CN2609653Y - 涡旋混浆装置 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋混浆装置涉及石油和建筑用搅拌设备，尤油气井用地面处理钻井液的装置，其解决快速、优质配制加重钻井液以成功防喷等技术问题；其由电动机(1)、砂泵(2)和涡旋混浆罐总成(I)、三通吸入管汇(II)和三通排出管汇(III)构成，吸入管汇(II)中一通(15)经滤清器(20)与砂泵(2)相通、二通(16)经阀(18)与罐(3)中心吸入管(4)相通、三通(17)经阀(19)与罐(3)底部吸入管(8)相通，排出管汇(III)中一通(21)与砂泵(2)相通、二通(22)经阀(24)与罐(3)喷射管(5)相通、三通(23)经阀(25)与排浆口相通；罐(3)内流体和固相在泵(2)泵送下，由于吸入嘴(9)的螺旋形均布和喷嘴(11、14)的圆截面切向喷射而得到快速、强力、均匀的涡旋混合，从而配制出优质的加重钻井液、水泥浆和压裂液以用于防喷、固井和压裂等。
Description
技术领域 本实用新型涉及石油和建筑用搅拌设备，特别是油气井用地面处理钻井液(俗称钻井泥浆)的涡旋式混浆装置。
背景技术 目前，我国各油田使用的钻井液搅拌装置均为叶片式，其配制钻井液时间长、耗费大量人力物力，尤其是在配制加重钻井液时，重晶石粉沉淀于池底，不利于回收，浪费了大量的重晶石粉；另外在防喷时，井队为加重钻井液而使用的大量重晶石粉也只有很少部分泵入井内，而且加重时间长，以及搅拌不均匀而直接影响压井效果和易发生卡钻事故。
发明内容 本实用新型的发明目的是针对现有叶片式钻井液搅拌器存在的技术质量问题，通过研究和解决理想的流体运动模式、分布不同直径喷嘴的规律、喷射速度和混浆速度及钻井液比重之间的关系等技术问题，设计和试验新颖、合理的结构、功能，从而提供一种新型的适合我国油气田和建筑业实用的涡旋混浆装置，即能快速、优质配制加重钻井液、水泥浆和压裂液以圆满满足石油油气井工程防喷、固井和压裂等生产需要的，亦能满足建筑工地对水泥浆的需求的理想设备。
本实用新型的发明目的是通过电动机拖动砂泵工作而提供混浆动力，通过研制涡旋混浆罐总成、砂泵吸入管总成和砂泵排出管总成，并将砂泵吸入管总成和砂泵排出管总成都与砂泵和涡旋混浆罐总成相连通的技术方案来实现的。具体的技术方案如下：
本实用新型的涡旋混浆罐总成由混浆罐、中心吸入管、喷射管和滤网构成；混浆罐为卧式圆筒形罐，其上方具有加料口，其一端底部具有弯管，弯管管口具有法兰盘；中心吸入管位于卧式圆筒形混浆罐的中心轴线上，其上具有沿螺旋线均布的若干吸入嘴，其开口端伸出混浆罐并与罐壳焊封且具有法兰盘，其封口端留在混浆罐内另一端；喷射管由多节不同直径的管相连接构成，其位于卧式圆筒形混浆罐的外下侧，其上均布一排穿过罐壳并焊封的喷射支管，每根喷射支管都装有喷嘴，喷嘴的喷射方向为混浆罐的圆截面边缘的切向方向；喷射管上还具有辅助喷射支管，其为多根相同的穿过罐壳并焊封的弯管，其在罐壳外的管段上装有阀门如球阀，其在罐壳内的管端装有喷嘴，喷嘴的喷射方向为混浆罐的圆截面边部的切向方向；滤网为矩形筛网。
本实用新型的砂泵吸入管总成为三通管汇结构，其一通与砂泵法兰连接，其二通通过阀门如蝶阀与混浆罐总成的中心吸入管法兰连接，其三通通过阀门如蝶阀与混浆罐总成的弯管法兰连接；砂泵吸入管总成的与砂泵相连的一通管汇上装有滤清器。
本实用新型的砂泵排出管总成为三通管汇结构，其一通与砂泵法兰连接，其二通通过阀门如蝶阀与混浆罐总成的喷射管法兰连接，其三通通过阀门如蝶阀与排浆口连接。
本实用新型中电动机拖动砂泵，砂泵通过中心吸入管及其吸入嘴从混浆罐中吸入流体，砂泵通过喷射管及其支管和辅助支管的喷嘴向混浆罐内喷射流体，从而实现混浆罐内的涡旋混浆。由于喷射管及其支管和辅助支管的合理布置，尤其是喷嘴的喷射方向为混浆罐的圆截面边缘和边部的切向方向，从而使混浆罐内流体在砂泵泵送下呈螺旋模式运动，这种运动方式使混浆罐内的流体和固相在罐的横截面内得到强烈搅拌；与此同时，由于中心吸入管及其吸入嘴的合理布置，尤其是吸入嘴在罐中心轴位置的螺旋均布，从而使混浆罐内流体在砂泵泵送下呈涡旋模式运动，这种运动方式使混浆罐内的流体和固相在罐的纵向也得到急剧混流；总之，能够使混浆罐内的流体和固相得到快速、强力、均匀的混合，从而实现快速、优质地配制加重钻井液、水泥浆和压裂液的目的。
附图说明 本实用新型采用了两个附图，即图1是本实用新型原理和结构俯视示意图，图2是本实用新型涡旋混浆罐横剖示图。
