RU2314150C1 - Foam generator - Google Patents

Foam generator Download PDF

Info

Publication number
RU2314150C1
RU2314150C1 RU2006124687/15A RU2006124687A RU2314150C1 RU 2314150 C1 RU2314150 C1 RU 2314150C1 RU 2006124687/15 A RU2006124687/15 A RU 2006124687/15A RU 2006124687 A RU2006124687 A RU 2006124687A RU 2314150 C1 RU2314150 C1 RU 2314150C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam
foam generator
housing
foaming
foaming member
Prior art date
Application number
RU2006124687/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Дмитриевич Мураев (RU)
Юрий Дмитриевич Мураев
ев Алексей Степанович Бел (RU)
Алексей Степанович Беляев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2006124687/15A priority Critical patent/RU2314150C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2314150C1 publication Critical patent/RU2314150C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: foam generators used at drilling wells while carrying out geological exploration works and engineering-geological surveying.
SUBSTANCE: foam generator includes housing where foaming member is arranged, ducts for supplying fluid and discharging foam. Housing of foam generator is secured to drilling column just over rock destructing tool. Foaming member is in the form of hollow cylinder of woven synthetic fibers with fiber weaving density increased from inner surface of said cylinder to its outlet surface. Water mechanically cleaning filter may be used as foaming member, possibly in the form of cartridge SL10 for mechanically cleaning water.
EFFECT: simplified design, improved operational characteristics of foam generator, lowered expenses for drilling wells.
2 dwg

Description

Изобретение относится к пеногенераторам, используемым в бурении неглубоких скважин, при проведении геологоразведочных работ и инженерно-геологических изысканиях.The invention relates to foam generators used in the drilling of shallow wells during exploration and engineering geological surveys.

Известен пеногенератор (патент РФ № 2054312, МПК 6 B01F 5/04, 1996 г.), содержащий корпус с патрубками ввода эжектируемой и рабочей сред, а также отвода смеси. Внутри корпуса установлена цилиндрическая вставка со встроенной эжекторной вставкой для формирования потока жидкости. Полость цилиндрической вставки сообщена с кольцевой камерой и тангенциальным патрубком с помощью отверстий, выполненных в стенках вставки. В диффузоре эжекторной вставки выполнены отверстия. На выходе из камеры пенообразования закреплены сетки с размещенными на них шарами. Шары выполнены из магнитного ферритового материала, а корпус и эжекторная вставка - из немагнитного материала. Для получения более мелких пузырьков пены за счет кавитационных процессов в теле шаров имеются отверстия. Недостатком данного устройства являются сложность, а также низкие эксплуатационные характеристики.Known foam generator (RF patent No. 2054312, IPC 6 B01F 5/04, 1996), containing a housing with nozzles for the input of the ejected and working environments, as well as the removal of the mixture. A cylindrical insert with a built-in ejector insert is installed inside the body to form a fluid flow. The cavity of the cylindrical insert is in communication with the annular chamber and the tangential pipe using holes made in the walls of the insert. Holes are made in the diffuser of the ejector insert. At the exit of the foam chamber, nets with balls placed on them are fixed. The balls are made of magnetic ferrite material, and the body and ejector insert are made of non-magnetic material. To obtain smaller bubbles of foam due to cavitation processes in the body of the balls there are holes. The disadvantage of this device is the complexity, as well as low performance.

Известен пеногенератор (патент РФ № 2192919, МПК 7 B01F 3/04, 2002 г.), содержащий гидравлический насос, компрессор, форсунку, каналы, связывающие между собой эти элементы, камеру смешивания, пеногенерирующие сетки, камеру диспергирования. Каналы, соединяющие форсунку с насосом и компрессором, содержат запорные вентили, обратные клапаны, дозаторы жидкости и газа, а также патрубки сброса с вентилями, кроме того, имеется труба с вентилем, соединяющая компрессор с насосом, а камера диспергирования выполнена съемной, с возможностью замены ее на другую или работы без камеры диспергирования. Недостатком данного устройства являются низкие эксплуатационные характеристики.Known foam generator (RF patent No. 2192919, IPC 7 B01F 3/04, 2002), containing a hydraulic pump, compressor, nozzle, channels connecting these elements, a mixing chamber, foam-generating mesh, dispersion chamber. The channels connecting the nozzle to the pump and compressor contain shut-off valves, check valves, liquid and gas dispensers, and discharge pipes with valves, in addition, there is a pipe with a valve connecting the compressor to the pump, and the dispersion chamber is removable, with the possibility of replacement her to another or work without a dispersion chamber. The disadvantage of this device is the low performance.

