CN202478835U - 旋流式凝胶泡沫发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流式凝胶泡沫发生器，其包括：左端盖，其上开设有进液口和进气口；螺旋腔体，其一端与所述左端盖相连，所述螺旋腔体的内周壁上设有内螺纹段，所述螺旋腔体内穿设有螺旋杆，所述螺旋杆上设有外螺纹段，所述外螺纹段的旋向与所述内螺纹段的旋向相反，所述螺旋杆与所述螺旋腔体之间形成有环形流道，所述环形流道与所述进液口、所述进气口相连通；右端盖，其与所述螺旋腔体的另一端相连，所述右端盖上开设有出流口，所述出流口与所述环形流道相连通。本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，能够使凝胶起泡溶液与气体充分混合、碰撞和挤压，具有形成凝胶泡沫的平均尺寸小、尺寸分布均匀和混合效率高的优点，并且起泡效率较高。

Description

旋流式凝胶泡沫发生器

技术领域

本实用新型有关于一种泡沫发生器，特别有关于一种在油田生产过程中，对油水井进行调剖作业时应用的旋流式凝胶泡沫发生器。

背景技术

泡沫作业技术是针对低压油气区勘探开发特点全面发展起来的一门综合性工业技术，其包括泡沫钻井、泡沫洗井、泡沫冲砂、泡沫水泥固井、泡沫压裂酸化、泡沫试油和泡沫调剖堵水等。在油田生产过程中，常采用调剖工艺改善油水井动用不均的矛盾，调剖工艺是使堵剂凝固或膨胀后，降低高渗层的渗透率，提高注入水在低渗层的驱油作用。其中，堵剂中的泡沫凝胶调剖剂，因具有单位处理体积价格低、地层残留伤害小、调堵能力强等优点，而被现场广泛应用。在泡沫凝胶调堵的现场应用过程中，需要使用泡沫发生器使泡沫凝胶调剖剂产生泡沫。

目前，国内外普遍应用的泡沫发生器有搅拌式泡沫发生器、涡轮式泡沫发生器、螺旋式泡沫发生器、孔隙式泡沫发生器、同心管式泡沫发生器和挡板式泡沫发生器等。但是，上述搅拌式泡沫发生器、螺旋式泡沫发生器、孔隙式泡沫发生器、同心管式泡沫发生器和挡板式泡沫发生器，对凝胶起泡溶液的剪切作用过大，易使凝胶起泡溶液中的聚合物产生剪切破坏，而导致凝胶起泡溶液不易与气体混合产生气泡，因此，不宜用作对油水井进行调剖作业的凝胶泡沫发生器来使用。

涡轮式泡沫发生器与其他泡沫发生器不同，其主要采用的是类似涡轮钻具中的定子与转子的结构，其在转子的内周壁以及定子的外周壁上分别设有旋向相同的螺纹段，这样当凝胶起泡溶液流经定子与转子之间的流道时，流道的面积、形状及方向的变化，可增加气体与凝胶起泡溶液的混合、碰撞和挤压的机会，进而形成凝胶泡沫，但是该涡轮式泡沫发生器，其涡轮组件的制造，尤其是旋向相同的定子与转子之间的流道的设计加工相对复杂，制造成本相对较高，而且凝胶泡沫溶液流过该流道后的起泡效率一般低于80％，起泡效率不高。

因此，有必要提供一种新型的泡沫发生器，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋流式凝胶泡沫发生器，能够使凝胶起泡溶液与气体充分混合、碰撞和挤压，具有形成凝胶泡沫的平均尺寸小、尺寸分布均匀和混合效率高的优点，并且起泡效率较高。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种旋流式凝胶泡沫发生器，所述旋流式凝胶泡沫发生器包括：

左端盖，其上开设有进液口和进气口；

螺旋腔体，其一端与所述左端盖相连，所述螺旋腔体的内周壁上设有内螺纹段，所述螺旋腔体内穿设有螺旋杆，所述螺旋杆上设有外螺纹段，所述外螺纹段的旋向与所述内螺纹段的旋向相反，所述螺旋杆与所述螺旋腔体之间形成有环形流道，所述环形流道与所述进液口、所述进气口相连通；

