RU2442686C1 - Гидроэжекторный смеситель - Google Patents

Гидроэжекторный смеситель Download PDF

Info

Publication number
RU2442686C1
RU2442686C1 RU2010124212/03A RU2010124212A RU2442686C1 RU 2442686 C1 RU2442686 C1 RU 2442686C1 RU 2010124212/03 A RU2010124212/03 A RU 2010124212/03A RU 2010124212 A RU2010124212 A RU 2010124212A RU 2442686 C1 RU2442686 C1 RU 2442686C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixing chamber
mixing
diameters
working
mixer
Prior art date
Application number
RU2010124212/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010124212A (ru
Inventor
Юрий Михайлович Проселков (RU)
Юрий Михайлович Проселков
Ирина Альбертовна Пахлян (RU)
Ирина Альбертовна Пахлян
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ")
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 "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ")
Priority to RU2010124212/03A priority Critical patent/RU2442686C1/ru
Publication of RU2010124212A publication Critical patent/RU2010124212A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2442686C1 publication Critical patent/RU2442686C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам для смешивания порошкообразного материала и жидкости затворения растворов и может использоваться в нефтегазодобывающей промышленности при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов, а также в других областях при смешивании разнофазных потоков. Гидроэжекторный смеситель состоит из приемной камеры (4), рабочей насадки (5), камеры смешения (1), всасывающего патрубка (3). Внутренний диаметр камеры смешения составляет 4-5 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки, длина камеры смешения составляет 20-35 ее диаметров, а расстояние Z от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения составляет 2-6 диаметров камеры смешения. Изобретение позволяет увеличить плотность аэрозольного потока на всасывающей линии смесителя, обеспечить достаточную степень диспергации приготавливаемого раствора, сократить время приготовления рабочей смеси. 3 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам для смешивания порошкообразного материала (бентонитовый глинопорошок, цемент, барит и др.) и жидкости затворения растворов. Изобретение может использоваться в нефтегазодобывающей промышленности при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов, а также в других областях при смешивании разнофазных потоков.
Аналогом изобретения является смеситель СГМ-100, выпускаемый компанией «Техномехсервис» (материалы сайта www.tmc.su, найдено 21.04.2010 г.). Смеситель СГМ-100 предназначен для приготовления, обработки, утяжеления и предварительного диспергирования буровых растворов на водной основе и углеводородных эмульсий путем смешения порошкообразных материалов (барита, глинопорошка и химических реагентов) с жидкостью в высокотурбулентном потоке. Приготовление буровых растворов может производиться как от центробежного насоса типа 6Ш8-2, так и от цементировочного агрегата при условии смены сопла.
Относительные размеры проточной части смесителя: внутренний диаметр камеры смешения составляет от 1,6 до 2,7 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки; длина камеры смешения составляет не менее 9,8 ее диаметров, а расстояния от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения составляет 3 диаметра камеры смешения.
Недостатками аналога являются низкий коэффициент эжекции порошкообразного материала; неудовлетворительное смешение разнофазных потоков - порошок и вода лишь соединяются в камере смешения, а достаточная степень диспергации достигается уже с применением лопастных перемешивателей; невозможность эжекции влажных, слежавшихся порошкообразных материалов-утяжелителей.
Прототип изобретения выявлен в патенте RU 2206706 С1 (Заявка 2000123973/03, 18.09.2000, авторы Логвиненко С.В., Вяхирев В.И., Шаманов С.А., Рогов А.А.) в виде устройства, включающего гидросмеситель струйного типа, содержащий приемную и смесительную камеры. Сопло гидросмесителя установлено с возможностью регулирования зазора в проходном сечении эжектора. Для подачи жидкости через эжектор служит ниппель. Осреднительная емкость связана гидроэлеватором со смесительной камерой гидросмесителя. Рециркуляционная линия имеет кран и выполнена с возможностью соединения с агрегатом, обеспечивающим отбор из осреднительной емкости раствора с плотностью ниже расчетной. При перекрытом кране агрегат подает раствор пониженной плотности через рециркуляционную линию и сопло в гидросмеситель.
Недостатком представленного прототипа является то, что технический результат - повышение эффективности смешения жидкой и твердой фаз, возможность широкого варьирования величиной плотности в процессе приготовления раствора - достигается за счет дополнительно комплектуемого в обвязку оборудования: рециркуляционной линии, гидроэлеватора, осреднительных и промежуточных емкостей, запорно-регулирующей арматуры, насосов высокого давления, обеспечивающих давление нагнетания от 80×105 до 120×105 Па.
