CN105275445A - 同心管式泡沫发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种同心管式泡沫发生器，包括上、下接头，出液管，内、外螺旋管，内螺旋管的左端与上接头连接且与上接头的进气口相通；出液管的右端与下接头连接；内螺旋管与出液管之间通过油管节箍连接，且内螺旋管及出液管的两个连接端头彼此封闭不导通；内螺旋管的外周套设有外螺旋管，外螺旋管的两端分别连接上、下接头；上接头上设有连通外螺旋管及内螺旋管之间环空的腔室，该腔室通过进液口与外界相通；出液管的侧壁设有连通外螺旋管以及内螺旋管之间环空的通孔，且出液管与下接头右端的出液口相通；内螺旋管的侧壁上开有喷气孔。本发明克服了在现场施工中，单靠泵入二氧化碳直接与压裂液混合，混合效果不佳的问题，产生的泡沫均匀，不聚集。

Description

同心管式泡沫发生器
技术领域
本发明属于油、气井压裂技术领域，具体涉及一种同心管式泡沫发生器，用于油、气井二氧化碳压裂。
背景技术
目前，油、气井多采用二氧化碳压裂，可大大减少进入地层的液体量，二氧化碳可以起到助排的作用。但在现场施工中，没有搅拌混合设备，单靠高压泵车同时直接将液态二氧化碳与压裂液泵入管线直接混合，两种物质在管线中高速流动，很难做到均匀混合，整个液体的携砂性和粘度效果均差，施工中液体漏失严重，对施工排量要求高，保持泡沫的稳定性操作性要求难度大。因此，在现场施工中，单靠泵入二氧化碳直接与压裂液混合，混合效果不佳。
发明内容
本发明的目的是克服在现场施工中，单靠泵入二氧化碳直接与压裂液混合，混合效果不佳的问题，提供一种固定安装在压裂管汇上，产生和喷射二氧化碳泡沫的同心管式泡沫发生器装置，用于油、气井二氧化碳压裂。
为此，本发明提供了一种同心管式泡沫发生器，其技术方案是：同心管式泡沫发生器，包括上接头、下接头、出液管、内表面设有阻流结构的外螺旋管以及外表面设有阻流结构的内螺旋管，其中内螺旋管的左端与上接头连接且通过进气通道与上接头左端的进气口相通；所述出液管的右端与下接头连接；内螺旋管与出液管之间通过油管节箍连接，且内螺旋管以及出液管的两个连接端头彼此封闭不导通；内螺旋管的外周套设有外螺旋管，外螺旋管的两端分别连接上接头和下接头；所述上接头上设有连通外螺旋管以及内螺旋管之间环空的腔室，该腔室通过进液口与外界相通；所述出液管的侧壁设有连通外螺旋管以及内螺旋管之间环空的通孔，且出液管与下接头右端的出液口相通；所述内螺旋管的侧壁上开有喷气孔。
上述外螺旋管的外周还套设有保护套管，该保护套管的左端通过套管节箍一与上接头连接，保护套管的右端通过套管节箍二与下接头连接，外螺旋管与保护套管之间固定连接。
上述外螺旋管与保护套管之间固定连接的具体方式是：外螺旋管的两端与保护套管的两端之间焊接在一起。
上述套管节箍一与上接头以及保护套管之间、套管节箍二与下接头以及保护套管之间均采用螺纹连接。
上述上接头上所设的腔室具体是环形腔室，该环形腔室环绕于所述进气通道的外周。
上述油管节箍与内螺旋管以及出液管之间采用螺纹连接。
上述阻流结构为螺旋钢片。
本发明的有益效果：本发明克服了在现场施工中，单靠泵入二氧化碳直接与压裂液混合，混合效果不佳的问题，提供了一种固定安装在压裂管汇上，产生和喷射二氧化碳泡沫的同心管式泡沫发生器装置，有利于油、气井二氧化碳压裂。工作时，气体在内中心管，液体在外中心管，依靠小孔原理，和螺旋搅拌作用，产生泡沫，再借助出液管的阻流作用，促使泡沫均匀，不聚集。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是同心管式泡沫发生器结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、套管节箍一；3、保护套管；4、外螺旋管；5、内螺旋管；6、油管节箍；7、出液管；8、套管节箍二；9、下接头；10、进气口；11、进气通道；12、腔室；13、进液口；14、通孔；15、出液口；16、螺旋钢片。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种同心管式泡沫发生器，包括上接头1、下接头9、出液管7、内表面设有阻流结构的外螺旋管4以及外表面设有阻流结构的内螺旋管5，其中内螺旋管5的左端与上接头1连接且通过进气通道11与上接头1左端的进气口10相通；所述出液管7的右端与下接头9连接；内螺旋管5与出液管7之间通过油管节箍6螺纹连接，且内螺旋管5以及出液管7的两个连接端头彼此封闭不导通；内螺旋管5的外周套设有外螺旋管4，外螺旋管4的两端分别连接上接头1和下接头9；所述上接头1上设有连通外螺旋管4以及内螺旋管5之间环空的腔室12，该腔室12通过进液口13与外界相通；所述出液管7的侧壁设有连通外螺旋管4以及内螺旋管5之间环空的通孔14，且出液管7与下接头9右端的出液口15相通；所述内螺旋管5的侧壁上开有喷气孔。上述阻流结构具体为螺旋钢片16。本实施例由相互同心安放的不同直径的两根管子（即内螺旋管5和外螺旋管4）组成。中心管（即内螺旋管5）带有一定数目孔眼，两根管子环空之间分别焊有螺旋钢片，加之出液管的阻流作用，形成的泡沫均匀，不聚集。