Известен пеногенератор, принятый за прототип (патент РФ № 2227063, МПК 7 B01F 5/06, 2004 г.), содержащий корпус, в котором расположен пенообразующий элемент, патрубки ввода сред, один из которых размещен по оси корпуса, а другой - на его боковой поверхности, и патрубок отвода пены. Пенообразующий элемент выполнен в виде перфорированной мембраны и лопастей, установленных на приводном валу с возможностью скольжения по поверхности мембраны. Технический результат состоит в возможности получения монодисперсной пены с расчетным размером пузырьков при заданной кратности пены. Недостатком данного устройства являются сложность, а также низкие эксплуатационные характеристики.Known foam generator adopted for the prototype (RF patent No. 2227063, IPC 7 B01F 5/06, 2004), containing a housing in which there is a foaming element, medium inlet pipes, one of which is placed along the axis of the housing, and the other on it lateral surface, and foam branch pipe. The foaming element is made in the form of a perforated membrane and blades mounted on the drive shaft with the possibility of sliding on the surface of the membrane. The technical result consists in the possibility of obtaining monodisperse foam with an estimated bubble size at a given foam ratio. The disadvantage of this device is the complexity, as well as low performance.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства, а также повышение эксплуатационных характеристик.The technical result of the invention is to simplify the design of the device, as well as improving operational characteristics.

Технический результат достигается тем, что пеногенератор для бурильной установки, включающий корпус, в котором расположен пеноформирующий элемент, каналы для ввода среды и вывода пены, согласно изобретению корпус пеногенератора закреплен на бурильной колонне, непосредственно над породоразрушающим инструментом, а пеноформирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра из сплетенных синтетических волокон с увеличивающейся плотностью сплетения волокон от внутренней поверхности цилиндра к наружной.The technical result is achieved in that a foam generator for a drilling installation, comprising a housing in which a foaming element is located, channels for introducing a medium and outputting foam, according to the invention, the foam generator housing is mounted on a drill string directly above the rock cutting tool, and the foam forming element is made in the form of a hollow cylinder from woven synthetic fibers with increasing fiber plexus density from the inner surface of the cylinder to the outer.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию устройства и саму технологию бурения неглубоких скважин с очисткой забоя пеной, тем самым повысить эксплуатационные характеристики.The use of the proposed device in comparison with the prototype allows us to simplify the design of the device and the technology of drilling shallow wells with cleaning the bottom of the foam, thereby improving performance.

Предлагаемый пеногенератор поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 показан разрез по линии Б-Б, где:The proposed foam generator is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the device, figure 2 shows a section along the line BB, where:

1 - корпус пеногенератора;1 - foam generator body;

2, 3 - переходники;2, 3 - adapters;

4 - пеноформирующий элемент;4 - foaming element;

5 - запирающая крестовина;5 - locking crosspiece;

6 - канал ввода пенообразующей смеси;6 - channel input foaming mixture;

7 - канал вывода пены;7 - channel output foam;

8 - породоразрушающий инструмент;8 - rock cutting tool;

9 - бурильная колонна.9 - drill string.