具体实施方式 本实用新型由电动机(1)、砂泵(2)、涡旋混浆罐总成(I)、砂泵吸入管总成(II)和砂泵排出管总成(III)构成。电动机(1)拖动砂泵(2)工作而提供混浆动力。涡旋混浆罐总成(I)由混浆罐(3)、中心吸入管(4)、喷射管(5)和滤网(6)构成；混浆罐(3)为卧式圆筒形罐，其上方具有加料口(7)，其一端底部具有弯管(8)，弯管(8)管口具有法兰盘；中心吸入管(4)位于卧式圆筒形混浆罐(3)的中心轴线上，其上具有沿螺旋线均布的若干吸入嘴(9)，其开口端伸出混浆罐(3)并与罐(3)壳焊封且具有法兰盘，其封口端留在混浆罐(3)内另一端；喷射管(5)由多节不同直径的管相连接构成，其位于卧式圆筒形混浆罐(3)的外下侧，其上均布一排穿过罐(3)壳并焊封的喷射支管(10)，每根喷射支管(10)都装有喷嘴(11)，喷嘴(11)的喷射方向为混浆罐(3)的圆截面边缘的切向方向，另在喷射管(5)上还具有辅助喷射支管(12)，其为多根相同的穿过罐(3)壳并焊封的弯管，其在罐(3)壳外的管段上装有阀门如球阀(13)，其在罐(3)壳内的管端装有喷嘴(14)，喷嘴(14)的喷射方向为混浆罐(3)的圆截面边部的切向方向；滤网(6)为矩形筛网。砂泵吸入管总成(II)为三通(15、16、17)管汇结构，其一通(15)与砂泵(2)法兰连接，其二通(16)通过中心吸入阀如蝶阀(18)与涡旋混浆罐总成(I)的中心吸入管(4)法兰连接，其三通(17)通过底部吸入阀如蝶阀(19)与涡旋混浆罐总成(I)的弯管(8)法兰连接，砂泵吸入管总成(II)的与砂泵(2)相连的一通(15)管汇上装有滤清器(20)。砂泵排出管总成(III)为三通(21、22、23)管汇结构，其一通(21)与砂泵(2)法兰连接，其二通(22)通过喷射阀如蝶阀(24)与涡旋混浆罐总成(I)的喷射管(5)法兰连接，其三通(23)通过外排阀如蝶阀(25)与排浆口法兰连接。
本实用新型可进行单罐混浆作业和连续混浆作业，其作业过程如下：启动砂泵(2)前应确保电动机(1)转向与砂泵(2)转向一致，在确定砂泵(2)能正常工作后启动砂泵(2)。在单罐混浆作业过程中，首先关闭装置上的所有蝶阀(18、19、24、25)，当混浆罐(3)内放入一定量的清水时，打开底部吸入阀(19)；启动电动机(1)前打开喷射阀(24)，再根据所配钻井液的性能要求，一边继续放水、一边投料、一边搅拌，待液面高度约为罐(3)高3/4以上即淹没了中心吸入管(4)以上后，再打开中心吸入阀(18)，同时关闭底部吸入阀(19)；当钻井液性能达到要求后，打开底部吸入阀(19)和外排阀(25)，同时关闭中心吸入阀(18)和喷射阀(24)，排出罐(3)内已混好的钻井液；停泵后须关闭外排阀(25)。在连续混浆作业过程中，在开始连续混浆前，液面高度必须淹没中心吸入管(4)以上才能开始运转；投料之前先将混浆罐(3)内钻井液搅拌均匀，然后再一边投料，一边配浆，一边排出；打开喷射阀(24)、中心吸入阀(18)和外排阀(25)，其中喷射阀(24)要全开，中心吸入阀(18)和外排阀(25)可调整开度，以达到罐(3)内钻井液翻动有力、最均匀搅拌和最佳排量为准。
Claims (10)
1.一种涡旋混浆装置，具有电动机(1)、砂泵(2)和混浆罐(3)，其特征在于具有涡旋混浆罐总成(I)、砂泵吸入管总成(II)和砂泵排出管总成(III)；吸入管总成(II)和排出管总成(III)都与砂泵(2)和混浆罐总成(I)相连通。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)由混浆罐(3)、中心吸入管(4)、喷射管(5)和滤网(6)构成。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)的混浆罐(3)为卧式圆筒形罐，其上方具有加料口(7)，其一端底部具有弯管(8)，弯管(8)管口具有法兰盘。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)的中心吸入管(4)位于卧式圆筒形混浆罐(3)的中心轴线上，其上具有沿螺旋线均布的若干吸入嘴(9)，其开口端伸出混浆罐(3)并与罐(3)壳焊封且具有法兰盘，其封口端留在混浆罐(3)内另一端。