蒸汽发生器工具的制作方法

1.本发明涉及一种蒸汽发生器工具，特别是具有更好耐用性和实用性的蒸汽发生器工具，以及使用该蒸汽发生器工具的方法。


背景技术：

2.全世界有许多油藏含有粘性烃，通常被称为“沥青”、“焦油”、“重油”或“超重油”(本文统称为“重油”)，其中，重油可具有3000厘泊至1000000厘泊以上的粘度。高粘度不利于采油，因为油无法从地层中轻易流出。
3.为了实现高效益地回收，对重油进行加热(例如，通过注入蒸汽)以降低粘度是最常见的回收方法。通常，重油油藏能通过循环蒸汽增产(css)、蒸汽驱动(drive)和蒸汽辅助重力泄油(sagd)进行开采，其中，将蒸汽从地面注入油藏，对油进行加热，从而将油的粘度降低到足以进行高效开采的水平。
4.由于低效的地面锅炉、地面线路中的能量损失和井中的能量损失，地面蒸汽注入受到诸多限制。标准油田锅炉将燃料能量的85-90％转化为蒸汽；地面管道会损失5-25％的燃料能量，这取决于管道的长度和绝热质量；最后，井筒热损失可高达燃料能量的5-15％，这取决于井深和井中的绝热方法。因此，在蒸汽到达油藏之前，能量损失总计可超过燃料能量的50％。在深层重油油藏中，由于热损失，地面蒸汽注入经常导致到达油藏的是热水而不是蒸汽。
5.此外，许多重油油藏不会对常规的蒸汽注入做出响应，因为其自身几乎没有或完全没有天然驱动压力。即使油藏压力最初足以进行开采，压力也会随着开采的进行而明显下降。因此，传统的汽蒸技术在这种情况下几乎没有价值，因为产生的蒸汽处于低压，例如，仅有几个大气压。结果就是，蒸汽的连续注入或“蒸汽驱动”通常无法实现。因此，在许多蒸汽注入操作中，采用了通常称为“吞吐”的循环技术。在该技术中，注入蒸汽达预定时长，然后中断蒸汽注入，并且关闭井达预定时长，称为“浸泡”。此后，将井抽至预定的耗尽点并重复该循环。然而，蒸汽仅穿透围绕井筒的地层的一小部分，具体原因是蒸汽注入的压力相对较低。
6.常规蒸汽发生技术的另一个问题是产生空气污染物，即co2、so2、no
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和颗粒排放物。有些管辖区已经设定了这类蒸汽操作的最大排放量，通常适用于存在大型重油田并且以商业化规模进行蒸汽操作的广阔区域。因此，在给定区域中，蒸汽操作的次数可能受到严格限制，并且在某些情况下，必须分阶段开采，以限制空气污染。
7.还有人提出在地面使用高压燃烧系统。在这样的系统中，来自燃烧器的烟气将水蒸发，并且烟气和蒸汽都沿井筒向下注入。这基本上解决或至少减少了来自燃烧过程的空气污染，因为全部燃烧产物被注入油藏中，并且大部分注入的污染物被保持隔绝在油藏中。注入的混合物通常包含约60％至70％的蒸汽、25％至35％的氮气、约4％至5％的二氧化碳、小于1％的氧气(取决于是否会为了完全燃烧而使用过量的氧气)，以及痕量的so2和no
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。so2和no
x
当然会产生酸性物质。不过，通过对用于产生蒸汽的水进行适当处理并通过注入的水
稀释酸性化合物可显著降低或甚至消除这些材料的潜在腐蚀效应。
8.与单独使用蒸汽相反，使用蒸汽、氮气和二氧化碳组合的这种操作具有公认的优点。除了通过将蒸汽的冷凝在适当的位置以加热油藏和油之外，二氧化碳能够溶解在油中，特别是在蒸汽前方的冷油的油藏区域中，且氮气能够对油藏进行加压或再加压。
9.然而，目前提出的地上高压系统，有一个非常严重的问题，那就是它涉及复杂的压缩设备和在高压和高温下操作的大型燃烧容器。这种组合需要熟练的机械和电气人员才能安全地操作设备。
10.要通过位于地面的发生器设备，解决在地面产生期间和向下传输“蒸汽-烟气”混合物至井中期间的热损失和空气污染，一个方案是将蒸汽发生器定位在井下邻近待蒸汽处理的地层的某一点位，该蒸汽发生器将蒸汽和烟气的混合物注入地层中。这一方案还具有前文所述的优点，即，增加能够经济且可行地进行蒸汽注入的深度，并且通过注入“蒸汽-烟气”混合物来提高生产率和产量。
11.虽然已经提出了许多井下蒸汽发生器，但是现有的设计通常非常复杂，会在制造和操作期间产生问题。另外，因为井下的极端条件，当前的设计由于硬水积聚或点火器故障而需要频繁的维护。无论何时，一旦需要维护，就必须从井中取出工具，这既费时又昂贵。
12.需要一种可以在井下使用的耐用的蒸汽发生器工具。


技术实现要素：

13.在一个方面，本发明涉及用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；限定在底壁内的燃烧室和从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁，燃烧室被构造成容纳火焰并设有供燃烧产物通过出口离开的通道；位于底壁内的孔，孔通向燃烧室；以及位于孔中并从燃烧室凹入的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰。
14.在另一方面，本发明涉及一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁，管状壁被构造成容纳火焰；位于管状壁内的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰；在工具内输送至少一个输入物的通道，通道围绕点火器的外圆周。
附图说明
15.为了更好地理解本发明，附上以下附图：
16.图1是带火焰的蒸汽发生器工具的截面图。
17.图1b是工具的内部结构的实施例的截面图。
18.图2a是油藏中的另一蒸汽发生器工具的截面图，另外示出了喷嘴和外壳。
19.图2b是油藏中的另一蒸汽发生器工具的横截面图，该工具具有混合装置支撑件和渐缩管锥体可选实施例。
20.图2c是蒸汽发生器工具的等轴视图，该蒸汽发生器包括混合装置支撑件和具有延伸部的渐缩管锥体。
21.图3a是蒸汽发生器工具的透视图，示出了工具外表面上的喷嘴。
22.图3b是蒸汽发生器工具的透视图，示出了操作中的喷嘴。
23.图3c是蒸汽发生器工具的透视图，示出了操作中的喷嘴和水延长导管。
24.图4a是通过盘绕脐带缆将该蒸汽发生器工具安装并连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
