[發明專利]發生器頭部結構及其組裝方法

有效

• 申請號: 201610380530.2
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105910086B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 吳耀文;梅立新;李國誠;陳龍;陸峰;司軍濤;朱偉;宋宇波;梅奕中;李興儒;徐梁;張建忠
• 申請（專利權）人: 中油銳思技術開發有限責任公司;北京亦通石油科技有限公司
• 主分類號: F22B33/00
• 分類號: F22B33/00;F23D14/32;F23D14/78;E21B43/243
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 韓嫚嫚

技術領域

本發明有關于一種發生器頭部結構及其組裝方法，尤其有關于一種高壓燃燒技術領域中的發生器頭部結構及其組裝方法。

背景技術

多元熱流體技術熱力開采稠油是一種非常高效的新技術，其具有燃燒效率高、零碳注入環保節能的優勢，多元熱流體技術輸出的高溫多元熱流體具有綜合增油機理，可大幅提高單井產能和提高原油采收率。

多元熱流體技術用于油砂開采，其核心裝備是發生器，目前，對發生器輸出的多元熱流體成分要求除去氮氣或減少氮氣含量，主要通過用含氧量90％以上的純氧與天然氣摻混的方式實現高壓充分燃燒的需要。

上述發生器燃燒溫度高、壓力高，而且高溫氧化性也極強，現有技術中的位于發生器下方的發生器頭部結構不耐高溫且不耐氧化；另外，設置在發生器頭部結構內的噴嘴也易燒損，而且該噴嘴摻混純氧、天然氣的效果不好，易導致燃燒不穩定。

因此，有必要提供一種新的發生器頭部結構及其組裝方法，來克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種發生器頭部結構，其耐高溫、耐氧化，其內的噴嘴能將純氧和天然氣進行均勻霧化，使勻質霧化的純氧和天然氣在發生器中充分燃燒，該發生器頭部結構合理、安全可靠、使用壽命長。

本發明的另一目的是提供一種發生器頭部結構的組裝方法，通過該組裝方法組裝成的發生器頭部結構耐高溫、耐氧化，且能實現純氧和天然氣的均勻霧化，使勻質霧化的純氧和天然氣在發生器中充分燃燒。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

本發明提供一種發生器頭部結構，所述發生器頭部結構包括：

頭部本體，其具有與發生器的燃燒室相對的內端面，所述頭部本體內設有噴嘴通道和點火電極通道；

燃燒噴嘴，其位于所述噴嘴通道內；所述燃燒噴嘴具有噴嘴本體，所述噴嘴本體的一端具有燃料入口和純氧入口，其另一端形成有多個隔膜外腔，多個所述隔膜外腔與所述燃燒室相對設置；所述噴嘴本體內設有燃料通道，所述燃料通道的一端與所述燃料入口相連通，其另一端通過多個燃料斜孔與多個所述隔膜外腔相連通，所述燃料斜孔沿燃料的噴射方向徑向向外傾斜設置；所述噴嘴本體內還設有純氧通道，所述純氧通道的一端與所述純氧入口相連通，所述純氧通道的另一端通過多個純氧斜孔與多個所述隔膜外腔相連通，所述純氧斜孔沿純氧的噴射方向徑向向內傾斜設置；

點火電極，其位于所述點火電極通道內，所述點火電極與所述燃燒室相對設置。

在優選的實施方式中，所述頭部本體的內端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設于所述耐高溫隔熱層中。

在優選的實施方式中，所述耐高溫隔熱層的材料為鎢、鉭、錸或鋨。

在優選的實施方式中，所述頭部本體的內端面形成有冷卻腔，所述耐高溫隔熱層位于所述冷卻腔的上方，所述頭部本體內設有進水通道，所述進水通道與所述冷卻腔相連通。

在優選的實施方式中，所述純氧通道為環形通道，所述純氧通道圍設在所述燃料通道的外周。

在優選的實施方式中，所述純氧通道的環腔寬度與所述純氧斜孔的直徑的比值為2.83；所述燃料通道的直徑與所述燃料斜孔的直徑的比值為2.0。

在優選的實施方式中，多個所述隔膜外腔沿圓周方向設置在所述噴嘴本體的端面，所述隔膜外腔的外輪廓形狀為扇形形狀，所述扇形的圓心角為60°～90°。

在優選的實施方式中，所述隔膜外腔為設置在所述噴嘴本體端部的球面凹槽，所述球面凹槽的球面半徑為50mm～100mm。

在優選的實施方式中，多個所述純氧斜孔沿圓周方向間隔設置在所述噴嘴本體內，所述純氧斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的銳角為15°～45°。

在優選的實施方式中，多個所述燃料斜孔沿圓周方向間隔設置在所述噴嘴本體內，所述燃料斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的鈍角為135°～175°。

本發明還提供一種上述的發生器頭部結構的組裝方法，所述組裝方法包括如下步驟：

a)將燃燒噴嘴安裝在頭部本體的噴嘴通道內，將點火電極安裝在所述頭部本體的點火電極通道內；

b)將所述頭部本體密封安裝在發生器的燃燒室底端，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均與所述燃燒室相對設置。

在優選的實施方式中，在所述步驟a)和所述步驟b)之間還包括步驟a1)安裝耐高溫隔熱層，在所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上安裝所述耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設于所述耐高溫隔熱層中。