CN102322239A - 油气田固井用高能混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油气田固井时使用的混浆设备，特别涉及一种油气田固井用高能混合器，包括壳体、供灰管、上水管和二次混灰管，其特征在于：二次混灰管为单根管线结构，二次混灰管上设有阀门。油气田固井用高能混合器通过将二次混灰管改为单根管线结构，简化了结构，提高了二次混灰水泥浆进入壳体的流速，且避免了堵塞现象，分水顶针固定在上水管上，不再需要人工调节，降低了劳动强度，避免了人工调节时可能出现的误差，保证了水流稳定性，提高了流速，提高了混浆效果，在各管内壁涂镀碳化钨硬质合金层，提高了耐磨性，从而延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气田固井时使用的混浆设备，特别涉及一种油气田固井用高能混合器。
背景技术
高能混合器是油田固井车用于水泥灰和清水初次混合的关键部件，目前使用的高能混合器普遍存在着结构复杂、容易堵塞、混合效率低、劳动强度大、使用寿命短等现象，主要原因如下：
1、二次混灰管采用牛头式双管线结构，结构复杂，水泥浆容易在壳体内形成堵塞；
2、上水管进水口需要人工调节分水顶针的位置，劳动强度大，造成水流方向和流速不稳定；
3、混合器采用普通材料焊接成型，使用寿命短。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种解决了上述缺陷的，避免了堵塞现象，提高了混浆效果的油气田固井用高能混合器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油气田固井用高能混合器，包括壳体、供灰管、上水管和二次混灰管，其中供灰管连接在壳体的顶端，壳体的底端连接混浆池，供灰管包括上灰弯管、喷射弯管和衬套，衬套位于壳体内部，上水管沿喷射弯管出口中心方向与喷射弯管焊接在一起，上水管的出水端位于壳体下部，上水管的出水端下方设有分水顶针，二次混灰管连接在壳体的一侧，其特征在于：二次混灰管为单根管线结构，二次混灰管上设有阀门。
二次混灰管采用单根管线结构，提高了二次混灰水泥浆进入壳体的流速，且避免了堵塞现象。
所述的二次混灰管上的阀门为气控蝶阀。
所述的二次混灰管焊接在壳体上，简化了结构。
所述的衬套的底端的水平高度低于二次混灰管出口端的水平高度，有利于二次混灰。
所述的分水顶针固定连接在上水管的管壁上。
将分水顶针的位置固定，不再需要人工调节，降低了劳动强度，避免了人工调节时可能出现的误差，保证了水流稳定性，提高了流速，提高了混浆效果。
所述的分水顶针通过支撑销固定在上水管的管壁上，支撑销的数目为2～4个。
所述的分水顶针的顶面为圆锥体结构，上水管出水端的管壁底端与分水顶针的锥面之间的垂直距离为5～10mm。
所述的上灰弯管、喷射弯管和壳体的内壁，以及衬套的内壁和外壁上，均涂镀有碳化钨硬质合金层。
涂镀碳化钨硬质合金层使得各管路内壁的表面硬度达到HRC65～70以上，提高了耐磨性，从而延长了使用寿命。
所述的碳化钨硬质合金层的厚度为0.2～0.5mm。
本发明的工作原理：
正常工作过程中，气控蝶阀处于关闭状态，根据施工水泥浆密度要求，控制好进入高能混合器的水泥灰量和清水量。压力水进入上水管后，通过上水管底部的分水顶针快速分散成扇状，水泥灰通过压风机风送进入上灰弯管并通过喷射弯管和衬套进入壳体，在壳体内与清水实现一次混合，混合后的水泥浆之后进入混浆池进行充分搅拌混合处理。
当需要二次混灰时，气控蝶阀打开，二次混灰水泥浆通过灌注泵，经二次混灰管泵送进入壳体内，根据施工水泥浆密度要求，控制好进入高能混合器的水泥灰量和清水量，并通过衬套底部与壳体之间形成的锥度环空实现水泥浆的再次混合，之后进入混浆池进行充分搅拌混合处理。
本发明所具有的有益效果是：油气田固井用高能混合器通过将二次混灰管改为单根管线结构，简化了结构，提高了二次混灰水泥浆进入壳体的流速，且避免了堵塞现象，分水顶针固定在上水管上，不再需要人工调节，降低了劳动强度，避免了人工调节时可能出现的误差，保证了水流稳定性，提高了流速，提高了混浆效果，在各管内壁涂镀碳化钨硬质合金层，提高了耐磨性，从而延长了使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是油气田固井的原理框图。