25.图4b是通过armorpak多导管脐带缆安装和连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
26.图4c是通过盘绕脐带缆和用于氧化剂输入的环形旁路将该蒸汽发生器工具安装，连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
27.图4d是包括环形空气旁路的蒸汽发生器工具的截面图。
28.图5是沿着线a-a截取的图1b中的蒸汽发生器工具的示意性截面图。
29.图6是蒸汽发生器工具的截面图，示出了其内部结构，内部结构包括用于燃料、空气、水和点火控制的通道。
30.图7是带有以虚线示出的火花塞的保持器的实施例的截面图，火花塞将被安装至保持器中。
31.图8a是蒸汽发生器工具的下部的端视图。
32.图8b是沿着线m-m截取的图8a的蒸汽发生器工具部分。
33.图8c是图8b的放大部分。
具体实施方式
34.下文给出的详细描述和实施例旨在说明本发明的多种实施方式，而不旨在表示发明人设想的全部实施方式。详细描述包括具体细节，用于全面理解对本发明。然而，对于本领域技术人员清楚明白的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。
35.本发明总体上涉及一种蒸汽发生器工具，以及一种在井下或地面上产生蒸汽以将蒸汽和烟气注入油藏的方法。
36.虽然在重油开采中经常使用蒸汽注入，但是本发明的各方面不限于在重油开采中使用，而是适用于一般的蒸汽发生。用途包括但不限于用于工业应用的蒸汽发生、水净化、土壤处理等。此外，蒸汽发生器工具可以在多种构造下使用，例如，在地面上，或在垂直、水平或其他井筒朝向的井下使用。
37.参照附图，图1、3a和3b示出了蒸汽发生器工具100，其被构造成接收燃料和水的供给，并由此燃烧燃料并由水产生蒸汽。该工具可在井下或地面上使用。在图1所示的实施例中，工具100包括：工具联接部件2，其被构造成用于接收水、燃料和氧化剂的输入；导流部件4，其联接到联接部件上并引导输入物穿过工具；以及点火部件5，其被构造成点燃燃料以产生火焰fl。工具100还包括被构造成容纳火焰的燃烧室74；以及工具外表面上的多个水喷嘴6。每个喷嘴都具有孔口，并被构造成将水喷射到燃烧室74的外表面上。水在工具100的操作过程中转化为蒸汽。工具联接部件2限定了第一端，该第一端可以被认为是蒸汽发生器工具的上端，并且燃烧室位于工具的第二相对端。工具的长轴被限定为从第一端延伸到相对端。
38.在使用中，可以提供一个或多个连接到工具的供给线路1以输送输入物。线路1容纳在工具联接部件2处。该工具的联接部件2被构造成容纳线路1并与之联接。
39.工具联接部件2可以包括在多个输入端和导流部件4之间设置接合部的连接件或紧固件。线路1可以向工具联接部件2提供加压输送输入物，例如，氧化剂(比如空气)、燃料
和水，或传输点火控制。输入物可以由经妥当密封连接部的部件2接收，并且可以轻易替换、修理和变更。
40.导流部件4将燃料和空气从部件2输送到点火部件5，并将水输送到喷嘴6、12a。导流部件4具有第一端41，该第一端41接收来自工具联接部件2的供给。导流部件4引导工具内的供给物，从而使用和消耗供给物。燃料和空气可以通过线路1供给到工具中，通过导流部件4导入工具，并且在燃烧室74中燃烧。水可以从线路1引入工具，通过导流部件4导入水喷嘴6，并且随着水沿着燃烧室外壁流动或加入离开燃烧室的热燃烧气体中而部分汽化为蒸汽。
41.具体地，导流部件4包括多个流体通道4a、4b、4c，可通过流体通道4a、4b、4c在工具内引导燃料、水和氧化剂的输入物。流体通道包括：氧化剂通道4a，其从工具的第一端(例如，从其上的入口)延伸至燃烧室；水通道4b，其从工具的联接部件2延伸至喷嘴6a；以及燃料通道4c，其从工具的联接部件2延伸至燃烧室74。除了流体通道之外，还可以有从工具的上端延伸至点火部件5的功率/控制通道4e。
42.点火部件5被构造成点燃流入燃烧室的燃料和氧化剂。例如，点火部件5通向燃烧室74。一旦点燃，燃料和氧化剂流继续在燃烧室74内燃烧。该点火部件包括点火器(例如，火花塞/火花发生器)、受热表面、用于自燃液体(即，与空气接触时即点燃的液体)的输送系统等。
43.点火部件5可由确定何时操作点火部件的控制系统控制。控制系统可以具有其他操作，例如，调节火焰的稳定性或燃料燃烧的程度，或测量供给至工具以及位于导流部件4内的传感器的空气和燃料的化学计量数据和压力。该工具因此可以具有与线路1中的控制线路19联接的点火控制线路。控制线路19可以穿过通道4e，该通道4e从输入线路1延伸到点火部件。控制线路19可能需要在部件2和部件5处设置电连接91。
44.燃烧室74在工具的与上端相对的第二端处延伸。燃烧室限定在在第二端处延伸的管状壁7内。管状壁具有从底壁50轴向延伸到开口端的长度l，该开口端自燃烧室形成出口40。长度l根据水输出要求和功率输出要求可以在300mm和1000mm之间。
45.燃烧室壁7具有面向燃烧室的内表面71和外表面72，外表面72在图1的实施例中示出为工具外表面的一部分。壁7可以是中空管状结构，内表面71是中空管状结构的内径，外表面72是中空管状结构的外表面。在图1所示的实施例中，燃烧室壁大致是圆柱形的，与工具的长轴同心，在这种情况下，内表面71和外表面72各自大致可以是圆柱形的。然而，如下文所公开的，可以设想内表面71和外表面72为其他形状。
46.燃烧室的出口40的直径可以变化。在一个实施例中，出口40的直径小于靠近底壁50的燃烧室74的直径。限定狭窄出口40的壁可以称为燃烧喷嘴75。燃烧喷嘴75影响流出的燃烧气体，使它们会聚通过燃烧喷嘴75的较窄直径。因此，燃烧喷嘴75在室74中产生反向压力，从而阻止水进入燃烧室。此外，燃烧喷嘴75将空气和燃料保持在燃烧室内，从而实现完全燃烧。
47.燃烧室74限定在底壁50和内表面71的边界内，其长度l在底壁50和出口40之间。火焰驻留在燃烧室74中，燃烧产物在出口40处离开燃烧室。
48.图1b示出了该工具的内部结构的实施例，并且具体地示出了导流部件4和点火部件5的内部特征。图6示出了向工具提供空气(a)、燃料(f)、点火功率/控制(i)和水(w)的输
入线路。
