CN112345409A - 一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，包括液箱1、浆杯槽2、控制面板3、排液口5、万向轮6、变速电机7、搅拌部件8、滚动轴承9、支撑杆10和加热管11，所述液箱1可设置多个，均为正六面体结构，每个液箱内放置两个浆杯槽2，液箱上部连接控制面板3，底部开设一个排液口5，内部壁面安装加热管11，在该装置底部四角通过螺纹连接安装四个万向轮6；所述浆杯槽2位于在滚动轴承9内圈处，滚动轴承外端面对称设置两个支撑杆10，两个支撑杆的间距略大于浆杯槽外径，一侧的支撑杆连接搅拌部件8，滚动轴承连接变速电机7。本发明原理可靠，结构合理，操作简便，克服了现有技术的缺陷和不足，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及油气井固井领域水泥浆常压稠化仪，特别是涉及一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪。
背景技术
油气井固井是石油勘探开发过程的重要环节之一，水泥浆性能优劣是影响固井质量的关键，不论是工程实际还是学术研究均需要对水泥浆性能进行研究。在进行水泥浆稠化时间及其他性能测试实验前，需根据井下实际情况确定实验温度，而水泥浆性能测试温度多高于室温，因此，在水泥浆稠化时间及其他性能测试前对其进行预制加热十分必要。目前的常压稠化仪对水泥浆进行预制加热及稠化时间测试，存在以下诸多不足：
（1）一次只能设置一个温度条件，无法同时对多个水泥浆样品进行稠化时间测试或预制加热，且只有两个浆杯槽，只能放置两个水泥浆样品，难以满足批量水泥浆样品稠化时间测试或预制加热的需要；
（2）搅拌速率恒定，不能变速搅拌，无法模拟不同环空返速条件下的水泥浆流动速度，与井下实际情况不符；
（3）浆杯槽焊接在滚动轴承内圈作为一个整体，并且两个支撑杆对称焊接固定在滚动轴承端面一侧，两根支撑杆端部分别与连接片相连，利用螺纹连接将连接片固定在液箱内壁处，使得液箱内部拆卸、更换十分不便；
（4）液箱上并未开设排液口，致使液箱内加热液体不易排出及更换；
（5）长时间使用后，需要清洗掉落在液箱内的水泥石块等多种杂质，液箱内部采用内嵌入的固定方式，导致清洗极为困难；加热管直接焊接或通过螺纹连接在液箱内壁上，也增加了液箱内部的清洗难度；
（6）体积、重量较大，底部并未安装支撑滚轮，不便于移动及搬运；
（7）工作时热量散失严重，耗能高，需要频繁加热，不利于节能降耗。
发明专利“水泥浆搅拌装置”（CN105984039A），通过间接增加搅拌浆叶轴体的直径来削弱水泥浆包心现象，但是该装置不具备加热搅拌功能和变速率搅拌功能。
发明专利“内置浆杯固定装置的常压稠化仪”（CN107024413A）在液箱上安装浆杯的取放装置，在稠化之前便于将浆杯放进液箱内，在稠化之后，能够将浆杯快速取出，取出后的浆杯能够进行自动冷却，液箱还能回收加热液体，但是该装置装拆较为复杂并且不具备分区加热搅拌功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，原理可靠，结构合理，操作简便，克服了现有技术的缺陷和不足，具有广阔的市场应用前景。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
本发明通过下述技术方案实现：
一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，主要由液箱、浆杯槽、控制面板、隔热保温材料、排液口、万向轮、变速电机、搅拌部件、滚动轴承、支撑杆和加热管组成。液箱共三个，均为正六面体结构，每个液箱内加入大约液箱体积四分之三的加热液体（一般为加热油），液箱之间利用隔热保温材料隔开且紧密连接；浆杯槽共六个，用于放置浆杯，每两个浆杯槽为一个整体利用嵌入式结构放置在一个液箱上；控制面板共三个，每个控制面板与一个液箱相连，控制面板可以实现对水泥浆预定实验温度、搅拌速率和预制加热时间的调控；排液口共三个，用于排出液箱内的加热液体，分别设于三个液箱底部；万向轮共四个，安装于装置底部四角处，用于装置的移动和搬运；变速电机共一个，是整个装置的搅拌动力来源并且可实现变速搅拌；搅拌部件共三个，每个液箱内各安装一个，主要用于搅拌加热液体，提高加热效率，并且还作为装置传动系统的一部分提高皮带传动的效率；加热管共三个，分别安装在三个液箱内壁处，用于加热液箱内的加热液体。