Пеногенератор закреплен на бурильной колонне 9 с помощью верхнего переходника 2, имеющего канал для ввода пенообразующей смеси 6. Породоразрушающий инструмент 8 соединен с пеногенератором переходником 3, имеющим канал для вывода пены 7. Пеногенератор состоит из корпуса 1 в виде трубы, расположенной между двух переходников 2 и 3, пеноформирующего элемента 4, являющегося полым цилиндром из сплетенных синтетических волокон с увеличивающейся плотностью сплетения волокон от внутренней поверхности цилиндра к наружной, центрированного блокирующей крестовиной 5.The foam generator is mounted on the drill string 9 using the upper adapter 2 having a channel for introducing a foaming mixture 6. The rock-breaking tool 8 is connected to the foam generator with an adapter 3 having a channel for removing foam 7. The foam generator consists of a housing 1 in the form of a pipe located between two adapters 2 and 3, a foaming element 4, which is a hollow cylinder of woven synthetic fibers with an increasing density of fiber weave from the inner surface of the cylinder to the outer, centered blocking 5 th crosspiece.

Пеногенератор работает следующим образом. При бурении горных пород вращается бурильная колонна 9 вместе с породоразрушающим инструментом 8 и пеногенератором, одновременно по внутреннему пространству бурильной колонны подают пенообразующую смесь. Пенообразующая смесь проходит через канал ввода 6, попадая в продольный канал пеноформирующего элемента 4. Затем пенообразующая смесь просачивается через материал пеноформирующего элемента, выполненный из многочисленного сплетения синтетических волокон, исполняющего роль камеры диспергирования, где пенообразующая смесь активно образует пену. Образованная пена проходит через пространство между корпусом 1 и запирающей крестовиной 5, далее через канал вывода пены 7 попадает в промывочные каналы породоразрушающего инструмента.The foam generator operates as follows. When drilling rocks, the drill string 9 rotates together with the rock cutting tool 8 and the foam generator, while a foaming mixture is fed through the interior of the drill string. The foaming mixture passes through the inlet channel 6, falling into the longitudinal channel of the foaming element 4. Then the foaming mixture seeps through the material of the foaming element, made of a plurality of synthetic fibers, acting as a dispersion chamber, where the foaming mixture actively forms foam. The formed foam passes through the space between the housing 1 and the locking cross 5, then through the foam outlet channel 7 it enters the washing channels of the rock cutting tool.

Пеноформирующий элемент представлен фильтрующим материалом картриджа механической очистки воды SL10" «Гейзер», выполненный с изменяющейся плотностью сплетения волокон от внутренней поверхности к наружной. В данной модификации пористость фильтрующего материала меняется от 10 мкм до 5 мкм, что позволяет осуществлять более тонкую очистку проточной воды от механических примесей. В предлагаемом устройстве пеногенератора данная схема фильтрующего элемента позволяет пузырькам пены постоянно делиться на несколько других, более мелких, что позволяет получить на выходе мелкодисперсную пену. Мелкодисперсная пена обладает сравнительно высокой теплоемкостью, обусловленной низкой для пены кратностью, что значительно влияет на теплофизические свойства пены, играющие важную роль в характере конвективного теплообмена породоразрушающего инструмента.The foaming element is represented by the filtering material of the SL10 "Geyser" mechanical water purification cartridge, made with a varying density of fiber plexus from the inner surface to the outer. In this modification, the porosity of the filter material varies from 10 μm to 5 μm, which allows finer purification of running water from In the proposed device of the foam generator, this scheme of the filter element allows foam bubbles to be constantly divided into several other, smaller ones, which Will get the output fine foam. The fine foam has a relatively high thermal capacity, due to low multiplicity foam, which considerably influences the thermal properties of the foam, which play an important role in the nature of convective heat cutter tool.

Показатели проходимости (600 л/ч) и ресурса работы (50 м3) предлагаемой модели фильтрующего элемента удовлетворяют условиям пеноформирования и рентабельной замены после окончания ресурса его работы.Patency (600 l / h) and service life (50 m 3 ) of the proposed model of the filter element satisfy the conditions of foaming and cost-effective replacement after the end of the resource of his work.