右端盖，其与所述螺旋腔体的另一端相连，所述右端盖上开设有出流口，所述出流口与所述环形流道相连通。

在优选的实施方式中，所述螺旋腔体包括相连接的柱段螺旋腔体和锥段螺旋腔体，所述柱段螺旋腔体与所述左端盖相连，所述锥段螺旋腔体与所述右端盖相连。

在优选的实施方式中，所述螺旋杆具有一体成型的柱段螺旋杆和锥段螺旋杆，所述柱段螺旋杆位于所述柱段螺旋腔体内，所述锥段螺旋杆位于所述锥段螺旋腔体内。

在优选的实施方式中，所述螺旋腔体与所述左端盖相连接的一端设有左卡扣槽，所述右端盖与所述螺旋腔体相连接的一端设有右卡扣槽，所述左卡扣槽内设有左挡圈，所述右卡扣槽内设有右挡圈，所述螺旋杆的两端分别通过所述左挡圈和所述右挡圈卡设在所述螺旋腔体内。

在优选的实施方式中，所述右挡圈包括外圈和设置的所述外圈内的内圈，所述外圈与所述内圈之间通过多个连接筋连接在一起，所述螺旋杆与所述右端盖相对的一端设有凸柱，所述凸柱穿设在所述内圈中，所述外圈容设在所述右卡扣槽中。

在优选的实施方式中，所述左挡圈包括外圈和设置在所述外圈内的丝堵，所述外圈与所述丝堵之间通过多个连接筋连接在一起，所述螺旋杆与所述左端盖相对的一端轴向向内开设有中空槽，所述丝堵密封设置在所述中空槽的开口端，所述外圈容设在所述左卡扣槽内。

在优选的实施方式中，所述左端盖与所述螺旋腔体相连的一端径向向外设有左连接法兰，所述右端盖与所述螺旋腔体向连的一端径向向外设有右连接法兰，所述螺旋腔体的两端分别径向向外设有第一连接法兰和第二连接法兰，所述左端盖与所述螺旋腔体通过所述左连接法兰与所述第一连接法兰而连接在一起，所述右端盖与所述螺旋腔体通过所述右连接法兰和所述第二连接法兰而连接在一起。

在优选的实施方式中，所述柱段螺旋腔体与所述锥段螺旋腔体相连接的一端径向向外设有第三连接法兰，所述锥段螺旋腔体与所述柱段螺旋腔体相连接的一端径向向外设有第四连接法兰，所述柱段螺旋腔体与所述锥段螺旋腔体之间通过所述第三连接法兰与所述第四连接法兰连接在一起。

在优选的实施方式中，所述左端盖的下端连接有左支架，所述右端盖的下端连接有右支架。

本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器的特点及优点是：

一、本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，由左端盖的进液口与进气口分别通入的凝胶起泡溶液和气体，在自身流动动力的作用下，可扩张进入螺旋腔体与螺旋杆之间的环形流道中，因螺旋腔体内周壁的内螺纹段与位于螺旋腔体内的螺旋杆的外螺纹段旋向相反，凝胶起泡溶液和气体在旋向相反的内螺纹段和外螺纹段的作用下旋流混合，进而产生凝胶泡沫，产生的凝胶泡沫由右端盖的出流口流出。该旋流式凝胶泡沫发生器，由于旋向相反的内螺纹段与外螺纹段的作用，凝胶起泡溶液与气体可充分混合、碰撞和挤压，其混合后形成的凝胶泡沫平均尺寸小、尺寸分布均匀，且混合、起泡效率较高，起泡效率可达85％～90％。

二、本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，螺旋腔体由柱段螺旋腔体和锥段螺旋腔体连接组成，螺旋杆由柱段螺旋杆与锥段螺旋杆一体成型，在柱段螺旋腔体与柱段螺旋杆之间的环形流道面积较大，因此凝胶起泡溶液与气体的接触面积相对较大，进而可提高凝胶起泡溶液与气体的混合效率；另外，锥段螺旋腔体与锥段螺旋杆之间的环形流道的面积沿着凝胶起泡溶液与气体的流动方向不断变小，通过环形流道的结构变化，可进一步增加凝胶起泡溶液与气体的接触与混合，进一步提高起泡效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器的侧视图。

