CN203123868U

CN203123868U - 多用途流体混合装置

Info

Publication number: CN203123868U
Application number: CN 201320153267
Authority: CN
Inventors: 邹林兵; 江宇蓉; 陈美宝; 李骏; 李军能; 赵胜伟
Original assignee: Chongqing University of Science and Technology
Current assignee: Chongqing University of Science and Technology
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-03-29

Abstract

一种多用途流体混合装置，包括流体入口射流管、主混合腔体以及出口混合管，所述流体入口射流管与主混合腔体的入口端联通；所述出口混合管与主混合腔体的出口端联通。该多用途流体混合装置，可广泛应用于石油天然气开采、化工、制药、饮料、酿造等行业，具有流量大、混合时间短、无外加能耗混合、简单实用、可操作性强、占用体积小、便于维护等特点。

Description

多用途流体混合装置

技术领域

本实用新型涉及一种多用途流体混合装置，特别涉及一种流量大、混合时间短、可实现无外加能耗混合的流体快速混合装置。

背景技术

在石油开采、化工、制药、饮料、酿造等行业的工艺流程中，常需将多种（两种或三种）液体按照一定的比例混合在一起，进行密度调节或做相应的后续处理和加工。目前常用的混合方法有两种：一种是人工混合的方法，即按混合比大小将两种液体间断定量地灌入贮存容器中，然后进行搅拌混合。另一种是微机控制混合的方法，即将两种液体连续地灌入贮存容器中，用流量检测装置分别检测出二者流量的大小，并转化为电信号输送至计算机，计算机由此计算出二者的比值，并与所要求的混合比进行比较，然后将误差信号送至流量调节机构，适时地调节流量大小，使流量之比始终等于所要求的混合比。

第一种方法的优点是控制方法简单且较为精确，但是不能进行连续混合生产，一般用于少量物质的生产。第二种方法控制精确、可以实现连续生产，但是工艺较为复杂、设备成本高。同时，这两种方法均需要较大容量的贮存容器并且需要搅拌设备，设备体积大、运动设备和零件较多，易于损坏，不适用于快速、稳定混合调节、空间上有限制的场合。

比如在石油天然气钻井过程中，泥浆密度是非常重要的参数，是关乎钻井安全的关键因素之一。钻进时通过调节泥浆密度来平衡地层压力，以防止和处理井喷(涌)、井漏和井塌等事故。因此，在钻井过程中，快速获得需要的泥浆密度对达到平衡地层压力是非常重要的。而现有的泥浆密度调节方法一般是：配备需要密度的泥浆用于正常钻进，若需要改变泥浆密度用于平衡地层压力，大多采用在钻井液中添加增重剂等手段提高其浓度，进而增大它对钻孔壁的压力，调整液体的浓度以满足井中的环境要求。这种方法混合效率低、不易快速、稳定的获得需要的泥浆密度。近年来，海上资源的钻探已成为各国石油、天然气开发的热点。受平台空间和运输成本的限制，在海上钻井时使用的钻井液，一般采用动态混合调节的方法制备，即将配好的基浆(重钻井液)、海水以及添加剂按钻井要求随时混合，并准确调节钻井液密度。混合器要求简单可靠、无运动部件、控制方便，整个系统具有很高的可靠性。动态混合就是一种理想的方法，在需要混合的组分中，基浆是一种高粘度、高密度的非牛顿流体，混合难度大，而且混合过程短，混合效率要求高。混合后钻井液直接进入作业系统，故要求混合均匀，不得在作业过程中出现分层、混合不均匀等现象。

截至目前为止，国内还没有应用到钻井作业中的泥浆密度实时调节装置，国外的MISWACO公司研制有类似装置，但都属于技术秘密，应用成本较高，用于海上钻井的技术服务，而且全部由国外公司技术人员进行安装、操作。中海油开展了“863”科研项目“深水表层钻井关键技术及装备研究”，其中了子课题“泥浆密度动态调节装置”的研究，设备的控制精度高、泥浆混合效果好，但是设备较大、工艺复杂、成本太高，不利于装置的推广应用。