Применение предлагаемого пеногенератора для бурения неглубоких скважин позволяет использовать быстроразрушающуюся пену, образованную низкой концентрацией пенообразующих веществ в водовоздушной смеси, не используя устройства для разрушения отработанной пены. Это также позволяет эффективнее использовать продолжительность жизни пены, исключая изменение ее свойств после маршрута по всей длине бурильной колонны от поверхности к породоразрушающему инструменту.The use of the proposed foam generator for drilling shallow wells allows the use of rapidly decaying foam formed by a low concentration of foaming substances in the water-air mixture, without using a device for breaking the spent foam. It also allows more efficient use of the life span of the foam, eliminating the change in its properties after the route along the entire length of the drill string from the surface to the rock cutting tool.

Применение пеногенератора обеспечивает следующие преимущества:The use of a foam generator provides the following advantages:

- упрощение конструкции устройства;- simplification of the design of the device;

- повышение эксплуатационных характеристик;- increase in operational characteristics;

- снижение затрат на бурение скважин.- reducing the cost of drilling wells.

Claims (1)

Пеногенератор для бурильной установки, включающий корпус, в котором расположен пеноформирующий элемент, каналы для ввода среды и вывода пены, отличающийся тем, что корпус пеногенератора закреплен на бурильной колонне непосредственно над породоразрушающим инструментом, а пеноформирующий элемент выполнен в виде полого цилиндра из сплетенных синтетических волокон с увеличивающейся плотностью сплетения волокон от внутренней поверхности цилиндра к наружной.Foam generator for a drilling installation, comprising a housing in which a foaming element is located, channels for introducing a medium and outputting foam, characterized in that the foam generator housing is mounted on a drill string directly above the rock cutting tool, and the foaming element is made in the form of a hollow cylinder of woven synthetic fibers with increasing density of fiber plexus from the inner surface of the cylinder to the outer.
RU2006124687/15A 2006-07-10 2006-07-10 Foam generator RU2314150C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124687/15A RU2314150C1 (en) 2006-07-10 2006-07-10 Foam generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124687/15A RU2314150C1 (en) 2006-07-10 2006-07-10 Foam generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2314150C1 true RU2314150C1 (en) 2008-01-10

Family

ID=39020106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124687/15A RU2314150C1 (en) 2006-07-10 2006-07-10 Foam generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2314150C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2020260B1 (en) Fine bubble generating apparatus
RU2681713C2 (en) Foam generator for earth pressure shield tunnel propulsion machine and method for conditioning removed soil material as support medium for earth pressure shield
JP5712144B2 (en) Equipment for down-the-hole hammer drill used in soil fortification by jet grouting method
RU2188970C1 (en) Downhole jet plant
WO2006004586A2 (en) Self cleaning gas filtering system and method
RU2542015C1 (en) Rotary hydraulic vibrator
RU2542016C1 (en) Method of well bore zone treatment for productive formation
KR20160075587A (en) Microbubble generating device and contaminated water purifying system provided with microbubble generating device
RU2314150C1 (en) Foam generator
RU2448242C1 (en) Intensification method of hydrocarbon flow from productive formations of wells and cavitating device for its implementation
KR100626306B1 (en) An apparatus for disposing waste water by a hollow fiber membrane module and manufacturing method of the hollow fiber membrane module
RU100548U1 (en) EJECTION DEVICE
RU2106540C1 (en) Well jet pumping unit
RU2318115C2 (en) Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment
RU2128770C1 (en) Method for treating bottom-hole zone of bed
RU2175058C2 (en) Process of action on face zone of pool and gear for its implementation
CA1073824A (en) Gas separator
EP3747534A1 (en) Device and method for generating nanobubbles
KR102559433B1 (en) Micro-bubble generator with suction pressure control function for wastewater purification
RU2321491C1 (en) Foam generator
RU2020292C1 (en) Above-bit ejector pump
RU2078212C1 (en) Method of salt hydraulic borehole mining and device for its embodiment
RU2184852C2 (en) Method of lifting mineral from unit of underwater mining and device for its embodiment
RU2244797C1 (en) Drill bit
RU99105995A (en) METHOD OF INFLUENCE ON BOTTOMFLILLING ZONE OF THE LAYER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080711