图2为本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器的俯视剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，本实用新型提供一种旋流式凝胶泡沫发生器，其包括左端盖1、螺旋腔体2和右端盖3。其中：左端盖1上开设有进液口11和进气口12；螺旋腔体2的一端与所述左端盖1相连，所述螺旋腔体2的内周壁上设有内螺纹段，所述螺旋腔体2内穿设有螺旋杆4，所述螺旋杆4上设有外螺纹段，所述外螺纹段的旋向与所述内螺纹段的旋向相反，所述螺旋杆4与所述螺旋腔体2之间形成有环形流道21，所述环形流道21与所述进液口11、所述进气口12相连通；右端盖3与所述螺旋腔体2的另一端相连，所述右端盖3上开设有出流口31，所述出流口31与所述环形流道21相连通。

具体是，左端盖1大体呈圆锥体形，其内部中空，于左端盖1的锥体锥角处开设有进液口11，进气口12开设在左端盖1的锥体侧壁上，进液口11、进气口12分别与左端盖1的内部相通。在本实施方式中，左端盖1与螺旋腔体2相连的一端径向向外设有左连接法兰13。

螺旋腔体2大体呈圆柱筒状，其中部设有轴向贯通的通孔，螺旋腔体2的内周壁设有内螺纹段；螺旋杆4穿设在螺旋腔体2的通孔中，螺旋杆4上设有与螺旋腔体2内周壁的内螺纹段旋向相反的外螺纹段，螺旋杆4与螺旋腔体2之间形成的环形空间即为环形流道21。在本实施方式中，所述螺旋腔体2的两端分别径向向外设有第一连接法兰22和第二连接法兰23，左端盖1与螺旋腔体2之间可通过左连接法兰13与第一连接法兰22对扣并通过多个连接螺钉穿设在左连接法兰13与第一连接法兰22之间而固定连接在一起。

右端盖3大体呈圆柱筒形，自螺旋腔体2与螺旋杆4之间的环形流道21流出的凝胶泡沫可自右端盖3的出流口31流出。在本实施方式中，所述右端盖3与所述螺旋腔体2相连的一端径向向外设有右连接法兰32，右端盖3与螺旋腔体2之间可通过右连接法兰32与第二连接法兰23对扣并通过多个连接螺钉穿设在右连接法兰32与第二连接法兰23之间而固定连接在一起。

本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，在使用时，将左端盖1的进液口11与注入凝胶起泡溶液的高压泵车管线相连，凝胶起泡溶液从进液口11流入左端盖1内；左端盖1的进气口12与气体注入设备相连，在本实用新型中，向进气口12注入的气体为氮气。由左端盖1的进液口11与进气口12分别注入的凝胶起泡溶液和气体，在自身流动动力的作用下，扩张进入螺旋腔体2与螺旋杆4之间的环形流道21中，因螺旋腔体2内周壁的内螺纹段与螺旋杆4的外螺纹段旋向相反，凝胶起泡溶液和气体的混合体在螺旋杆4的外表面的旋流方向与该混合体在螺旋腔体2的内表面的旋流方向相反，也即，在环形流道21中，存在两股旋向相反的旋流，凝胶起泡溶液和气体的混合体在旋向相反的内螺纹段和外螺纹段的作用下旋流混合，进而产生凝胶泡沫，产生的凝胶泡沫由右端盖3的出流口31流出。该旋流式凝胶泡沫发生器，由于旋向相反的内螺纹段与外螺纹段的作用，凝胶起泡溶液与气体可充分混合、碰撞和挤压，使其混合后更易形成凝胶泡沫，并且凝胶起泡溶液与气体混合后形成的凝胶泡沫平均尺寸小、尺寸分布均匀，且混合、起泡效率较高，起泡效率可达85％～90％。