49.工具的内部结构可以设计成保护部件5免遭故障(包括免受热劣化)，且被设计为在部件5被用于点燃燃料和气体混合物以产生火焰时控制部件5的操作并控制流体流动的速度以锚定火焰。
50.在图1b和图6所示的实施例中示出了点火部件5和导流部件4。点火部件包括：点火器，这里具体表示为火花塞110，其被构造成点燃燃料和空气；以及保持器120，其保持火花塞110并将其相对于壁7的内表面71基本同心地定位在燃烧室74内。
51.如上所述，导流部件包括用作导管的多个流体通道4a、4b、4c，燃料、水和氧化剂的输入物通过导管在工具内受引导。通道可以有各种结构。如上所述，可以有水通道4c，其终止于连接到水喷嘴6的开口68；可以有连接到部件5的点火控制/功率通道4e；可以有从工具的上端延伸到燃烧室的空气通道4a，以及从工具的上端延伸到燃烧室74(例如，延伸到靠近底壁50的开口)的燃料通道4c。在图1b和图6所示的实施例中，空气通道4a和燃料通道4c可以在燃烧室上游的工具内汇合，以形成组合燃料/空气通道4d。这一组合气体通道4d可以从通道4a和4c汇合处延伸到燃烧室。这样，导流部件可以包括终止于燃料孔口48的燃料通道4c、穿过空气孔口49并终止于孔口48附近的空气通道4a，以及用于输送空气和燃料的混合物的组合气体通道4d，该组合气体通道从孔口48开始并终止于开口128，开口128位于燃烧室的内表面71处。
52.应当注意，在此示出为火花塞110的点火器可以是用于点燃流体的电热塞、火花塞、受热表面和输送系统。在操作期间，可对火花塞通电以在火花塞的尖端处产生受热表面或火花，其可点燃燃烧室74中的任何燃料和空气混合物。点燃的空气和燃料混合物产生火焰，从而产生热的燃烧气体，进而使得水能够蒸发成蒸汽。虽然现有技术的工具会遇到火花塞故障的问题，但是本工具将火花塞定位于凹入在底端壁50内，从而保护火花塞免受损坏。
53.还参照图7，保持器120固定在工具中，其一端通向燃烧室74。保持器120安装在工具内，以实际限定底壁的至少一部分。保持器可以被构造成在工具内将火花塞同心地固定在并凹入底壁50。保持器可以例如通过螺纹连接而联接到部件5，从而使得易于接触保持器，以便维护和修理。另外，火花塞110可例如通过螺纹连接而联接到保持器120，使得保持器易于移除，以便维护和修理。
54.例如，在保持器120中或通常在底壁中可具有孔51，火花塞凹入该孔中。当火花塞110安装在工具内时，火花塞被定位成凹入底壁50的孔中。具体地，点火部分(例如，至少火花塞110的火花产生表面或受热表面)从底壁50向后凹入但通向底壁50，且因此从燃烧室的主区域向后凹入并轴向隔开，并且，燃烧室内的任何产生的火焰与火花塞相距距离d(图1b)。因为火花塞110从燃烧室74向后凹入，这防止火焰冲击在火花塞上。另外，来自火焰的最大热量产生于火焰处及其下游朝向出口40处。因此，火花塞的凹入位置，其中点火部分暴露在底壁50的孔51中，而塞体的其余部分包围在保持器120内，保护火花塞免受火焰和火焰的最大热量。
55.如果担心燃料和空气由于其在孔51中的位置而不能到达火花塞110，则可以对孔的尺寸加以选择，以确保点火成功。孔51的直径使得能够与火花塞110充分接触，用于实现点火。孔的直径可取决于火花塞110的尺寸、形状和类型，燃料和/或空气设置，以及工具的操作压力。孔51的深度也使得能够与火花塞充分接触。该深度可以对应于直径，例如，如果
孔51的直径相对较小，那么深度则应较浅，从而向火花塞110提供充分的空气和燃料流；不过，如果孔的直径较大，那么相对于小直径孔的深度，孔的深度则应较深。如本文所指出的，孔的深度防止火花塞例如由于热劣化而故障。孔的直径和深度之间的比例可以是1∶2，例如，如果直径是12mm，则深度是24mm。
56.为了进一步确保火焰不冲击火花塞，可以相对于可燃流体(即燃料和空气)进入燃烧室的开口，选择性地定位火焰。火花塞110可以靠近可燃流体(即燃料/空气)通道通向燃烧室74的位置，但不在其下游。例如，火花塞的点火部分可以靠近组合气体通道4d进入燃烧室74的开口128。在一个实施例中，火花塞的点火部分可靠近组合气体通道的开口128、火花塞、开口和燃烧室，且轴向上与组合气体通道的开口128、火花塞、开口、燃烧室平齐或隔开；以另一种方式说明，即，相对于底壁50，点火部分(例如，火花塞110的火花产生表面或受热表面)被定位成凹入底壁的表面中，且轴向位于底壁的表面后方但通向底壁的表面，且开口128在底壁处或靠近底壁。并且，火焰在燃烧室74中从开口128轴向向下游燃起。
57.在一个实施例中，开口128限定在点火部件的外径表面220(例如，保持器120的外径表面)和周围外壳210的内径之间。
58.开口128可被构造成在可燃燃料进入燃烧室的地方实现有利的流体动态。例如，开口128可以具有比组合气体通道4d更上游的横截面积更小的横截面积，以引起开口128处的流体流速增加。此外，开口128的实际嘴部通向底壁50的平坦表面，例如，该平坦表面基本上垂直于工具的长轴(工具的长轴可以被限定为穿过火花塞110的长轴)。因此，通过通道4d的空气和燃料的层流被开口128扰动，产生湍流并生成涡流129。涡流如箭头129所示，改变了离开流体通道4d的空气和燃料的方向，以循环回到孔51和其中的火花塞110，在此处，燃料和空气被点燃以产生火焰。在本实施例中，开口的嘴部(保持器120的外径表面在此处过渡到底端壁50)具有尖角。
59.如图5所示，通道4d和开口128可大致环绕保持器120。因此，在保持器120的外径表面(圆柱形周边)周围可存在组合气体的环形流。因此，通道4d是保持器120和外壳210之间的环形间隙。这是有利的，因为通道是环形的，当在环形间隙中的任何点位发生堵塞时，组合气体通道仍通畅并保持空气和燃料流入燃烧室。因此，组合气体通道4d使组合气体大致以环形排放的形式，从开口128流出到燃烧室74中，该排放过程大致与火花塞同心。
60.此外，通道4a、4c和4d在工具内引导流体，从而为工具的内部部件提供冷却效果。具体地，由于内部部件4和5由于靠近铆钉了火焰的燃烧室可能容易变热，并因此是工具内最热的部分。然而，在部件4内延伸的空气通道4a和燃料通道4c以及延伸到燃烧室的组合气体通道4d均通过流体流向工具的内部部件提供冷却效果。此外，通道4d中的组合气体流过围绕保持器的环形间隙，并对保持器和安装在其中的火花塞的整个外表面产生冷却效果。这样，通过通道4d的组合气流进一步地保护火花塞110免受热劣化。