因此，迫切需要一种适用于石油天然气、化工、制药、饮料、酿造等行业的流体混合装置，特别是需要具有无外加能耗混合、简单实用、可操作性强、占用体积小、便于维护等特点的流体混合装置。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺点，本实用新型的目的是提供一种多用途流体混合装置，可广泛应用于石油天然气开采、化工、制药、饮料、酿造等行业，具有流量大、混合时间短、无外加能耗混合、简单实用、可操作性强、占用体积小、便于维护等特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种多用途流体混合装置，包括流体入口射流管、主混合腔体以及出口混合管，所述流体入口射流管与主混合腔体的入口端联通；所述出口混合管主混合腔体的出口端联通。

优选的，所述主混合腔体设置有三个入口端，相应的，流体入口射流管为三根，分别与主混合腔体的入口端联通。

优选的，所述流体入口射流管由DN₁90变径到DN₂150，且与主混合腔体的入口端相联通的一端为DN₂150。以使流体流速减慢，延长混合时间。

优选的，在所述流体入口射流管的DN₂150一段内设置有射流元件。以控制流体流动状态，以增强混合效果。

优选的，所述主混合腔体的入口端Ⅰ和入口端Ⅲ的轴线之间的夹角α为90°。以形成射流冲击，增强混合效果。

优选的，所述主混合腔体的混合部为DN₃200；与流体入口射流管连通的入口端和与出口混合管连通的出口端为DN₄150。

优选的，所述出口混合管由直管Ⅰ和直管Ⅱ连接而成，在该出口混合管内设置有挡板。可以进一步提高混合效果。

优选的，所述挡板为挡板Ⅰ和挡板Ⅱ，挡板Ⅰ设置在直管Ⅰ与主混合腔体的出口端的连接处；挡板Ⅱ设置在直管Ⅰ和直管Ⅱ的连接处。

优选的，所述直管Ⅰ和直管Ⅱ为DN₅150。

优选的，所述挡板由两块圆弧形的板体对称设置在出口混合管的内壁而形成。

优选的，所述挡板的四块板体呈“十”字形对称设置在出口混合管内壁的四个方向上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的多用途流体混合装置，具有流量大、混合时间短、无外加能耗混合、简单实用、可操作性强、占用体积小、便于维护等特点，可广泛应用于石油天然气开采、化工、制药、饮料、酿造等行业。

附图说明

图1为本实用新型的装配结构示意图；

图2为图1中A-A方向视图；

图3为图1中B-B方向视图。

附图标记

1-流体入口射流管；101-流体入口射流管Ⅰ；102-流体入口射流管Ⅱ；103-流体入口射流管Ⅲ；2-主混合腔体；201-入口端Ⅰ；202-入口端Ⅱ；203-入口端Ⅲ；204-混合部；205-出口端；3-出口混合管；301-直管Ⅰ；302-直管Ⅱ；303-挡板Ⅰ；304-挡板Ⅱ；4-射流元件；5-板体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型的多用途流体混合装置，包括流体入口射流管1、主混合腔体2以及出口混合管3，所述流体入口射流管1与主混合腔体2的入口端联通；所述出口混合管3与主混合腔体2的出口端205联通。

如图1所示，在本实施例中，所述主混合腔体2设置有三个入口端，分别为入口端Ⅰ201、入口端Ⅱ202以及入口端Ⅲ203；相应的，所述流体入口射流管1为三根，分别为流体入口射流管Ⅰ101、流体入口射流管Ⅱ102和流体入口射流管Ⅲ103；三根流体入口射流管分别与主混合腔体2的三个入口端相联通。显而易见，可以根据所需混合液体的种类设置相应数量的流体入口射流管和主混合腔体入口端。

如图1所示，在本实施例中，所述流体入口射流管1由DN₁90变径到DN₂150，且与主混合腔体2的入口端相联通的一端为DN₂150，该结构可以在混合液体时，使流入主混合腔体2的流体的流速减慢，从而可以延长混合时间。