Задачей настоящего изобретения является повышение коэффициента эжекции по порошкообразному материалу до максимального значения при снижении гидравлической мощности центробежного насоса, а также интенсификация процесса смешения активной и эжектируемой сред.
Техническим результатом является увеличение плотности аэрозольного потока на всасывающей линии смесителя, обеспечение достаточной степени диспергации приготавливаемого раствора, сокращение времени приготовления рабочей смеси.
Технический результат достигается тем, что внутренний диаметр камеры смешения составляет 4-5 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки, длина камеры смешения составляет 20-35 ее диаметров, а расстояние Z от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения составляет 2-6 диаметров камеры смешения.
Выполненный таким образом гидроэжекторный смеситель позволяет при работе обеспечить в единицу времени максимальное количество порошкообразного материала при минимальном значении транспортирующего его воздуха, и соответственно чем будет выше коэффициент эжекции по порошкообразному материалу, тем выше плотность аэрозоля.
Сокращение времени приготовления раствора достигается за счет однократной циркуляции через смеситель приготавливаемого раствора и доведения его до необходимой степени диспергации в отличие от существующей технологии многократного циркулирования смеси.
Поставленный технический результат был получен в ходе проведения экспериментальных исследований на модели гидроэжекторного смесителя, полностью отвечающей условиям геометрического, гидродинамического и силового подобия натурному образцу.
Графически результаты экспериментов представлены на фиг.1, в виде зависимостей коэффициента эжекции uo от геометрического параметра (dкс/dн)2 при давлении рабочей жидкости на насадке рр. Подробный анализ кривых убеждает, что своего максимума функция uomax=f((dкс/dн)2) достигает при давлении на насадке, равном 3×105 Па. Коэффициент эжекции максимален при значении основного геометрического параметра (dкс/dн)2, равном 16÷25 или dкс/dн=4÷5. Абсолютные размеры насадки не оказывают влияния на uo при одинаковых давлениях на насадке и отношениях dкс/dн.
По выявленному экстремуму функции uomax=f((dкс/dн)2) для каждой кривой, рассчитывались скорости истечения жидкости из насадки.
На фиг.2 графически представлена функция uomax=f(v).
Анализируя полученную кривую, можно сделать вывод, что с увеличением скорости истечения из насадки коэффициент эжекции увеличивается по степенной зависимости. Очевидно, что в процессе работы смесителя целесообразно создание скоростей истечения из насадки более 20 м/с.
При расстоянии Z от выхода струи из рабочей насадки до входа в камеру смешения, в относительных величинах равном 6 dкс, был достигнут максимальный коэффициент эжекции.
Расстояние Z конструктивно следует выбирать не менее двух диаметров камеры смешения (2 dкс), но не более 6 dкс, так как только в этом случае удастся избежать обратных токов и разбрызгивания струи.
Для выявления наиболее эффективной длины камеры смешения был проведен следующий анализ. Увеличение длины камеры смешения до (14÷20) dкс приводит к увеличению uo примерно в два раза. Наибольшая прибавка uo происходит при увеличении длины камеры смешения в диапазоне от 14 dкс до 18 dкс. Максимального значения коэффициент подсоса uo достигает при lкc=(20-35)dкс. При увеличении lкс свыше (40÷48)dкс коэффициент подсоса снова уменьшается до значений, соответствующих lкс=14dкс.
На фиг.3 представлен общий вид гидроэжекторного смесителя.
Конструкция включает приемную камеру 4, выполненную в виде тонкостенного полого цилиндра, к которому приварен конфузор 2 для осуществления плавного перехода от приемной камеры 4 к камере смешения 1. В приемной камере 4 на резьбе закреплена рабочая насадка 5 диаметром dн. С конфузором стыкуется камера смешения 1 внутренним диаметром dкс и длиной lкс. Заканчивается камера смешения 1 сливным патрубком 6. Расстояние между выходным отверстием рабочей насадки 5 и входом в камеру смешения 1 составляет значение Z. Под углом 60° к приемной камере 4 приварен всасывающий патрубок 3 диаметром D для подвода порошкообразного материала.
Гидроэжекторный смеситель работает следующим образом: жидкость затворения подают на рабочую насадку 5 гидроэжекторного смесителя. Из рабочей насадки 5 вылетающая струя с большой скоростью и давлением более низким, чем в приемной камере 4, увлекает пассивный (эжектируемый) поток воздуха, который начинает поступать в результате действующего перепада давлений из всасывающего патрубка 3. Поток воздуха транспортирует порошкообразный материал через всасывающий патрубок 3. В камере смешения 1 происходит смешение разнофазных потоков, достигается достаточная степень диспергации порошкообразного материала (равномерное распределение дисперсной фазы в дисперсионной среде), приготовленная смесь сбрасывается через сливной патрубок 6.