61.通道的尺寸可以变化。可以对通道的间隙加以选择，以控制空气、燃料和组合气体的速度和压力。该间隙可以由部件5的外径220和外壳210的内径限定。通道的间隙提供对工具内部的流体流速的控制，并影响火焰在底壁50上的锚定。应当注意，在本实施例中，燃料通道4c位于延伸通过筒的管内，该筒延伸通过部件4，并且管和筒之间的环形区域限定了空气通道4a。然后，在进入组合气体通道4d之前，通道4a通过多个子筒进行导流。比起通道4d，总体上，空气通道4a的间隙更大，流经其的空气截面体积更大。换句话说，通道4a具有比通
道4d更大的总横截面积。因此，流过通道4a的空气(箭头a)被压缩到通道4d中，结果，空气流的速度通过通道4d得到了提高。速度提高了的组合气流的穿过开口128将火焰锚定在燃烧室内的底壁50附近。
62.在另一个实施例中，从燃料注入孔口48注入的燃料(箭头f)膨胀进入通道4d中，在燃料注入孔口处产生“焦耳-汤姆逊”效应，冷却工具的内部部件，包括部件5。
63.在另一个实施例中，燃料通道4c可以从工具的上端延伸到靠近部件5的后端和火花塞110的区域。燃料通道靠近火花塞的底部端的部分，被标识为延伸通道4c'。在这种情况下，等待通过燃料孔口48的燃料，可以流过靠近火花塞的底部端的延伸通道4c'。燃料流在火花塞110处产生冷却效果，从而再次保护火花塞免受热劣化。
64.而图6和图7的燃烧室74大致是圆柱形的，或从底壁50朝向出口40平缓地张开。燃烧室内径的扩口，从底壁50朝向出口40，可降低流体流的速度和压力，并将火焰锚定在底壁50处。在另一个实施例中，燃烧室74可以被成形为使得燃烧室的内径存在缩颈，其中，自底壁50附近至缩颈，整个燃烧室的内径逐渐减小。缩颈可用于改变内部压力和速度，从而增强燃烧并调节火焰的位置。沿燃烧室的长度l选择缩颈的位置，从而使得火焰被锚定在底壁50和缩颈之间或缩颈和出口40之间。可以通过设置壁7的内壁表面形状，或通过安装用于燃烧室的插入环或衬套，来限定缩颈。插入环或衬套将缩颈限定于其上，并且插入环或衬套可以被定位在燃烧室内的任何点位。
65.在图8a至图8c的实施例中，缩颈130存在于燃烧室74中。该缩颈使得整个燃烧室的内径变窄。从附图中可以明显看出，缩颈130使得燃烧室74的内表面71具有沙漏形状，其中，燃烧室内壁表面71从底壁50逐渐向内渐缩到缩颈处的最窄点，然后燃烧室内径朝向出口40逐渐向外张开。出口40上可具有燃烧喷嘴75。
66.在本实施例中，缩颈130设置于靠近底壁50的位置。已经发现的是将缩颈社会至于靠近底壁的位置会使火焰锚定在缩颈的下游侧，该下游侧位于缩颈和出口40之间的区域。将火焰锚定在缩颈130的下游侧，能将火焰与火花塞110隔开并减少其热劣化。这在高气体流速下尤其有用。缩颈可以位于燃烧室的长度的前10％范围内，该长度的前10％是最接近底壁的长度的10％。
67.虽然其他方法也是可能的，但是缩颈130形成在配合在壁7和工具的其余部分之间的插入件上。在本实施例中，插入件形成并螺接在部件4和壁7之间。这样，如果需要修理或需要选择不同的形状(即，缩颈的位置或尺寸)，则可以移除和更换插入件。
68.在本实施例中，保持器120可具有渐缩的外径表面220，其中，外径朝向限定底壁50的端部渐缩。
69.保持器120突出进入缩颈130上游的锥形区域中。这样，通道4d的开口128非常靠近缩颈130。
70.限定保持器120的端部的底壁50在孔51周围是平的并且垂直于燃烧室74的长轴。火花塞110的点火部分110'暴露但凹陷在孔51内。开口128围绕孔51，并且，由于外径220的截头圆锥形渐缩，组合气体沿向内成角度并朝向缩颈的方向(即，圆锥形地向内)离开通道。离开开口128的组合气体产生一些涡流作用并向孔51回流。
71.为了避免反向压力，形成通道4d的外径表面220和外壳内径表面210之间的间隙可以在开口128附近略微扩大，以保持通道4d的总横截面积。
72.强热产生自火焰从火焰锚定处和其下游，并沿着火焰和来自火焰的燃烧产物的路径。因此，燃烧室的壁从火焰锚定位置径向向外并在火焰锚定位置下游到出口40的位置处变得极热。
73.尽管上述内部部件用于各种蒸汽发生工具，不过申请人已经在申请人于2020年8月6日提交的共同在审申请wo 2021/026638中说明的工具中采用了该内部构造。该工具在下文中描述，但应当理解，上述技术可用于下述工具或其他地方。
74.该工具基于从内表面71传递到外表面72的火焰的热量。
75.供水从靠近壁外表面72的水喷嘴6注入。外表面72处的热量使水至少部分蒸发成蒸汽。喷嘴6被定位成使得从其注入的水沿着燃烧室的壁7的外表面通过。具体地，喷嘴并非被定位成将水注入到燃烧室中，在那里水会不利地影响火焰，而是被定位在燃烧室外表面72上。如此，喷嘴孔口在燃烧室壁的径向外表面72附近开口。这些喷嘴被构造成至少部分地沿着壁7的外表面72轴向地注入水。
76.位于工具外表面上的喷嘴6可大致位于燃料和氧化剂进入燃烧室的位置。例如，若空气和燃料在燃烧室中结合并点燃，，火焰会被锚定在其上或略靠其下游。因此，喷嘴6可以位于与空气通道4a和燃料通道4c的开口大致相同的轴向位置，或者在图6的实施例中，位于通向燃烧室74的组合气体通道4d的开口128处，但是喷嘴6位于工具的外表面上。喷嘴在与燃料和空气的混合区域大致相同的轴向位置处，使得水能够从工具外表面上的冷区域释放。
77.在所示的实施例中，由于空气通道4a和燃料通道4c的开口，或者在图6的实施例中，通向燃烧室74的组合气体通道4d位于底壁50处，因此，喷嘴6可大致位于底壁50的位置处，该位置是燃烧室的上端。喷嘴定位在从燃烧室74的底壁50径向向外的燃烧室壁的外表面附近或其上。例如，喷嘴可以位于水平定位的导流部件4的外表面上，例如，与位于底壁50处的点火部件5共面。喷嘴6邻近壁7定位在部件4的外表面上，并被定向和构造成沿燃烧壁的外表面72向出口40喷洒水。当水沿着燃烧室壁7的外表面流向燃烧室的出口40时，燃烧室的受热外表面72将水部分蒸发成蒸汽。
78.喷嘴位于与底壁50相同的轴向位置处，确保在水到达工具的最热区域之前从喷嘴释放，该最热区域在火焰锚定的位置和出口端40之间的壁7上。因此，水通道4b仅延伸穿过联接部件2和导流部件4到达喷嘴6，而不沿着工具延伸经过工具的最热区域。在一个实施例中，通道4b在喷嘴6处终止，而不经过壁7内。
