改變閥門開度時，流量變化平緩、穩(wěn)定。當開度百分率從0%到100%（行程不斷變化）時，流量百分率從0%上升到100%。反之，則下降，整個行程近100mm可方便調(diào)節(jié)。由圖5中曲線可看出閥門開度百分率與流量查分率近似成線性關系，所以易于調(diào)節(jié)，且閥門實現(xiàn)了高壓差下的低流速。在閥門進口P進=9.4MPa,，出口P出=3.2MPa時，實測閥門（距閥門30cm）噪聲70dB（普通調(diào)節(jié)閥噪聲達到84dB以上），表明這種迷宮式流量調(diào)節(jié)閥具有良好的推廣應用前景和巨大的經(jīng)濟效益。
1、稠油熱采注汽對流量調(diào)節(jié)閥的基本要求
稠油熱力開采進入蒸汽驅(qū)開采以后，形成比較固定的注汽管網(wǎng)、蒸汽分配和計量的典型流程。稠油開發(fā)注蒸汽流程中至關重要的三個問題是蒸汽的分配、計量和調(diào)控。合理的蒸汽調(diào)控能實現(xiàn)科學注汽，提高熱采的油汽比和原油的采收率，從而獲得滿意的經(jīng)濟效益。稠油熱采有單井吞吐和汽驅(qū)兩個階段。在整個區(qū)塊的熱采全過程中，除初期只有單井吞吐外，一般是單井吞吐和汽驅(qū)同時進行。因此配汽站要同時給吞吐井和洋鬼子驅(qū)井配注。在新疆克拉瑪依油田的熱采現(xiàn)場，吞吐井壓力高（5～１0MPa），注汽流量大（6~10t/h），而汽驅(qū)吉注汽壓力低（2~5 MPa），注汽流量小（1.5~5t/h）。這就是說分配器到各注汽井之間的壓差大小不一，相關3MPa或更多，必須在分配器和注汽井之間增加一流動阻力環(huán)節(jié)來吸收剩余的壓力。顯然，這里使用的流量調(diào)節(jié)閥應能在小流量時具有較大的降壓功能，而在大流量時具有小的壓降。這就是稠油熱采汽工藝流程對調(diào)節(jié)閥的特殊要求。
2、現(xiàn)有蒸汽流量調(diào)節(jié)閥和高壓差流量調(diào)節(jié)閥存在的問題
目前熱采工藝流程中，為了降壓，所使用的調(diào)節(jié)閥以極小開度工作，閥內(nèi)蒸汽流速很高，可調(diào)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)的難度。勝利油田與西安高壓閥門廠合作開發(fā)的JT65Y250V型高壓蒸汽調(diào)節(jié)截止閥的阻力件為活塞過孔式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。根據(jù)熱采現(xiàn)場運行測試斷氣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(shù)超過60%，調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)靈敏度又太低，在40%~100%開度范圍內(nèi)則無調(diào)節(jié)功能。因此難以在全循規(guī)蹈矩范圍內(nèi)有效地調(diào)節(jié)蒸汽流量。同時閥門開度較小時，閥內(nèi)的流體達到臨界流速，隨之引進振動和沖蝕等嚴重問題。
西安交通大學的科研人員設計了GYY高壓差調(diào)節(jié)閥（圖2），實現(xiàn)了高壓降，并使流量特性有所改善，但臨界流速過高使得沖蝕、振動、噪聲等問題更嚴重，不得不采用高強度、耐磨損材料。這樣，不僅提高了閥門成本，而且流量隨行程的變化率仍很大，調(diào)節(jié)特性并未得到明顯改善。此外，臨界流一般要求入口壓力與背壓之比大于2，這就限制了其鷲范圍。例如一些熱采注汽井需要壓力8~12MPa或更高，而鍋爐的出口最大壓力為18MPa，不可能形成臨界流。在現(xiàn)場應用中，這種調(diào)節(jié)閥還不能有效地實現(xiàn)高溫高壓下大范圍內(nèi)的流量調(diào)節(jié)和壓降調(diào)節(jié)，其流量調(diào)節(jié)主要取決于最后一級的通道面積。這種調(diào)節(jié)方法與普通閥門沒有根本的區(qū)別，仍很難通過調(diào)節(jié)閥開度來保證預計流量?，F(xiàn)有高壓差流量調(diào)節(jié)閥的一個公共財政特點是高壓差必然導致高流速，而高流速又帶來振動、沖蝕、噪聲等嚴重問題。如何解決這些問題是擺在科技人員面前的一項重要研究課題。
3、新型高壓差迷宮式蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的研制
國外在調(diào)節(jié)閥的研究方面提出了一些有價值的設計思想和方法。圖3為美國設計和一種調(diào)節(jié)閥的可變流阻閥芯。與普通閥門的不同之處在于，其流通面積隨行程變化，而且閥門的節(jié)流級數(shù)、阻力系數(shù)也隨行程變大而減小，即流通面積變量與阻力系數(shù)成反比變化。因而此閥芯有許多流程的控制系統(tǒng)中可修正自然壓降的偏差，實現(xiàn)小流量大壓降或大流量小壓降，獲得寬廣的固有調(diào)節(jié)幅度。此外，采用多級壓降、曲折流道使流速降低而具有低噪聲盤點。實際流體可通過的流道數(shù)量與閥門開度成正比。即閥門的行程剛開始時，只有一個流道露出，而開度接近100%時，露出的流道數(shù)最大，閥芯處于如圖的位置時，涂黑部分才是實際流道。但卻引進另外一些問題，如節(jié)流件采用垂直彎頭的順一順連接（或逆一逆連接，即正向直角彎頭）而限制了流阻系數(shù)；密封性較差，漏失嚴重，工藝復雜，加工成本高，因而這種閥門未出現(xiàn)在美國國內(nèi)市場上。
綜上所述，稠油熱采注蒸汽工藝流程需要的是一種高壓差調(diào)節(jié)閥，除適應高溫、高壓的汽水兩相流介質(zhì)外，還將遇到高壓差、寬調(diào)節(jié)范圍、振動、沖蝕等特殊問題。為此，茲石油管理局采油工藝研究院與清華大學核能技術設計研究院開展了聯(lián)合攻關，其指導思想是盡可能地增大閥門的阻力系數(shù)，實現(xiàn)低流速下的高壓差，從根本上緩解了沖蝕和噪聲，得到了良好的調(diào)節(jié)性能和寬廣的固有流量調(diào)節(jié)幅度。新設計的迷宮式流量調(diào)節(jié)閥