图中：1、壳体；2、上灰弯管；3、喷射弯管；4、衬套；5、上水管；6、二次混灰管；7、分水顶针；8、支撑销；9、气控蝶阀；10、碳化钨硬质合金层；11、供灰管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1～2所示，供灰管11包括上灰弯管2、喷射弯管3和衬套4，衬套4位于壳体1内部，壳体1的底端连接混浆池，上水管5沿喷射弯管3出口中心方向与喷射弯管3焊接在一起，上水管5的出水端位于壳体1下部，二次混灰管6连接在壳体1的一侧，上水管5的出水端下方设有分水顶针7，分水顶针7通过支撑销8固定连接在上水管5的管壁上，二次混灰管6为单根管线结构，二次混灰管6焊接壳体1上，在二次混灰管6上设有气控蝶阀9。
分水顶针7的顶面为圆锥体结构，上水管5出水端的管壁底端与分水顶针7的锥面之间的垂直距离为5～10mm。
衬套4的底端的水平高度低于二次混灰管6出口端的水平高度。
上灰弯管2、喷射弯管3和壳体1的内壁，以及衬套4的内壁和外壁上，均涂镀有碳化钨硬质合金层10，碳化钨硬质合金层10的厚度为0.2～0.5mm。
本发明的工作原理：
正常工作过程中，气控蝶阀9处于关闭状态，根据施工水泥浆密度要求，控制好进入高能混合器的水泥灰量和清水量。压力水进入上水管5后，通过上水管5底部的分水顶针7快速分散成扇状，水泥灰通过压风机风送进入上灰弯管2并通过喷射弯管3和衬套4进入壳体1，在壳体1内与清水实现一次混合，混合后的水泥浆之后进入混浆池进行充分搅拌混合处理。
高能混合器中初次混合的水泥浆进入混浆池内，经密度计检测，如果密度合格，则水泥浆经灌注泵后，通过柱塞泵后经高压输出管打入井内，如果密度不合格，则气控蝶阀9打开，水泥浆经灌注泵后，通过二次混浆管6反入壳体1内，根据施工水泥浆密度要求，控制好进入高能混合器水泥灰量和清水量，并通过衬套4底部与壳体1之间形成的锥度环空实现水泥浆的再次混合，之后进入混浆池进行充分搅拌混合处理，直至混合后的水泥浆密度合格。
Claims (9)
1.一种油气田固井用高能混合器，包括壳体、供灰管、上水管和二次混灰管，其中供灰管连接在壳体的顶端，壳体的底端连接混浆池，供灰管包括上灰弯管、喷射弯管和衬套，衬套位于壳体内部，上水管沿喷射弯管出口中心方向与喷射弯管焊接在一起，上水管的出水端位于壳体下部，上水管的出水端下方设有分水顶针，二次混灰管连接在壳体的一侧，其特征在于：二次混灰管为单根管线结构，二次混灰管上设有阀门。
2.根据权利要求1所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的二次混灰管上的阀门为气控蝶阀。
3.根据权利要求1所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的二次混灰管焊接在壳体上。
4.根据权利要求1所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的衬套的底端的水平高度低于二次混灰管出口端的水平高度。
5.根据权利要求1所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的分水顶针固定连接在上水管的管壁上。
6.根据权利要求5所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的分水顶针通过支撑销固定在上水管的管壁上，支撑销的数目为2～4个。
7.根据权利要求5所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的分水顶针的顶面为圆锥体结构，上水管出水端的管壁底端与分水顶针的锥面之间的垂直距离为5～10mm。
8.根据权利要求1所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的上灰弯管、喷射弯管和壳体的内壁，以及衬套的内壁和外壁上，均涂镀有碳化钨硬质合金层。
9.根据权利要求8所述的油气田固井用高能混合器，其特征在于：所述的碳化钨硬质合金层的厚度为0.2～0.5mm。
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