79.自喷嘴6向外表面72施加水在壁7处产生冷却效果，在壁7处水部分地蒸发以形成蒸汽。因此，喷嘴位置保护燃烧室壁7免受热劣化，并在燃烧室壁7上提供均匀的温度分布。而且，虽然现有技术的工具存在水通道和喷嘴结垢和堵塞的问题，但是，本工具将喷嘴定位在工具的最热区域的上游，避免了水通道和喷嘴中的过热和结垢。虽然在工具的外表面上，例如，在壁7的外表面72上可能发生结垢，但是较大的表面积确保了这种结垢不会堵塞喷水，并且可以被沿着燃烧室壁7的长度l的水流吸收。虽然现有的工具有时需要软化水，但是当前的工具可以使用非纯净水源，例如工艺用水、地表水、微咸水等。
80.在一个实施例中，壁7的外表面72经过处理以抵抗来自水蒸发的水垢积聚。例如，外表面可以抛光或涂覆有不粘涂层，例如teflon
tm
、钛陶瓷化合物或类似材料。这种处理有利于在日常维护期间去除水垢。
81.喷嘴6可以围绕工具的圆周间隔开，使得能够围绕整个壁的外表面72施加水。喷嘴的数量取决于工具功率设置、流速、预期的压力损失和燃烧室长度。
82.在一个实施例中，如图3a和图3b所示，喷嘴6可以安装在工具外表面上的肩部65中。肩部可由工具外径的变化来限定。该肩部可以位于导流部件4和燃烧室壁7之间。肩部可以是大致垂直于工具的长轴的环形表面，其沿着燃烧室74的长度。肩部65面向下，使得基本上位于底壁50处和底壁50上方的外表面的外径大于整个燃烧室壁的外表面72的外径。喷嘴6被定位成使其孔口在环形台阶壁上开口，使得水沿工具的外表面平行于燃烧室壁7轴向注入。喷嘴6可以围绕肩部的圆周等距地间隔开。主体的肩部65上的喷嘴可以对准燃烧室的出口40。图3a示出了工作中的喷嘴6，其中水从工具周围同心地向出口40注入，沿燃烧室壁7的外表面72形成一薄层水。肩部65上的喷嘴间距可以是均匀的，以确保燃烧室壁7有足够的水覆盖。喷嘴6可以被设计成用于各种喷水输送类型，包括风扇型、射流型、雾型或喷雾型。另外，水压和水流量可以根据工具的尺寸、设计标准和工具的功率要求而变化。
83.如果需要更高的蒸汽质量，或发现离开出口的燃烧产物太热，则如图2a和图3c所示，设置另外的远端具有喷嘴12a的水延伸导管12可能是有利的。延伸导管12可以连接到通道4b，例如终止于肩部65的通道。如图3c所示，每个管状水延伸导管12可以连接到部件4，例如连接到肩部65，间隔开并且散布在喷嘴6之间，并且可以沿着燃烧室壁7的长度l延伸，终止于燃烧室的出口40附近。除了喷嘴6之外，可以使用水延伸导管12以提供额外的水源。供给到工具的水可供给到水喷嘴6和装配至延伸导管12的水喷嘴12a，并从水喷嘴6和水喷嘴12a注入。图3c示出了水从水延伸导管喷嘴12a和喷嘴6同时注入的方式。
84.喷嘴12a定位于靠近出口40的位置，在此处热燃烧气体离开工具进入空间21。因此，延伸导管12的喷嘴12a可被定位成将水注入到燃烧气体附近或直接注入到燃烧气体中。供给到工具的水被引导到水延伸导管12中，并通过喷嘴12a注入到空间21中，在该空间中，热燃烧气体从燃烧室的出口40排出，从而将水蒸发成蒸汽。如图3c所示，可以有多个水延伸导管12和喷嘴12a。
85.水延伸导管12可以直接将水输送到燃烧气体排出口21处的出口40，在此可以将注入的水蒸发成蒸汽。这种在排出的燃烧气体中产生的蒸汽也可用于更直接地冷却燃烧气体。具体地，水延伸导管12使得能够直接冷却从燃烧室的出口40注入的热燃烧气体21。水延伸导管12可以相对于壁轴向地注入水，或者可以朝向燃烧室的出口40向内成角度，从而在径向上引导从喷嘴注入的水，介于直接径向和向内方向之间，或者按任意角度，直到在轴向上远离出口。例如，水延伸导管12的远端可以朝向出口40成至少45
°
的角度α，从而将水注入到离开燃烧室的热燃烧气体的空间21中。水延伸导管12的数量可以根据待注入的期望蒸汽质量、井的尺寸、工具的应用和设计而变化。例如，对于旨在用于内径小于229mm或小于178mm的井中的工具，可以设置4个到8个之间的水扩展导管12。
86.具有喷嘴12a的水延伸导管12在低功率设置下具有最大的效果，例如，在功率低于5百万btu/hr的设置下。在这种情况下，从喷嘴12a注入的水有助于冷却从燃烧室的出口40排出的热燃烧气体。
87.水延伸导管12通过机械联接或焊接连接到工具。如图2a所示，水延伸导管可以几乎不接触燃烧室的外表面72或与燃烧室的外表面72隔开。在一个实施例中，在每个导管12和表面72之间存在空间66。因此，水延伸导管12可以被来自喷嘴6的一薄层水冷却，该薄层
水可以流入水延伸导管12和燃烧室的外表面72之间的空间66。
88.该工具可用于井下或地面上。当在井下使用时，该工具安装有燃烧室74和喷嘴6，喷嘴通向井区域，例如，要进行蒸汽处理的地层11。图2a和图2b示出了安装在井内的工具100。隔离封隔器3将工具固定在井筒壁内，此处显示为套管9，其将工具的下部蒸汽发生端与封隔器上方的井筒隔离。因此，封隔器3在井下保持来自燃烧室74的蒸汽和热量，并防止蒸汽沿环形空间向上流动远离油藏11。该工具可以安装在射孔10和油藏11附近，以减少井套管9的潜在损坏和井套管9和油藏上方的其他地层的能量损失。隔离封隔器3具有一个或多个机械、液压、可膨胀、可隆起的或无滑动的封隔器元件。隔离封隔器3可由可承受高温蒸汽和腐蚀性气体的材料构成。
89.隔离封隔器3同心地安装在工具的外表面周围，位于工具上方，安装至连接但分离的工具上，或安装至线路1上。当不使用时或正要被释放到井中时，封隔器3最初处于缩回位置，但是，当在井中就位时，可通过使封隔器元件膨胀或通过封隔器下方或上方的压差来坐封封隔器3。
90.在一个实施例中，隔离封隔器围绕工具的圆周安装在联接部件2和喷嘴6之间。因此，当坐封在井中时，联接部件相对于封隔器位于井中靠上位置，喷嘴6和出口40相对于封隔器3位于井中靠下位置。封隔器3隔断联接部件2与喷嘴之间除了通道4a、4b和4c之外的连通关系。
91.当安装在井中时，可以在相对于工具和封隔器3的井中靠上位置采用环形冷却系统23。
92.图2a至图2c示出了具有会聚结构的其他可能的蒸汽发生器工具，该会聚结构用于在燃烧室的出口40的下游强制混合任何未蒸发的水、蒸汽和燃烧气体。会聚结构迫使任何剩余的水和蒸汽向内流入离开出口的烟气中，从而使水蒸发并冷却烟气。会聚结构包括位于出口下方的工具第二端上的锥形构件。锥形构件包括锥形侧壁，其从入口(开口上端)会聚到出口(开口下端)。开口上端比出口40和锥形构件的下端宽。
