和高壓差流量調節閥存在的問題

      目前熱采工藝流程中，為了降壓，所使用的調節閥以極小開度工作，閥內蒸汽流速很高，可調性差，很難達到預定流量值。加之一個分配器對應多口注汽井，調節其中一口井的流量會影響其它井的流量，這又增加了流量調節的難度。勝利油田與西安高壓閥門廠合作開發的JT65y250V型高壓蒸汽調節截止閥的阻力件為活塞過孔式調節結構。根據熱采現場運行測試數據繪制的流量百分率與開度百分率的關系曲線如圖1。從曲線看出，開度從0％～10％時，流量百分數超過60％，調節靈敏度太大，閥門手輪一動，要么蒸汽流量過大，要么過小。而在10％開度以上時調節靈敏度又太低，在40％～100％開度范圍內則無調節功能。因此難以在全行程范圍內有效地調節蒸汽流量。同時閥門開度較小時，閥內的流體達到臨界流速，隨之引起振動和沖蝕等嚴重問題。
       西安交通大(da)學的(de)(de)(de)科研(yan)人(ren)(ren)員設計(ji)了(le)GYY高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)差調(diao)(diao)(diao)節閥(fa)(fa)(圖2)，實(shi)現了(le)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)降，并使(shi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)調(diao)(diao)(diao)節特性有(you)所(suo)改善(shan)，但臨界(jie)(jie)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)過(guo)(guo)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)使(shi)得(de)(de)沖(chong)(chong)蝕、振動(dong)、噪(zao)聲(sheng)等問(wen)題(ti)(ti)更嚴重(zhong)，不得(de)(de)不采用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)強度、耐磨損材料。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)樣，不僅(jin)提高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)了(le)閥(fa)(fa)門(men)(men)成本(ben)(ben)，而(er)且流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)隨行程的(de)(de)(de)變化率仍很大(da)，調(diao)(diao)(diao)節特性并未(wei)得(de)(de)到明顯改善(shan)。此(ci)外，臨界(jie)(jie)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)一(yi)般要(yao)求入口壓(ya)力(li)與背壓(ya)之比(bi)大(da)于2，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)就限制了(le)其(qi)應(ying)用(yong)范圍。例如一(yi)些熱采注(zhu)汽井需要(yao)壓(ya)力(li)8～12MPa或更高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)，而(er)鍋(guo)爐的(de)(de)(de)出口大(da)壓(ya)力(li)為(wei)18MPa，不可(ke)能形成臨界(jie)(jie)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。在現場應(ying)用(yong)中，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種調(diao)(diao)(diao)節閥(fa)(fa)還不能有(you)效地實(shi)現高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)下大(da)范圍內的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)調(diao)(diao)(diao)節和壓(ya)降調(diao)(diao)(diao)節，其(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)調(diao)(diao)(diao)節主要(yao)取(qu)決于后一(yi)級的(de)(de)(de)通道(dao)面積(ji)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)種調(diao)(diao)(diao)節方法與普(pu)通閥(fa)(fa)門(men)(men)沒有(you)根(gen)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)區別，仍很難通過(guo)(guo)調(diao)(diao)(diao)節閥(fa)(fa)門(men)(men)開度來(lai)保(bao)證預計(ji)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)。現有(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)差流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)調(diao)(diao)(diao)節閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)一(yi)個共同特點(dian)是高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)差必(bi)然導致高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)，而(er)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速(su)又帶來(lai)振動(dong)、沖(chong)(chong)蝕、噪(zao)聲(sheng)等嚴重(zhong)問(wen)題(ti)(ti)。如何解決這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)些問(wen)題(ti)(ti)是擺在科技人(ren)(ren)員面前的(de)(de)(de)一(yi)項重(zhong)要(yao)研(yan)究課題(ti)(ti)。