RU2005163C1 - Гидравлический перемешиватель - Google Patents

Abstract

Использование: нефтегазова  промышленность дл  приготовлени  и перемешивани  буровых и тэмпонажных растворов и диспергации компонентов раствора Сущность изобретени : перемешиватель содержит приемный патрубок соединенный с напорным трубопроводом с еозмджностью ограниченного перемещени  Ствол выполнен в виде тройника и двух дугообразных труб, соединенных с последним. Диспергирующий узел выполнен с отводными патрубками в виде вихревых излучателей с выходом в виде трубки Вентури с тангенциальными входными отверсти ми, причем гидравлическое сечение одного из вихревых излучателей больше другого, а ствол установлен в патрубке с возможностью вращени 

Description

Изобретение относитс  к нефтегазовой промышленности, в эстности к устройствам дл  приготовлени  и перемешивани  буровых и тампонажных растворов, относ щихс  к дисперсным системам.

Известен гидравлический перемешива- тель, включающий приемный патрубок, соединенный с напорным трубопроводом с возможностью ограниченного перемещени , вращающийс  в патрубке ствол с диспергирующим узлом на конце 1.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что дл  увеличени  перемешиваемой площади раствора необходимо присутствие оператора, который, поворачива  ствол за руко тку, придает насадке нужное направление , Кроме того, устройство диспергирует компоненты раствора лишь за счет их соударени  и истирани  при истечении из насадки , что недостаточно эффективно.

Известен также гидравлический переме- шиватель, включающий приемный патрубок, соединенный с напорным трубопроводом, ствол, установленный в патрубке и выполненный в виде тройника и двух дугообразных труб с последним, диспергирующий узел с подвод щими патрубками с гидромониторными насадками, соединенными с дугообразными трубами 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  степень перемешивани  из-за возмущени  раствора только в одной горизонтальной плоскости. Перемешивание раствора вдали от устройства незначительно . Диспергирование компонентов раствора также недостаточно и поэтому потребуетс  длительна  работа устройства дл  достижени  необходимых показателей раствора.

Цель изобретени  - повышение эффективности перемешивани  и диспергации компонентов раствора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что приемный патрубок соединен с напорным трубопроводом с возможностью ограниченного перемещени , а диспергирующий узел выполнен с отводными патрубками в виде вихревых излучателей с выходом & виде трубки Вентури с тангенциальными входными отверсти ми, при этом гидравлическое сечение одного из вихревых излучателей больше другого.

На фиг. 1 изображен гидравлический перемешиватель, вид спереди: на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - гидравлический перемешиватель, вид слева; нафиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2.

Гидравлический перемешиватель состоит из приемного патрубка 1,соединенного с напорным трубопроводом фланцем 2 с

возможностью поворота за счет ниппел  3 между ними. На фланце 2 жестко креп тс  ограничители перемещени  патрубка 1. Патрубок 1 посредством шарикоподшипников 5 замкового типа соединен со стволом 6, Между приемным патрубком 1 и стволом 6 установлены уплотнени  7, предотвращающие утечку и попадание раствора в подшипники 5. Ствол 6 выполнен в виде

0 тройника, который, например, быстроразь- емными соединени ми 8 соединен с двум  дугообразными трубами 9. а последние - с противоположными отводами крестовины 10, На конце дугообразных труб 9 держате5 л ми 11 закреплены конические насадки 12. К двум другим отводам крестовины, 10 присоединены отводные патрубки 13 диспергирующего узла с вихревыми излучател ми в виде трубки Вентури 14 с тангенциальными

0 входными отверсти ми 15 в вихревые камеры из конфузоров 16, цилиндрических участков 17 и диффузоров 18, причем гидравлическое сечение одного из вихревых излучателей больше другого.

5 Гидравлический перемешиватель работает следующим образом.

