CN201474638U - 泡沫钻井机械消泡装置 - Google Patents

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曹品鲁
黄进云
张金成
马文英
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Abstract

本实用新型涉及一种泡沫钻井机械消泡装置，由泡沫接收管、喷头、喷头本体、壳体、径向进气管、配气管、扩散管组成，喷头端部设计有弧形沟槽，与泡沫接收管的挡板组成喷嘴，喷头与喷头本体通过螺纹联结，喷头本体焊接在壳体上，壳体加工有台阶，配气管通过螺栓固定在壳体台阶上；配气管、壳体、喷头本体组成右环形空腔；泡沫接收管通过螺纹与配气管联结，泡沫接收管、喷头、配气管组成左环形空腔；喷头本体内壁设计成圆锥形，扩散管焊接在喷头本体上，其扩散角与喷头本体内壁锥角一致，联结后形成光滑流道，利用气体附壁效应产生较高的真空度，使泡沫在负压作用下膨胀破裂，同时，利用高速气流与低速泡沫流体能量交换产生的剪切力，使泡沫剪切破碎，通过上述两种作用联合消泡，提高机械消泡效率。

Description

泡沫钻井机械消泡装置
技术领域
本实用新型涉及一种泡沫钻井机械消泡装置，属石油工程泡沫钻井技术领域。
背景技术
目前常用的消泡方法主要有物理法和化学法。物理法主要是利用温度、压力的变化或机械外力使泡沫消除，化学法则是通过化学消泡剂进行消泡。化学消泡法是一种行之有效的方法，可快速消泡，但消泡剂的加入会使泡沫基液的发泡能力和稳定性急剧下降。因此为使消泡后的泡沫基液能够回收利用，必须采用物理消泡法。国内一些油田在经过一定的研究和实践后，也提出了一些物理消泡装置或方法。如离心法，依靠高速旋转的离心转盘产生的离心力将泡沫剪切破碎，这种方法虽然能够在一定程度上消泡，但处理量有限，要在短时间内使大量的泡沫破裂非常困难，而且由于转盘的高速旋转，泡沫基液容易再次起泡，消泡效率低。真空泵消泡法依靠真空泵抽除气体，在工作室内形成真空，泡沫在负压作用下膨胀破裂。这种方法一方面要求事先清除泡沫中的岩屑等固体颗粒(泡沫状态下清除岩屑难度较大)，另一方面由于泡沫破裂后产生较多的气体，影响真空度，因此处理量有限。热力消泡法依靠温度的变化，改变泡沫基液粘度和液膜强度，破坏泡沫稳定性。热力法消耗功率大，仅靠近热源部位的泡沫能及时破裂，另外，泡沫剂在反复高温加热后，会产生一定的惰性，影响其回收利用。ZL20062000483.7公开一种缝隙式消泡器，利用高速流体直接冲击泡沫将其冲击破碎，容易再次产生气泡，对于高粘度的泡沫，消泡效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中化学法加入消泡剂会使泡沫基液的发泡能力和稳定性急剧下降和物理法中对高粘度的泡沫，消泡效率低的缺陷，提供一种泡沫钻井机械消泡装置。
本实用新型由泡沫接收管、喷头、喷头本体、壳体、径向进气管、配气管、扩散管组成，喷头端部设计两个或两个以上的弧形沟槽，与泡沫接收管的挡板组成喷嘴，喷头与喷头本体通过螺纹联结，喷头本体焊接在壳体上，壳体加工有台阶，配气管通过螺栓固定在壳体台阶上；配气管、壳体、喷头本体组成右环形空腔；泡沫接收管通过螺纹与配气管联结，泡沫接收管、喷头、配气管组成左环形空腔；喷头本体内壁设计成圆锥形，扩散管焊接在喷头本体上，其扩散角与喷头本体内壁锥角一致，联结后形成光滑流道。
本实用新型利用气体附壁效应产生较高的真空度，使泡沫在负压作用下膨胀破裂，同时，利用高速气流与低速泡沫流体能量交换产生的剪切力，使泡沫剪切破碎，通过上述两种作用联合消泡，提高机械消泡效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中图1的A-A剖视图。
图中：1-泡沫接收管、2-喷头、3-喷头本体、4-壳体、5-径向进气管、6-配气管、7-扩散管、8-右环形空腔、9-左环形空腔、10-弧形沟槽。
具体实施方式
由图1所知，本实用新型主要由泡沫接收管1、喷头2、喷头本体3、壳体4、径向进气管5、配气管6、扩散管7组成，喷头2端部设计若干个弧形沟槽10，图2中设计了3个弧形沟槽10，与泡沫接收管1挡板组成喷嘴，圆弧可以为1/2圆弧，也可以为1/4圆弧；喷头2与喷头本体3通过螺纹联结，可根据需要更换喷头；喷头本体3通过焊接等方式固定在壳体4上，壳体4加工有台阶，配气管6通过螺栓等方式固定在壳体4台阶上，配气管6、壳体4、喷头本体3组成右环形空腔8；泡沫接收管1通过螺纹等方式与配气管6联结，泡沫接收管1、喷头2、配气管6组成左环形空腔9；喷头本体3内壁设计成圆锥形，与轴线夹角在0-15°之间；扩散管7通过焊接等方式与喷头本体3相连，其扩散角与喷头本体3内壁锥角一致，联结后形成光滑流道。
气体从径向进气管5进入后右环形空腔8，经过配气管6配气后进入左环形空腔9，然后通过喷头2高速喷出，喷出后的气流产生附壁效应，气流沿弧形沟槽10弧面流动，在泡沫接收管1及喷头2内产生真空区，泡沫从泡沫接收管1进入后，在负压作用下膨胀破裂。此外，由于气流具有较高的动能，当泡沫流体经过喷头2及喷头本体3时，泡沫流体与高速气流发生能量交换，产生剪切力，将泡沫剪切破碎，消泡后的泡沫基液流经喷头本体3和扩散管7时，压力逐渐恢复至常压，最后由扩散管7出口排出。

Claims (3)

1.一种泡沫钻井机械消泡装置，由泡沫接收管(1)、喷头(2)、喷头本体(3)、壳体(4)、径向进气管(5)、配气管(6)、扩散管(7)组成，其特征是：喷头(2)端部设计若干个弧形沟槽(10)，与泡沫接收管(1)的挡板组成喷嘴，喷头(2)与喷头本体(3)通过螺纹联结，喷头本体(3)焊接在壳体(4)上，壳体(4)加工有台阶，配气管(6)通过螺栓固定在壳体(4)台阶上；配气管(6)、壳体(4)、喷头本体(3)组成右环形空腔(8)；泡沫接收管(1)通过螺纹与配气管(6)联结，泡沫接收管(1)、喷头(2)、配气管(6)组成左环形空腔(9)；喷头本体(3)内壁设计成圆锥形，扩散管(7)焊接在喷头本体(3)上，其扩散角与喷头本体(3)内壁锥角一致，联结后形成光滑流道。
2.根据权利要求1所述泡沫钻井机械消泡装置，其特征是：弧形沟槽(10)设计为3个，圆弧可以为1/2圆弧，也可以为1/4圆弧。
3.根据权利要求1或2所述泡沫钻井机械消泡装置，其特征是：喷头本体(3)内壁与轴线夹角在0-15°之间。
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