93.在一个实施例中，具有会聚结构的工具如图2b和图2c所示，并包括在第二端上的渐缩管锥体14，该渐缩管锥体14与出口40隔开并位于出口40下方。在本实施例中，渐缩管锥体14在出口40下方固定在支撑臂13上，支撑臂13是连接在工具和锥体之间的杆状结构。支撑臂13的长度大约与壁7的长度l相同或比壁7的长度l长，使得锥体14比出口40更远离底壁50。
94.渐缩管锥体14具有开口的上端14a，并逐渐变细成较小直径的下出口14b。作为开口上端的锥体14a的较大圆周比直径较小的下出口14b更靠近出口40。因此，较宽的上端面向出口40，而锥体的较小圆周面向油藏11。锥体14在开口端14a和14b之间具有截头圆锥形或漏斗形的实心壁，迫使进入上端的任何未蒸发的水、蒸汽和燃烧气体会聚，以通过较小直径的下出口。在一个实施例中，渐缩管锥体14的上端与将在其中使用该工具的井筒套管的直径大致相同，该直径与封隔器3在坐封时的直径大致相同。因此，当出口下方的区域21中的任何流体离开工具时，它们必须通过渐缩锥体。因此，渐缩管锥体上端14a靠近或抵靠井套管9。在一个实施例中，在渐缩管锥体14的上端具有密封件15。该密封件可以是围绕上端14a的整个圆周延伸的环，并且该环的直径被选择为偏压在井套管9上。密封件15可由多种耐高温弹性材料制成，例如，高温橡胶化合物、特氟纶(teflon)或类似材料。较小直径的下
出口14b可以由具有一致直径的圆柱形实心壁延伸部延长，以控制排出的蒸汽和燃烧烟气的流体动力学。例如，延伸部可以增加湍流混合。
95.支撑件13将渐缩管锥体连接到工具的其余部分。对于支撑件13有许多选择。至少，支撑件13用作将渐缩管锥体14接收和固定在靠近燃烧室出口40位置的臂。虽然支撑件13可以被构造成更完全地围绕外部出口40和区域21，但是在一个实施例中，支撑件13是多个间隔开的杆，开放区域置于其间，如图2c所示。这降低了工具的重量和材料要求，并使围绕壁7的环部尽可能地通畅。
96.支撑件13还可构造成用作扶正器，例如，具有至少三个间隔开的支撑杆，支撑杆从肩部65处或肩部65上方轴向延伸，并沿直径间隔开以限定外径，外径与将在其中使用工具的井筒套管的直径大致相同，在坐封时，外径与锥体14和封隔器3的上端部的直径大致相同。
97.在一个实施例中，支撑件13通过固定在喷嘴6上方的套环13a连接到例如封隔器3下方的部件4的外表面。然后，支撑件13横跨主体的长度并延伸超过燃烧室壁和出口，以连接到靠近燃烧室出口40的渐缩管锥体14。
98.在本实施例中，井套管9用于在喷嘴下方的井内容纳水、蒸汽和燃烧产物。例如，从喷嘴6注入的水沿着井套管9流动，特别是在燃烧室壁7和套管9之间。
99.如果担心工具控制或套管损坏，可以采用另一实施例的工具会聚结构，如图2a所示。在这种工具中，可以用外壳8代替支撑臂13。外壳8包住工具的下端，并在其下端具有与燃烧室的出口40间隔开并位于燃烧室的出口40下方的渐缩管锥体80。外壳可以是圆柱形实心壁。如图2a所示，具有浓缩器80的外壳8可用于在工具内最初容纳来自喷嘴的水、蒸汽和烟气。例如，从喷嘴6注入的水在燃烧室壁7和外壳8的内部之间产生水流。具有外壳8的工具可以在较高蒸汽品质(》80％)下操作而不损坏井套管9。这样，外壳8为可牺牲的，并保护套管9免受沿壁7产生的强热。外壳8可以可拆卸地连接到部件4上，从而可以在维护时更换。
100.从喷嘴6注入的水在壁7和外壳的内表面之间流动。虽然可能结垢，但开放的环形空间不易于堵塞。任选地，可以在外壳的内表面上施加不粘处理，例如上述涂层。
101.渐缩管锥体80类似于渐缩管锥体14，除了不需要密封件15。
102.外壳增加了工具的外径，因此当井套管9的直径大到足够容纳外壳8时，则可以使用。外壳8的外径取决于井套管9的内径，例如，对于229mm以下的普通井，外壳可以在114mm和180mm的范围内，或在180mm和215mm之间。
103.图4a至图4c示出了安装在井套管9中的多个工具的俯视图。这些图示出了输入线路1的可选构造，例如用于空气17、燃料18、点火控制19和水20的那些线路。在图4a的实施例中，所有的线路都用大直径管捆扎在一起，大直径管中容纳小直径管。燃料、水和控制线路18、19和20是小直径线路，空气线路17实际上是大直径管内的空间。工具100联接部件2包括用于空气流动通过的大直径管的连接部位，以及用于水20、燃料18和点火控制19中的每一者的连接部位。
104.在另一个实施例中，多个线路可以是成束的，例如被构造成多导管脐带缆1a，如图4b所示。多导管脐带缆1a可以在工具联接部件2处连接到工具。可以使用例如美国专利no.10053927中描述的管、同心盘管、柔性编织软管、包裹物或armorpak
tm
管来捆绑多导管脐带缆。管的外径可以取决于工具应用场景的压力要求。例如，对于重油开采，管的外径可以
是60-114mm，对于armorpak管，则是15-60mm。与水20相比，诸如空气17或燃料18的输入线路1可以将最大体积的输入物输送至工具，并且因此可以被构造成在井下应用过程中，将工具100刚性地固定至地面。
105.在图4c和图4d所示的可选实施例中，工具被构造成通过工具外表面上的端口90而不是通过线路接收空气。在这样的实施例中，工具100在其上端(例如，在工具部件2或4上)包括氧化剂入口90。虽然燃料线路18、水线路20和控制线路19各自在分开的或成束的位置处连接到工具，但是空气通过井的环形空间并且在端口90处进入工具。端口90可以不具有连接到输入线路的任何类型的连接，例如，快速连接、螺纹连接、armorpak连接、盘管连接或捆扎连接。端口90与通向开口128的通道4a和4d连通。通道可被构造成使得空气从端口90流到燃烧室。通道4d排空到燃烧室的内部71中。端口90上可以有碎片阻挡件，例如滤网92，以防止端口90被进入端口和通道的碎片或杂质堵塞。在本实施例中，没有线路向工具供给空气，而是可以将空气从相对于工具靠上的井筒位置抽吸到工具中。诸如空气的氧化剂可以被泵送到井筒中相对于工具位于靠上位置。端口90提供通过工具的环形旁路。例如，在需要大量空气的情况下，可以使用环形旁路。在这种情况下，使用环形旁路能够减小表面压力和注射压力，以控制系统上的总压力。