如图1所示，在本实施例中，在所述流体入口射流管1的DN₂150一段内设置有射流元件4。可以控制流体流动状态，以增强混合效果。

如图1所示，在本实施例中，优选的，主混合腔体2的入口端Ⅰ201和入口端Ⅲ203的轴线之间的夹角α为90°，以形成射流冲击，增强混合效果。

如图1所示，在本实施例中，所述主混合腔体2的混合部204为DN₃200；主混合腔体2与流体入口射流管1连通的入口端和与出口混合管3连通的出口端205为DN₄150。

所述出口混合管3由直管Ⅰ301和直管Ⅱ302连接而成，优选的，直管Ⅰ301和直管Ⅱ302为DN₅150。为了避免由于液体流量大、混合时间短，在主混合腔体2的混合效果不能满足要求的情况，在所述出口混合管3内还设置有挡板。

如图1所示，所述挡板为挡板Ⅰ303和挡板Ⅱ304，优选挡板Ⅰ303设置在直管301与主混合腔体2的出口端205的连接处；挡板Ⅱ304设置在直管Ⅰ301和直管Ⅱ302的连接处。

如图2和图3所示，所述挡板由两块圆弧形的板体5对称设置在出口混合管3的内壁而形成。优选的，挡板Ⅰ303和挡板Ⅱ304的四块板体5呈“十”字形对称设置在出口混合管3内壁的四个方向上。该结构可以进一步增强混合效果。

当需要混合的液体从三根流体入口射流管1流入后，随着流体入口射流管1的管径逐渐变大，液体的流速也逐渐变慢，然后通过主混合腔体2的入口端进入到主混合腔体2的混合部204内，并在混合部204内进行混合。混合后的液体流向主混合腔体2的出口端205，在流动的过程中进一步混合，然后通过出口端205流入出口混合管3内。在混合液体进入出口混合管3时，需要依次通过设置在出口混合管3内的挡板Ⅰ303和挡板Ⅱ304，在这个过程中，板体5的特殊结构，使液体进一步混合，到达混合要求，最后从出口混合管3内流出。

如上所述，本实用新型的多用途流体混合装置，具有流量大、混合时间短、无外加能耗混合、简单实用、可操作性强、占用体积小、便于维护等特点，可广泛应用于石油天然气开采、化工、制药、饮料、酿造等行业。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种多用途流体混合装置，其特征在于：包括流体入口射流管（1）、主混合腔体（2）以及出口混合管（3），所述流体入口射流管（1）与主混合腔体（2）的入口端联通；所述出口混合管（3）与主混合腔体（2）的出口端（205）联通。

2.根据权利要求1所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述主混合腔体（2）设置有三个入口端，相应的，流体入口射流管（1）为三根，分别与主混合腔体（2）的入口端联通。

3.根据权利要求1或2所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述流体入口射流管（1）由DN₁90变径到DN₂150，且与主混合腔体（2）的入口端相联通的一端为DN₂150。

4.根据权利要求3所述的多用途流体混合装置，其特征在于：在所述流体入口射流管（1）的DN₂150一段内设置有射流元件（4）。

5.根据权利要求2所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述主混合腔体（2）的入口端Ⅰ（201）和入口端Ⅲ（203）的轴线之间的夹角α为90°。

6.根据权利要求1或5所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述主混合腔体（2）的混合部（204）为DN₃200；与流体入口射流管（1）连通的入口端和与出口混合管（3）连通的出口端（205）为DN₄150。

7.根据权利要求1所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述出口混合管（3）由直管Ⅰ（301）和直管Ⅱ（302）连接而成，在该出口混合管（3）内设置有挡板。

8.根据权利要求7所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述挡板为挡板Ⅰ（303）和挡板Ⅱ（304），挡板Ⅰ（303）设置在直管Ⅰ（301）与主混合腔体（2）的出口端（205）的连接处；挡板Ⅱ（304）设置在直管Ⅰ（301）和直管Ⅱ（302）的连接处。

9.根据权利要求7或8所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述直管Ⅰ（301）和直管Ⅱ（302）为DN₅150。

10.根据权利要求7或8所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述挡板由两块圆弧形的板体（5）对称设置在出口混合管（3）的内壁而形成。

11.根据权利要求10所述的多用途流体混合装置，其特征在于：所述挡板的四块板体（5）呈“十”字形对称设置在出口混合管（3）内壁的四个方向上。