根据本实用新型的一个实施方式，所述螺旋腔体2包括相连接的柱段螺旋腔体24和锥段螺旋腔体25，所述柱段螺旋腔体24与所述左端盖1相连，所述锥段螺旋腔体25与所述右端盖3相连。

具体是，柱段螺旋腔体24与锥段螺旋腔体25相连接的一端分别径向向外设有第三连接法兰26和第四连接法兰27，柱段螺旋腔体24与锥段螺旋腔体25之间可通过第三连接法兰26与第四连接法兰27对扣并通过多个连接螺钉穿设在第三连接法兰26与第四连接法兰27之间而固定连接在一起。

进一步的，所述螺旋杆4具有一体成型的柱段螺旋杆43和锥段螺旋杆44，所述柱段螺旋杆43位于所述柱段螺旋腔体24内，所述锥段螺旋杆44位于所述锥段螺旋腔体25内。柱段螺旋腔体24与柱段螺旋杆43之间形成的环形空间、以及锥段螺旋腔体25与锥段螺旋杆44之间形成的环形空间即为环形流道21。

本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，其螺旋腔体2采用柱段螺旋腔体24与锥段螺旋腔体25相结合的结构，由于柱段螺旋腔体24与柱段螺旋杆43之间的环形空间面积较大，因此，可使首先流入该环形空间的凝胶起泡溶液与气体充分混合、碰撞和挤压，然后再使凝胶起泡溶液与气体的混合体流入锥段螺旋腔体25与锥段螺旋杆44之间的环形空间内进一步混合，因锥段螺旋腔体25与锥段螺旋杆44之间的环形空间的面积沿着凝胶起泡溶液与气体的混合体的流动方向逐渐变小，经初步混合的凝胶起泡溶液与气体的混合体在锥段螺旋腔体25与锥段螺旋杆44之间的环形空间内将进一步接触混合，以进一步提高起泡效率。

根据本实用新型的一个实施方式，所述螺旋腔体2与所述左端盖1相连接的一端设有左卡扣槽28，所述右端盖3与所述螺旋腔体2相连接的一端设有右卡扣槽29，所述左卡扣槽28内设有左挡圈7，所述右卡扣槽29内设有右挡圈8，所述螺旋杆2的两端分别通过所述左挡圈7和所述右挡圈8卡设在所述螺旋腔体2内。

具体是，左卡扣槽28开设在螺旋腔体2的柱段螺旋腔体24一端的内侧壁上，右卡扣槽29开设在右端盖3与螺旋腔体2的锥段螺旋腔体25相连接一端的内侧壁上。

左挡圈7包括外圈71和设置在所述外圈71内的丝堵72，所述外圈71与所述丝堵72之间通过多个连接筋73连接在一起，所述螺旋杆4与所述左端盖1相对的一端轴向向内开设有中空槽41，所述丝堵72密封设置在所述中空槽41的开口端，所述外圈71容设在所述左卡扣槽28内。左挡圈7的外圈71与丝堵72之间形成有环形通道74，该环形通道74恰好与环形流道21相对；螺旋杆4的中空槽41从柱段螺旋杆43一直延伸至锥段螺旋杆44，中空槽41的设置可相对减轻螺旋杆4的重量；丝堵72用于封堵中空槽41的开口端，以防止自左端盖1的进液口11、进气口12流入的凝胶起泡溶液和气体流进中空槽41中，同时，其也起到轴向固定螺旋杆4的作用。

右挡圈8包括外圈81和设置的所述外圈81内的内圈82，所述外圈81与所述内圈82之间通过多个连接筋83连接在一起，所述螺旋杆4与所述右端盖3相对的一端设有凸柱441，所述凸柱441穿设在所述内圈82中，所述外圈81容设在所述右卡扣槽29中。右挡圈8的外圈81与内圈82之间形成有环形通道84，该环形通道84恰好与环形流道21相对。