106.如图4d所示，端口90可由井套管9、工具联接部件2和封隔器3限定。进入井套管9的环形空间的空气流入端口90，并被引导进入导流部件4。导流部件4可具有用于环形旁路的特殊设计，以接收通过端口90接收并输送到点火部件5的空气。在井下操作期间，环形旁路在井的表面处提供较低的操作压力，而环形空间中的流动面积可以比通过输入线路1的流动面积大几倍。因此，当井套管9很窄时，环形旁路可能有助于在工具表面提供最佳操作压力时。此外，当空气通过端口90输送时，用于向井下输送输入物的压缩机可能更具备经济效益。通过使用环形空间，通过端口90输送空气，补充的燃料17和水20可以通过输入线路1输送。
107.在如图4c所示的本发明的另一个方面中，该工具包括温度传感器24，可以通过线路1或远程对其进行监控。也可以使用其他传感器，例如压力传感器或化学注入。传感器可以检测到指示操作或故障(比如过热或泄漏)的参数。可以注入化学物质。在封隔器3的上方(如图所示)和下方可以有传感器。
108.蒸汽发生器工具100的外径可以根据井套管9的内径而变化。蒸汽发生器工具的外径必须小于井套管9的内径。通常，井的内径可小于200mm或小于125mm，在这种情况下，工具可具有约190mm至120mm的最大外径，以配合在井套管9内。
109.在蒸汽发生器工具的井下应用期间，工具的外径可能受到井套管9的尺寸的限制，而在工具的地面应用期间，没有尺寸限制。
110.在另一个实施例中，提供了一种用于产生蒸汽的方法，例如，用于向油藏11中注入蒸汽而从油藏开采油。该方法包括：将空气、水、燃料和功率供给至蒸汽发生器工具；点燃燃料，在燃烧室74内产生火焰；水沿着燃烧室壁7的外部从喷嘴6中喷出，使得水部分地蒸发，以形成蒸汽并沿着燃烧室壁7的外表面72流动，同时，来自火焰的燃烧气体在燃烧室内流动穿过限定在壁的内表面71内的内径；以及，在燃烧室的出口40处混合蒸汽和燃烧气体。蒸汽和燃烧气体的混合物可以输送至油藏。
111.可以使用多种方法来将空气、水、燃料和电力供给至蒸汽发生器工具。例如，多导
管脐带缆可以向工具供给输入物。可选地，工具和井套管9之间的空间，特别是环形空间，可以提供用于输入例如空气的路径，其中，工具包括端口90。点火部件5可用于点燃所供给的燃料和空气，在燃烧室内部产生火焰。通过多导管脐带缆流入工具的水可以通过水喷嘴6注入。喷嘴6可以被定向成使得水可以至少部分轴向地朝向燃烧室的出口40注入。沿着受热后的燃烧室壁7的长度l流动的水被蒸发成蒸汽。
112.在进入油藏11之前，蒸汽和燃烧气体以及任何未蒸发的水可被引导(例如，通过穿过渐缩管锥体14和80)而会聚。渐缩管锥形漏斗迫使蒸汽和/或水在沿着燃烧室壁7行进，之后与离开燃烧室出口40的燃烧气体混合。这增加了蒸汽质量并降低了烟气出口温度。
113.供给至工具100的水可以不是纯水，例如非饮用淡水、微咸水或海水。由工具100产生的蒸汽可以包括过热蒸汽。
114.可以使用各种不同的燃料，例如天然气、合成气、丙烷、氢气或液体燃料。
115.为了能在普通油藏中使用，空气或气体的压力可以被控制在大约20个大气压(1500kpa)至大约100个大气压(10500kpa)，并且工具的输出可以控制在25mm btu/hr以上。
116.蒸汽发生器工具100的部件简单灵活，易于使用、检查、修理和变更。该工具具有优异的冷却性能，以及保护点火器免受热劣化的解决方案。该工具和使用该工具产生蒸汽的方法减少或延迟了环境污染。由于部件的设计和构造，该工具能够承受重复使用的高温和高压。此外，当燃烧气体和蒸汽可以在各种压力下注入井中时，该工具能够对油藏加压和/或再加压。在许多应用中，该工具的高功率输出使得采油操作持续更久。
117.初步概念：
118.a.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；限定在底壁和从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁内的燃烧室，燃烧室被构造成容纳火焰并提供用于燃烧产物通过出口离开的通道；位于底壁内的孔，孔通向燃烧室；以及位于孔中并从燃烧室凹入的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气，以产生火焰。
119.b.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括用于将燃料输入和空气输入中的至少一个输送到燃烧室的通道，通道构造成提供围绕点火器的流体流。
120.c.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，流体流环形围绕点火器。
121.d.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括保持器，保持器与限定燃烧室的管状壁同心地定位点火器。
122.e.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括围绕固持器的外径的环形间隙，并且环形间隙限定了用于将燃料输入物和空气输入物中的至少一者输送到燃烧室的通道。
123.f.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括位于燃烧室中的缩颈。
124.g.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，孔与燃烧室的长轴同心地轴向延伸，并且底壁相对于长轴正交。
125.h.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁，管状壁被构造成用于容纳火焰；位于管状壁内的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气，以产生火焰；以及在工具内传送至少一个输入物的通道，通道围绕点火器的外圆周。
126.i.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括其中安装有点火器的保持器，保持
器联接在底壁处，并且限定底壁的一部分，通道是围绕保持器的外径的环形间隙。
127.j.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，通道用于将燃料和空气的组合输入到燃烧室中。