所述隔热保温材料除了在每两个液箱之间使用之外，在每个液箱的其余所有外壁面（包括液箱顶部和底部）均使用隔热保温材料。
所述浆杯槽焊接在滚动轴承内圈上，滚动轴承端面一侧对称焊接两个支撑杆，两根支撑杆的间距略大于浆杯槽外径，所述搅拌装置利用轴向轴承安装在一侧的支撑杆上，浆杯槽、滚动轴承、支撑杆和搅拌部件作为一个整体嵌入放置在液箱上形成嵌入式结构。
所述排液口利用螺钉搭配耐温性良好的密封橡胶圈达到密封效果。
所述万向轮通过螺纹连接方式连接在装置底部四角，万向轮上设置手动锁定结构，调节锁定结构至打开状态进行装置的移动或搬运，或调节锁定结构至锁定状态。
所述加热管采用螺纹连接安装在与控制面板相连一侧的液箱内壁处，并且加热管位于浆杯槽的一侧。
本发明通过增加液箱的数量进而增加浆杯槽（浆杯）的数量，实现多个温度区域的划分，并且利用隔热保温材料防止液箱之间的热量交换，使得每个液箱成为一个独立的加热系统，解决了常压稠化仪只能单一温度点加热搅拌的问题；采用三相变速电机为传动电机，解决了常压稠化仪不能变速搅拌的问题；利用嵌入式结构将浆杯槽、滚动轴承、支撑杆和搅拌部件作为一个整体放置在液箱上，解决了常压稠化仪液箱内部浆杯槽等部件拆卸困难的问题；在液箱底部设置排液口，将加热管安装在液箱内壁，解决了拆卸及更换不便的问题；在装置底部四角安装万向轮，便于移动及搬运；通过在液箱外壁装有隔热保温材料，解决了散热量大、耗能快的问题。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点和有益效果：
（1）通过增加液箱的数量进而增加浆杯槽（浆杯）的数量实现水泥浆分区加热搅拌功能，可同时进行三个温度条件的水泥浆预制加热或稠化时间测试，大幅度提高实验效率；
（2）采用三相变速电机为传动电机，可以调节搅拌速率实现变速搅拌，使得实验条件更加符合井下实际工况；
（3）采用嵌入式结构将浆杯槽、滚动轴承、支撑杆和搅拌部件作为整体放置在液箱上，便于装置的拆卸，且有利于装置的清洗及装置零部件的更换；
（4）在液箱底部设置排液口，加热管连接在靠近控制面板一侧的液箱内壁，便于拆卸、更换及清洗；
（5）将搅拌部件安装在支撑杆上，运行过程中噪音小，传动效果良好；
（6）在液箱外壁安装隔热保温材料，不仅使得每个液箱成为一个独立的加热系统，且有利于减小装置工作时的热量流失，降低能耗。
附图说明
图1为一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪结构示意图。
图2为嵌入式结构示意图。
图3为传动系统示意图。
图4为加热管连接方式示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-液箱；2-浆杯槽；3-控制面板；4-隔热保温材料；5-排液口；6-万向轮；7-变速电机；8-搅拌部件；9-滚动轴承；10-支撑杆；11-加热管。
具体实施方式
下面根据附图进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
参考图1、图2、图3和图4。
一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，包括液箱1、浆杯槽2、控制面板3、排液口5、万向轮6、变速电机7、搅拌部件8、滚动轴承9、支撑杆10和加热管11。
