CN2667150Y

CN2667150Y - 多相流旋翼混合器

Info

Publication number: CN2667150Y
Application number: CN 200320129743
Authority: CN
Inventors: 王艳平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2004-12-29
Anticipated expiration: 2013-12-23

Abstract

本实用新型属于石油钻井设备领域，涉及一种应用于井下管柱的多相流旋翼混合器。包括刚性主体、导流旋翼，刚性主体上设置有若干个扰流通孔，其刚性主体外壁上固联有若干个挠性旋翼板，挠性旋翼板上固联有导流旋翼；有效地减少钻具阻力，提高钻速和中靶率。清洁井壁，均匀水泥浆，保证水泥固化质量，防止油层污染。本实用新型广泛应用于石油工程钻具管柱和完井固井管柱的旋流器、混合器、悬浮管串、柔性动态扶正器和扰流扶正器等。

Description

多相流旋翼混合器

技术领域

本实用新型属于石油钻井设备领域，涉及一种应用于井下管柱的多相流旋翼混合器。

背景技术

传统的石油钻井用旋流器是连入管柱的开孔套管短节，工程中用以解决井筒内的泥浆生成“泥饼”和“大肚子”井段固井质量；对高难井段存在着边界层泥饼效应，悬浮液多相流体水泥浆不均匀，水泥固化段壁厚不匀，裸眼表面与水泥柱夹杂质产生渗漏污染油层等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁井壁，均匀水泥浆，保证水泥固化质量，防止油层污染的多相流旋翼混合器。

本实用新型采用的技术方案：一种多相流旋翼混合器，包括刚性主体、导流旋翼，刚性主体上设置有若干个扰流通孔，刚性主体外壁上固联有若干个挠性旋翼板，挠性旋翼板上固联有导流旋翼。挠性旋翼板呈螺旋状排列，其上设置有矩型齿槽，两端部设置有顶固螺丝。扰流通孔沿导流旋翼、挠性旋翼板的螺旋通道呈规则或不规则分布。导流旋翼为2至8头向左旋向或向右旋向的收敛型或发散型，螺旋升角α为12.5-72.5°，导流旋翼嵌接或铆接在矩型齿槽内。刚性主体为一金属合金筒体，呈圆柱体或椭圆体。导流旋翼材质为高分子弹性橡胶。

本实用新型所具有的积极有益效果：

1.采用刚性主体和挠性旋翼板组合结构，提供一种安装型的多相气、液流体环境，在气、液混相输送、置换顶替工艺中，本旋流混合器静态不转，多相流体通过本实用新型产生螺旋动态均匀混相，调节流体质点在过程中时间和速度的分布集中度，清理洁净环空、内外壁边界层效应产生的颗粒沉积结圬，减小流阻，稳定输送，提高混合、顶替效率；

2.采用由大到小的变升角的收敛型旋翼结构，实现多相悬浮液的动态均匀混合，采用由小到大变升角的发散型旋翼结构，在多相流体，特别是多相悬浮液流体中，使大颗粒悬浮物旋流后沉降分离，达到动态分离的效果；

3.安装于直井、水平井固井管柱的泥岩、砂岩层易生成“泥饼”和“大肚子”井段上、中、下位置的管柱和裸眼环空中，可清洁井壁，均匀水泥浆，降低化学添加剂，保证水泥固化质量，防止油层污染，提高“大肚子”井眼和油层封固质量；

4.安装于水平井段的钻具上，在水平钻进中实现对钻具动态扶正，随钻混匀并导出钻屑，防止其重力沉降；清洁裸眼壁，降低对钻井液、泥浆剪切粘度苛刻要求，有效地减少钻具阻力，提高钻速和中靶率；

5.对高难井段存在的边界层泥饼效应，悬浮液多相流体水泥浆不均匀，水泥凝固段壁厚不匀，裸眼表面与水泥柱夹杂质渗漏得到解决，电测质量合格率提高到98％，起到有效清洁、高效旋混、动态扶正作用；

6.用于化工装置多相流体输送管道中安装，实现了“宏观层流，局部湍流，动态混合”，有效地提高输送质量，减少检修和故障次数；

本实用新型适用于化工、石油钻井、海水及水源净化、污水处理等领域。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图的主视图；

图2为本实用新型结构示意图的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例对本实用新型作进一步说明：

参阅图1、图2所示，一种多相流旋翼混合器，主要包括刚性主体1、扰流通孔2、导流旋翼3、顶固螺丝4、挠性旋翼板5，其刚性主体1为一金属合金筒体，呈圆柱体或椭圆体，其外壁上焊接有呈螺旋状排列的若干个挠性旋翼板5，挠性旋翼板5上设置有规则或不规则排列的矩型齿槽501，高分子材质的弹性橡胶导流旋翼3嵌接在矩型齿槽501内或通过铆钉铆接；刚性主体1上设置有若干个扰流通孔2，沿导流旋翼3、挠性旋翼板5的螺旋通道呈规则或不规则分布；挠性旋翼板5两端部设置有顶固螺丝4，穿过刚性主体1筒壁。

所述的导流旋翼3为2至8头向左旋向或向右旋向的收敛型或发散型，其螺旋升角α变化范围为12.5-72.5°，改变螺旋头数和升角，即升角由小变大，旋翼实现发散，反之，升角由大变小，旋翼实现收敛，以适应不同的工况条件。

本实用新型可根据不同介质及温度、速度、压力等工况条件制作不同材质的系列化产品；广泛适用于石油工程钻具管柱和完井固井管柱的旋流器、混合器、悬浮管串、柔性动态扶正器和扰流扶正器等。

本实用新型的工作原理：将刚性主体1套在管柱上，拧紧顶固螺丝4，将其下至“大肚子”井眼底部或油层底部位置，当下入指定位置，其上的螺旋形橡胶翼与井筒内壁紧密贴合，形成几道螺旋通道，水泥浆或泥浆在通过螺旋通道时产生旋流作用，从而使水泥浆或泥浆液柱在环形空间旋转起来，改变了水泥浆或泥浆的流型、流态，提高了顶替效率，是提高“大肚子”井眼和油层封固质量的可靠保障。

Claims

1.一种多相流旋翼混合器，包括刚性主体、导流旋翼，刚性主体上设置有若干个扰流通孔，其特征在于刚性主体(1)外壁上固联有若干个挠性旋翼板(5)，挠性旋翼板(5)上固联有导流旋翼(3)。

2.根据权利要求1所述的多相流旋翼混合器，其特征在于挠性旋翼板(5)呈螺旋状排列，其上设置有矩型齿槽(501)，两端部设置有顶固螺丝(4)。

3.根据权利要求1所述的多相流旋翼混合器，其特征在于扰流通孔(2)沿导流旋翼(3)、挠性旋翼板(5)的螺旋通道呈规则或不规则分布。

4.根据权利要求1或2所述的多相流旋翼混合器，其特征在于导流旋翼(3)为2至8头向左旋向或向右旋向的收敛型或发散型，螺旋升角α为12.5--72.5°，导流旋翼(3)嵌接或铆接在矩型齿槽(501)内。

5.根据权利要求1所述的多相流旋翼混合器，其特征在于刚性主体(1)为一金属合金筒体，呈圆柱体或椭圆体。

6.根据权利要求1所述的多相流旋翼混合器，其特征在于导流旋翼(3)材质为高分子弹性橡胶。