128.k.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括环形水通道，环形水通道大致同心地围绕通道延伸，但与通道在流体上隔离。
129.l.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括：从第一端延伸到工具中的空气通道；从第一端延伸到工具中的燃料通道；空气通道和燃料通道在工具和通道内的接合处汇合，通道用于实现燃料和空气的组合流。
130.m.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，燃料通道终止于通向接合处中的多个喷嘴处，并且接合处具有比燃料通道更大的内部体积，使得来自燃料通道的燃料膨胀进入接合处中。
131.n.根据段落a至p中任一段所述的工具，还包括燃料通道，燃料通道从第一端延伸到通向点火器的后侧的位置。
132.o.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，点火器凹入底壁中的孔中，使得点火器通向底壁但与底壁向后隔开。
133.p.根据段落a至p中任一段所述的工具，其中，通道具有出口，出口被构造成以与点火器的长轴基本上同心的环形排放形式进行排放。
134.本说明书和实施例是为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明。本发明不受说明书和实施例的限制，而应对其做出广义解释。

技术特征：
1.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，所述工具包括：第一端，所述第一端被构造成接收输入物，所述输入物包括空气、燃料和水；燃烧室，所述燃烧室被限定在底壁和从所述底壁延伸到与所述底壁相对的出口的管状壁内，其；所述燃烧室被构造成用于容纳火焰并设有供燃烧产物通过所述出口离开的通道；孔，所述孔位于所述底壁内，所述孔通向所述燃烧室；以及点火器，所述点火器位于所述孔中并从所述燃烧室凹入，所述点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰。2.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括用于将燃料和空气输入物中的至少一者输送到所述燃烧室的通道，所述通道被构造成提供围绕所述点火器的流体流。3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，所述流体流环形围绕所述点火器。4.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括保持器，所述保持器与限定所述燃烧室的所述管状壁同心地定位所述点火器。5.根据权利要求4所述的工具，所述工具还包括围绕所述保持器的外径的环形间隙且所述环形间隙限定用于将所述燃料和空气输入物中的至少一者输送到所述燃烧室的通道。6.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括位于所述燃烧室中的缩颈。7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述孔与所述燃烧室的长轴同心地轴向延伸，并且所述底壁相对于所述长轴正交。8.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，所述工具包括：第一端，所述第一端被构造成接收输入物，所述输入物包括空气、燃料和水；管状壁，所述管状壁从底壁延伸到与所述底壁相对的出口，所述管状壁被构造成用于容纳火焰；点火器，所述点火器位于所述管状壁内，所述点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰；以及通道，所述通道在所述工具内传送至少一个输入物，所述通道围绕所述点火器的外圆周。9.根据权利要求8所述的工具，所述工具还包括保持器，保持器内安装有所述点火器，所述保持器联接在所述底壁处并限定所述底壁的一部分，所述通道是围绕所述保持器的外径的环形间隙。10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述通道用于将燃料和空气的组合输入到所述燃烧室。11.根据权利要求10所述的工具，所述工具还包括环形水通道，所述环形水通道大致同心地围绕所述通道延伸，但与所述通道流体隔离。11.根据权利要求8所述的工具，所述工具还包括：从所述第一端延伸到所述工具中的空气通道；以及从所述第一端延伸到所述工具中的燃料通道；所述空气通道和所述燃料通道在所述工具内的接合处汇合，所述通道用于实现燃料和空气的组合流。12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述燃料通道终止于通向所述接合处的多个喷嘴处，并且所述接合处具有大于所述燃料通道的内部体积，从而使得来自所述燃料
通道的燃料膨胀到所述接合处中。13.根据权利要求8所述的工具，所述工具还包括燃料通道，所述燃料通道从所述第一端延伸到通向所述点火器的后侧的位置。14.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述点火器凹入所述底壁内的孔中，使得所述点火器通向所述底壁，但与所述底壁向后隔开。15.根据权利要求14所述的工具，其特征在于，所述通道具有出口，所述出口被构造成以相对于所述点火器的长轴基本上同心地环形排放的形式排放所述至少一个输入物。

技术总结
本发明涉及一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具。该工具被构造成延长其点火器的寿命。该工具可具有凹入但通向工具的燃烧室壁的点火器，从而在使用期间保护点火器免受火焰冲击。可选地或另外地，工具具有用于输入空气、燃料和/或水的通道，通道沿点火器的侧面延伸并环形围绕点火器，从而用于在使用期间冷却点火器。器。器。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：通用能源回收公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2023/8/28