所述液箱1可设置多个（图1中为3个），均为正六面体结构，液箱之间、液箱所有外壁面均有隔热保温材料4，每个液箱内放置两个浆杯槽2，水泥浆浆杯置于浆杯槽内，液箱上部连接控制面板3，底部开设一个排液口5，内部壁面安装加热管11，在该装置底部四角通过螺纹连接安装四个万向轮6。
所述浆杯槽2位于在滚动轴承9内圈处，滚动轴承外端面对称设置两个支撑杆10，两个支撑杆的间距略大于浆杯槽外径，一侧的支撑杆连接搅拌部件8，滚动轴承连接变速电机7，所述浆杯槽、滚动轴承、支撑杆和搅拌部件作为一个整体置于液箱内形成嵌入式结构，所述搅拌部件、滚动轴承和变速电机通过皮带传动。
所述控制面板3为智能数字化控制面板，实现对水泥浆预定实验温度、搅拌速率和预制加热时间的调控；每个控制面板与一个液箱连接，形成独立的水泥浆加热搅拌系统。
所述排液口5设置耐温性良好的密封圈达到密封效果。
所述万向轮6上设置手动锁定结构，调节锁定结构至打开状态，进行装置的移动或搬运。
所述加热管11采用螺纹连接安装在与控制面板相连一侧的液箱内壁处，并且加热管位于浆杯槽的一侧。
利用上述装置对水泥浆进行预制加热搅拌的方法，依次包括以下步骤：
（1）根据实验所需的水泥浆的量，选择所需工作的液箱数目；
（2）打开电源，利用控制面板调节预定加热温度及加热时间；
（3）将水泥浆倒入浆杯中，倒入的水泥浆刚好没过浆杯内壁处的刻度线即可，将浆杯放入浆杯槽中，利用控制面板调节至所需搅拌速率，打开搅拌开关，开始水泥浆的加热搅拌；
（4）水泥浆加热搅拌达预定时间时，装置会发出预制加热结束的提示音，依次关闭搅拌开关、加热开关和电源开关；
（5）快速拿出浆杯，将水泥浆快速倒入需要进行的下一步实验的实验仪器中，进行实验；
（6）将浆杯清洗干净，晾干浆杯上的水分，并清理装置。
Claims (5)
1.一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，包括液箱（1）、浆杯槽（2）、控制面板（3）、排液口（5）、万向轮（6）、变速电机（7）、搅拌部件（8）、滚动轴承（9）、支撑杆（10）和加热管（11），其特征在于，所述液箱（1）可设置多个，均为正六面体结构，液箱之间、液箱所有外壁面均有隔热保温材料（4），每个液箱内放置两个浆杯槽（2），水泥浆浆杯置于浆杯槽内，液箱上部连接控制面板（3），底部开设一个排液口（5），内部壁面安装加热管（11），在该装置底部安装四个万向轮（6）；所述浆杯槽（2）位于在滚动轴承（9）内圈处，滚动轴承外端面对称设置两个支撑杆（10），两个支撑杆的间距略大于浆杯槽外径，一侧的支撑杆连接搅拌部件（8），滚动轴承连接变速电机（7），所述浆杯槽、滚动轴承、支撑杆和搅拌部件作为一个整体置于液箱内形成嵌入式结构，所述搅拌部件、滚动轴承和变速电机通过皮带传动。
2.如权利要求1所述的一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，其特征在于，所述控制面板为智能数字化控制面板，实现对水泥浆预定实验温度、搅拌速率和预制加热时间的调控；每个控制面板与一个液箱连接，形成独立的水泥浆加热搅拌系统。
3.如权利要求1所述的一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，其特征在于，所述排液口设置密封圈。
4.如权利要求1所述的一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，其特征在于，所述万向轮设置手动锁定结构，调节锁定结构至打开状态，进行装置的移动或搬运。
5.如权利要求1所述的一种多温区节能型快装拆式水泥浆常压稠化仪，其特征在于，所述加热管安装在与控制面板相连一侧的液箱内壁处，并且加热管位于浆杯槽的一侧。
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| CN112345409B (zh) | 2022-06-17 |
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