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热力采油复合气体注气装置
    本实用新型涉及一种油田开采稠油的专用配套设备，特别是一种可取代锅炉的热力采油复合气体注气装置。

    目前，我国油田有着丰富的稠油资源待开采。常规的冷采方法无法开采稠油，一般都以地面锅炉产生高压蒸汽注入井下油层进行热力采油。但是现有的注蒸汽热力开采技术还存在着诸多问题，如利用锅炉产生蒸汽热损失大、能耗大、设备及生产成本高，对环境有一定污染，原油开采效率较低，尤其是整套注入装置可移动性差，难以适应油井分散作业的要求。因此，研制新的热力采油技术及其设备，是当前油田开采稠油亟待解决的难题。

    本实用新型的目的是提供一种热力采油复合气体注气装置，它结构紧凑、操作简便、在提高原油开采效率的同时，可显著节约能源、降低成本，有效解决现有技术存在的污染环境等问题，拓宽热力采油的适用范围。

    本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括由组合式头部、前段燃烧室、中段汽化混合室、后段缓冲室构成的本体及组装其上冷却循环水系统，其中前段燃烧室下端与中段汽化混合室之间有亚音速喷咀，并利用喷咀将两室连通，后段缓冲室有与井下油层相通的单向注气阀。

    由于本实用新型采用了亚音速流动理论，设计出亚音速喷咀，所以可以采用大的喷咀压力比，使燃烧室在低压下工作，并可选用较大的喷咀出口直径，使喷口处成为亚音速流动，利用亚音速喷咀的特性，可保证其出口压力满足油层所需工作压力的需求。另外通过亚音速喷咀形成相通的各自独立的燃烧室和汽化混合室，也确保燃烧过程及汽化混合过程充分、完全。在燃烧室内、外壁间还可形成独立的闭路循环水系统，这不仅很好地保护了燃烧室内壁不被高温燃气烧蚀，提高冷却效果，而且循环水也可以根据使用需要进行软化处理，或使用蒸馏水，防止水腔内积垢，延长冷却循环通路使用寿命。在汽化混合室内得到充分汽化和混合的复合气体，经后段缓冲室地单向注气阀，直接与井下油层相通，使燃烧后产生的过热蒸汽及燃气全部密闭注入井下，能源得到充分利用，且不对环境产生污染。与利用锅炉过热蒸汽热采技术相比，可提高原油采收率30％左右。避免锅炉烟道热量损失及输汽管道上的热量损失，提高热效率约35％，同时也因减少锅炉制造成本和管道设置成本，而降低采油成本。因与该装置配套的燃料供应、动力泵和水系统均可集装成一体，结构紧凑，可采用滑撬或车载运输移动，故移动灵活，操作简便，很容易适应油井分散作业的要求，拓宽其热力采油的适用范围。

    下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

    图1是本实用新型一种具体结构示意图。

    根据图1详细说明本实用新型的具体结构。该装置包括由组合式头部3、前段燃烧室内壁5、外壁6、中段汽化混合室9、后段缓冲室11构成的本体，燃烧室内、外壁之间独立的闭路冷却循环水系统4，汽化水喷射器7，亚音速喷咀8、单向注气阀12等件。其中带有高压空气喷咀2、高压电火花塞13和燃料喷咀1的组合式头部3，采用可拆式连接结构组装在前段燃烧室上端。使之能根据实际使用工况随时更换，以便适应各种燃料，如柴油、原油、天然气等的燃烧条件，拓宽燃料喷咀1的适用范围。采用特殊结构的亚音速喷咀8设置在前段燃烧室与中段汽化混合室9之间，将两室分隔成各自独立的两部分，并利用该喷咀8将两室连通。为有利于燃烧室起动阶段工作，亚音速喷咀8可设计成变截面喷咀或利用变径器10组成可变截面喷咀。本实施例采用后一方案组成可变截面喷咀。冷却循环水系统4设计成独立的闭路循环，安装在燃烧室内壁5与外壁6之间，以提高冷却效果，保证燃烧室壁不被损坏。在燃烧室内壁5下端，亚音速喷咀8上部设置独立的汽化水系统，使燃烧室内的高温、高压燃气进入喷咀8之前，与汽化水喷射器7喷出并雾化了的水掺混，形成复合气体经喷咀8进入汽化混合室9。在后段缓冲室11有与井下油层相通的单向注气阀12。

    使用时，将该装置与相应配套设备连接好，组装在一台车上或滑撬上，可随时流动作业。工作时，单向注气阀12直接与并下油层的入口相接即可。燃料经燃料喷咀1高速喷出的同时，与高压空气喷咀2进入的空气混合，在自动控制程序严格控制下，形成最佳混配比，利用高压火花塞13引燃，使其在燃烧室内完全燃烧。因燃烧室内、外壁之间有独立的闭路冷却循环水系统4，故可保证燃烧室在高温下长期可靠工作，无任何过热或烧蚀现象。高温、高压燃气离开燃烧室进入亚音速喷咀8之前，汽化水喷射器7喷出雾化了的水，与其掺混，再经亚音速喷咀8加速后，高速进入汽化混合室9进行完全的汽化和混合。当起动阶段时，采用小出口截面变径器10，当正常工作阶段时，采用大出口截面。汽化混合后的高温复合气体由缓冲室11经单向注气阀12全部高速注入油层，达到降低稠油粘度和提高对油的驱动力的目的，从而实现高效率开采稠油。利用该装置在不提高额定高压空气压力的条件下，很容易保证平稳、恒定的输送符合热采工艺要求的复合气体流量。