本同心管式泡沫发生器用于油、气井二氧化碳压裂，是一种固定安装在压裂管汇上，产生和喷射二氧化碳泡沫的装置。工作时，气体在内中心管（即内螺旋管5），液体在外中心管（即外螺旋管4），依靠小孔原理，和管内的阻流结构的螺旋搅拌作用，产生泡沫，再借助出液管的阻流作用，促使泡沫均匀，不聚集。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述外螺旋管4的外周还套设有保护套管3，该保护套管3的左端通过套管节箍一2与上接头1连接，保护套管3的右端通过套管节箍二8与下接头9连接，外螺旋管4与保护套管3之间通过焊接的方式固定连接。该发生器外部的保护套管3具体使用7寸套管，由于二氧化碳压裂时压力高，风险高，因此，保护套管可有效保证发生器的安全可靠性。上述套管节箍一2与上接头1以及保护套管3之间、套管节箍二8与下接头9以及保护套管3之间具体均采用螺纹连接。所述上接头1上所设的腔室12具体是环形腔室，该环形腔室环绕于所述进气通道11的外周。套管节箍一2以及套管节箍二8可采用7″套管节箍；油管节箍可采用23/8″油管节箍。
本发明的工作原理：当二氧化碳通过带有一定数目孔眼的中心管（即内螺旋管）与发生器进液口的液体进入内、外螺旋混合腔，泡沫混合液通过内、外螺旋管内螺旋片的搅拌作用，充分混合，形成混合泡沫，从出液口喷出。二氧化碳压裂施工时，同心管式泡沫发生器的进气口通过管汇、泵车与二氧化碳槽车连接，进液口通过管汇、泵车与水罐连接，二氧化碳与压裂液通过泵车加压进入泡沫发生器，在发生器的混合、搅拌作用下，形成二氧化碳泡沫，从泡沫出口（即出液口15）喷出，再通过管汇、泵车与井口连接，泵注入井，进行压裂施工。
本发明主要解决了液态二氧化碳与压裂液的混合问题，将二氧化碳引入发生器中进行均匀分散，使两种液体有尽可能大的接触面，并利用螺旋机构充分搅拌混合。本发明克服了在现场施工中，单靠泵入二氧化碳直接与压裂液混合，混合效果不佳的问题，提供了的这种固定安装在压裂管汇上，产生和喷射二氧化碳泡沫的同心管式泡沫发生器装置，有利于油、气井二氧化碳压裂。工作时，气体在内中心管，液体在外中心管，依靠小孔原理，和螺旋搅拌作用，产生泡沫，再借助出液管的阻流作用，促使泡沫均匀，不聚集。
以下表格内容是本发明的同心管泡沫发生器技术参数：
表：同心管泡沫发生器技术参数
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.同心管式泡沫发生器，其特征在于：包括上接头（1）、下接头（9）、出液管（7）、内表面设有阻流结构的外螺旋管（4）以及外表面设有阻流结构的内螺旋管（5），其中内螺旋管（5）的左端与上接头（1）连接且通过进气通道（11）与上接头（1）左端的进气口（10）相通；所述出液管（7）的右端与下接头（9）连接；内螺旋管（5）与出液管（7）之间通过油管节箍（6）连接，且内螺旋管（5）以及出液管（7）的两个连接端头彼此封闭不导通；内螺旋管（5）的外周套设有外螺旋管（4），外螺旋管（4）的两端分别连接上接头（1）和下接头（9）；所述上接头（1）上设有连通外螺旋管（4）以及内螺旋管（5）之间环空的腔室（12），该腔室（12）通过进液口（13）与外界相通；所述出液管（7）的侧壁设有连通外螺旋管（4）以及内螺旋管（5）之间环空的通孔（14），且出液管（7）与下接头（9）右端的出液口（15）相通；所述内螺旋管（5）的侧壁上开有喷气孔。
2.如权利要求1所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述外螺旋管（4）的外周还套设有保护套管（3），该保护套管（3）的左端通过套管节箍一（2）与上接头（1）连接，保护套管（3）的右端通过套管节箍二（8）与下接头（9）连接，外螺旋管（4）与保护套管（3）之间固定连接。
3.如权利要求2所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述外螺旋管（4）与保护套管（3）之间固定连接的具体方式是：外螺旋管（4）的两端与保护套管（3）的两端之间焊接在一起。
4.如权利要求2所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述套管节箍一（2）与上接头（1）以及保护套管（3）之间、套管节箍二（8）与下接头（9）以及保护套管（3）之间均采用螺纹连接。
5.如权利要求1所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述上接头（1）上所设的腔室（12）具体是环形腔室，该环形腔室环绕于所述进气通道（11）的外周。
6.如权利要求1所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述油管节箍（6）与内螺旋管（5）以及出液管（7）之间采用螺纹连接。
7.如权利要求1所述的同心管式泡沫发生器，其特征在于：所述阻流结构为螺旋钢片（16）。
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