Claims (1)

  1. Гидроэжекторный смеситель, состоящий из приемной камеры, рабочей насадки, камеры смешения, всасывающего патрубка, отличающийся тем, что внутренний диаметр камеры смешения составляет 4÷5 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки, длина камеры смешения составляет 20÷35 ее диаметров, а расстояние Z от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения составляет 2÷6 диаметров камеры смешения.
RU2010124212/03A 2010-06-11 2010-06-11 Гидроэжекторный смеситель RU2442686C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124212/03A RU2442686C1 (ru) 2010-06-11 2010-06-11 Гидроэжекторный смеситель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124212/03A RU2442686C1 (ru) 2010-06-11 2010-06-11 Гидроэжекторный смеситель

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010124212A RU2010124212A (ru) 2011-12-20
RU2442686C1 true RU2442686C1 (ru) 2012-02-20

Family

ID=45403936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124212/03A RU2442686C1 (ru) 2010-06-11 2010-06-11 Гидроэжекторный смеситель

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442686C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507370C1 (ru) * 2012-08-27 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Струйный смеситель-эжектор
RU2639906C1 (ru) * 2017-05-05 2017-12-25 Катарина Валерьевна Найгерт Смеситель-дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами
RU2680079C1 (ru) * 2018-02-19 2019-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Смесительная установка струйного типа
RU189617U1 (ru) * 2019-04-04 2019-05-29 Александр Сергеевич Бочанцев Омыватель грязевый ручной
US10589238B2 (en) 2016-03-14 2020-03-17 Schlumberger Technology Corporation Mixing system for cement and fluids
RU2722993C1 (ru) * 2019-12-20 2020-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Смесительная установка струйного типа с кольцевым соплом

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507370C1 (ru) * 2012-08-27 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Струйный смеситель-эжектор
US10589238B2 (en) 2016-03-14 2020-03-17 Schlumberger Technology Corporation Mixing system for cement and fluids
RU2639906C1 (ru) * 2017-05-05 2017-12-25 Катарина Валерьевна Найгерт Смеситель-дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами
RU2680079C1 (ru) * 2018-02-19 2019-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Смесительная установка струйного типа
RU189617U1 (ru) * 2019-04-04 2019-05-29 Александр Сергеевич Бочанцев Омыватель грязевый ручной
RU2722993C1 (ru) * 2019-12-20 2020-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Смесительная установка струйного типа с кольцевым соплом

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010124212A (ru) 2011-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2442686C1 (ru) Гидроэжекторный смеситель
US6749330B2 (en) Cement mixing system for oil well cementing
US7866881B2 (en) Dry polymer hydration apparatus and methods of use
US8899823B2 (en) Gel hydration unit
US7726870B1 (en) Method for mixing fluids with an eductor
US7926502B1 (en) Jet ring assembly and method for cleaning eductors
US11187050B2 (en) Automated drilling-fluid additive system and method
El-Sawaf et al. Study of the different parameters that influence on the performance of water jet pump
CN102500256A (zh) 旋转式喷射混合器
US8596857B2 (en) Means and method for mixing a particulate material and a liquid
US20180008941A1 (en) Apparatus for dispersing particles in a liquid
US10309425B1 (en) High flow capacity well fluid extraction jet pump providing through access
RU2507370C1 (ru) Струйный смеситель-эжектор
CN103214108A (zh) 高效喷射式曝气器
CN204193807U (zh) 一种射流混合器
CN104741012B (zh) 一种卧式双喷嘴液体静态混合器
CN214020150U (zh) 一种高效射流混合器件
RU2367508C1 (ru) Эжектор для дозирования газообразного хлора в воду
CN109519135A (zh) 一种泡沫发生器
CN208380995U (zh) 一种基于面积比可调的快拆型旋流式环形射流泵
US20110220212A1 (en) Brine Discharge Assembly
CN206735963U (zh) 一种含乳化油废水的处理装置
CN108176264B (zh) 多相体系钻井液混合器
EP3921505B1 (en) Method and device for conditioning drilling fluid
RU98221U1 (ru) Автономный блок приготовления буровых и тампонажных растворов

Legal Events

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

Effective date: 20120612