本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器，左挡圈7与右挡圈8用于将螺旋杆4悬设固定在螺旋腔体2中，以使螺旋杆4与螺旋腔体2之间形成环形流道21。当向左端盖1的进液口11和进气口12分别灌注凝胶起泡溶液与氮气时，凝胶起泡溶液与氮气可自左挡圈7的外圈71与丝堵72之间的环形通道74流入螺旋腔体2与螺旋体4之间的环形流道21中，在螺旋腔体2的内螺旋段与螺旋体4的外螺旋段的作用下，凝胶起泡溶液与氮气充分碰撞混合后形成为凝胶泡沫，该凝胶泡沫沿右挡圈8的外圈81与内圈82之间的环形通道84流入右端盖3，进而从右端盖3的出流口31流出旋流式凝胶泡沫发生器。

根据本实用新型的一个实施方式，所述左端盖1的下端连接有左支架5，所述右端盖3的下端连接有右支架6。左支架5和右支架6可将本实用新型的旋流式凝胶泡沫发生器支撑起来，方便操作。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (9)

1.一种旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述旋流式凝胶泡沫发生器包括：

左端盖，其上开设有进液口和进气口；

螺旋腔体，其一端与所述左端盖相连，所述螺旋腔体的内周壁上设有内螺纹段，所述螺旋腔体内穿设有螺旋杆，所述螺旋杆上设有外螺纹段，所述外螺纹段的旋向与所述内螺纹段的旋向相反，所述螺旋杆与所述螺旋腔体之间形成有环形流道，所述环形流道与所述进液口、所述进气口相连通；

右端盖，其与所述螺旋腔体的另一端相连，所述右端盖上开设有出流口，所述出流口与所述环形流道相连通。

2.如权利要求1所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述螺旋腔体包括相连接的柱段螺旋腔体和锥段螺旋腔体，所述柱段螺旋腔体与所述左端盖相连，所述锥段螺旋腔体与所述右端盖相连。

3.如权利要求2所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述螺旋杆具有一体成型的柱段螺旋杆和锥段螺旋杆，所述柱段螺旋杆位于所述柱段螺旋腔体内，所述锥段螺旋杆位于所述锥段螺旋腔体内。

4.如权利要求1所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述螺旋腔体与所述左端盖相连接的一端设有左卡扣槽，所述右端盖与所述螺旋腔体相连接的一端设有右卡扣槽，所述左卡扣槽内设有左挡圈，所述右卡扣槽内设有右挡圈，所述螺旋杆的两端分别通过所述左挡圈和所述右挡圈卡设在所述螺旋腔体内。

5.如权利要求4所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述右挡圈包括外圈和设置的所述外圈内的内圈，所述外圈与所述内圈之间通过多个连接筋连接在一起，所述螺旋杆与所述右端盖相对的一端设有凸柱，所述凸柱穿设在所述内圈中，所述外圈容设在所述右卡扣槽中。

6.如权利要求4所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述左挡圈包括外圈和设置在所述外圈内的丝堵，所述外圈与所述丝堵之间通过多个连接筋连接在一起，所述螺旋杆与所述左端盖相对的一端轴向向内开设有中空槽，所述丝堵密封设置在所述中空槽的开口端，所述外圈容设在所述左卡扣槽内。

7.如权利要求1所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述左端盖与所述螺旋腔体相连的一端径向向外设有左连接法兰，所述右端盖与所述螺旋腔体向连的一端径向向外设有右连接法兰，所述螺旋腔体的两端分别径向向外设有第一连接法兰和第二连接法兰，所述左端盖与所述螺旋腔体通过所述左连接法兰与所述第一连接法兰而连接在一起，所述右端盖与所述螺旋腔体通过所述右连接法兰和所述第二连接法兰而连接在一起。

8.如权利要求2所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述柱段螺旋腔体与所述锥段螺旋腔体相连接的一端径向向外设有第三连接法兰，所述锥段螺旋腔体与所述柱段螺旋腔体相连接的一端径向向外设有第四连接法兰，所述柱段螺旋腔体与所述锥段螺旋腔体之间通过所述第三连接法兰与所述第四连接法兰连接在一起。

9.如权利要求1所述的旋流式凝胶泡沫发生器，其特征在于，所述左端盖的下端连接有左支架，所述右端盖的下端连接有右支架。

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