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)的喷射管(5)由多节不同直径的管相连接构成，其位于卧式圆筒形混浆罐(3)的外下侧，其上均布一排穿过罐(3)壳并焊封的喷射支管(10)，每根喷射支管(10)都装有喷嘴(11)，喷嘴(11)的喷射方向为混浆罐(3)的圆截面边缘的切向方向。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)的喷射管(5)上还具有辅助喷射支管(12)，其为多根相同的穿过罐(3)壳并焊封的弯管，其在罐(3)壳外的管段上装有阀门如球阀(13)，其在罐(3)壳内的管端装有喷嘴(14)，喷嘴(14)的喷射方向为混浆罐(3)的圆截面边部的切向方向。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于涡旋混浆罐总成(I)的滤网(6)为矩形筛网。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于砂泵吸入管总成(II)为三通管汇结构，其一通(15)与砂泵(2)法兰连接，其二通(16)通过中心吸入阀如蝶阀(18)与涡旋混浆罐总成(I)的中心吸入管(4)法兰连接，其三通(17)通过底部吸入阀如蝶阀(19)与涡旋混浆罐总成(I)的弯管(8)法兰连接。
9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于砂泵吸入管总成(II)的与砂泵(2)相连的一通(15)管汇上装有滤清器(20)。
10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于砂泵排出管总成(III)为三通(21、22、23)管汇结构，其一通(21)与砂泵(2)法兰连接，其二通(22)通过喷射阀如蝶阀(24)与涡旋混浆罐总成(I)的喷射管(5)法兰连接，其三通(23)通过外排阀如蝶阀(25)与排浆口法兰连接。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGHAN MECHANICAL INSTITUTE IN THE SCIENCE AND Free format text: FORMER OWNER: BEIJING KANGBUER PETROLEUM TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Effective date: 20050225 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20050225 Address after: 434000 Jingzhou city of Hubei Province, Shashi District, with Lake Road No. 12 Patentee after: Jianghan Machinery Inst., Sci. & Tech. Research Inst. China National Petroleum C Address before: Beijing City, Xicheng District, 100011 North Street six No. 5 Pu Kang Patentee before: BEIJING KEMBL PETROLEUM TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. |
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Owner name: CHINA PETROLEUM GROUP DRILLING ENGINEERING TECHNOL Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: JIANGHAN MECHANICAL INSTITUTE IN THE SCIENCE AND TECHNICAL INSTITUTE OF CHINA NA |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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Granted publication date: 20040407 Termination date: 20100410 |