Гидравлический перемешиватель помещают в емкость с раствором, Насос по напорному трубопроводу подает раствор в

0 приемный патрубок 1, далее - в ствол 6, где раздел етс  на два потока в подвод щие патрубки 9. Встречные высокоскоростные потоки раствора, выход щие из насадок 12, привод т к гидродинамической кавитации

5 внутри крестовины 10. Ультразвуковые колебани , создаваемые в кавитирующем растворе , усиливают диспергирование твердых и жидких фаз. Далее раствор поступает в отводные патрубки 14 и через тангенциаль0 ные отверсти  15 - в вихревые камеры 16- 18. В диффузоре 16 неустойчивое вращательное движение раствора получает дополнительное приращение частоты. В- центральной области 17 цилиндрического

5 участка возникает область кавитационного разрежени . При периодических срывах потока , вызванных неоднородностью среды, жидкость устремл етс  в зону разрежени , вызыва  положительный скачок давлени .

0 Затем вновь образуетс  вихрь с отрицательным скачком давлени . На выходах из трубок Вентури 14 в диффузорах 18 создаетс  режим периодической срывной кавитации, возбуждающий импульсы давлени  ультра5 звукового пол .

Реактивна  пара сил, возникающа  при высокоскоростном истечении раствора из трубок Вентури 14, приводит во вращение крестовину 10с дугообразными трубами 9 и стволом 6 в шарикоподшипниках 5. а поскольку гидравлическое сечение вихревой камеры 16--18 одного из вихревых излучателей больше другого, нарушаетс  равновесие реактивных сил. Поэтому приемный патрубок 1 в пределах одного оборота крестовины 10 перемещаетс  подобно ма тнику в один цикл. Кроме того, из-за наличи  вихревых излучателей накладываетс  высокочастотное вибрационное движение. Таким образом крестовина 10 с отводными патрубками 13 и дугообразными трубами 9 приобретает сложное движение, что позвол ет перемешивать больший сектор движущимис  поверхност ми устройства и увеличить гидравлическое воздействие вращающимис  импульсными потоками, выбрасываемыми вихревыми излучател ми, что практически исключает наличие мертвых зон раствора в емкости.

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого гидравлического перемеши- вател  заключаетс  в высокой степени дис- пергации на двух последовательных ступен х устройства, что позволит снизить затраты химреагентов, предназначенных

дл  регулировани  структурно местнических , реологических и фильтрационных свойств, например, бурового р.эглнорп, а также активации тампрнзжного рлстиора

вследствие эффективного удалении ппонки новообразований на еще непрогидратиро- взвшихчастицах в жущего и активировани  процесса растворени  в кэвитационных и ультразвуковых пол х. Это позволит снизить затраты химреагентов, ускор ющих процесс твердени , повышающих прочность и снижающих проницаемость цементного камн . Эффективное перемешивание позволит повысить однородность среды при

непродолжительной работе устройства. Краткосрочна  работа насоса уменьшит его износ абразивом бурового и тампонажного растворов, а значит продлитс  межремонтный срок эксплуатации насоса.

(56) Справочник инженера по бурению. т.1./Под ред.В.И.Мищевича, Н.А.Сидорова М.: Недра, 1973, с.368, рис. Х.15.

А.И.Бережнойи др. Электрические и механические методы воздействи  при цементировании скважин. М.: Недра, 1976, с.40.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЬ , включающий приемный патрубок, соединенный с напорным трубопроводом, ствол, установленный в патрубке и выполненный в виде тройника и двух дугообраз- ных труб, соединенных с последним, диспергирующий узел с подвод щими патрубками с гидромониторными насадками , соединенными с дугообразными труба- ми, отличающийс  тем, что приемный

   патрубок соединен с напорным трубопроводом с возможностью ограниченного перемещени , а диспергирующий узел выполнен с отводными патрубками в виде вихревых излучателей с выходом в виде трубки Вентури с тангенциальными входными отверсти ми, при этом гидравлическое сечение одного из вихревых излучателей больше другого, при этом ствол установлен в патрубке с возможностью вращени .

   to

   т

   V

   Wl JOOd

   м

   ю

   /

   /

   ш

   9 а /

   Фиг3 5-ff