SU1777943A1 - Aэpatop-cmecиteль - Google Patents

Description

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к изоляции зон интенсивного поглощения.

Известен аэратор-смеситель для аэрации тампонирующей смеси, содержащий корпус, трубу подачи цементной смеси с входным и выходным отверстиями и трубу встречной подачи воздуха с обратным клапаном.

Недостатком известного аэратора-смесителя является низкая степень аэрации тампонирующей смеси, не превышающая 0,7 м³/м . Причиной этого является незначительная диспергация воздуха вследствие кратковременного и малоэффективного его перемешивания с тампонирующей смесью в аэраторе-смесителе.

Цель изобретения - повышение степени аэрации тампонирующей смеси за счет более тонкой диспергации воздуха в смеси и интенсификации процесса перемешивания.

Указанная цель достигается тем. что в устройстве для аэрации тампонирующей смеси, содержащем корпус, трубу подачи смеси и трубу подачи воздуха, согласно изобретения труба подачи воздуха имеет отверстия, перекрываемые снаружи эластичными манжетами, и размещена в трубе подачи смеси, к внутренним стенкам которой неподвижно прикреплен винт Архимеда с поперечными (радиальными) прорезями на внутренних его краях, расположенных с зазором от поверхности трубы подачи воздуха, причем на входе смеси в трубу подачи смеси установлен диск с отверстиями, площадь проходного сечения которых больше площади сечения выходного отверстия трубы подачи смеси.

В описываемом техническом решении воздух поступает в полость трубы подачи смеси не непосредственно через отверстия трубы подачи воздуха, а из-под перекрывающих их эластичных манжет. В результате воздух из-под эластичных манжет поступает в смесь не в виде сплошной “круглой струи”, а тонким “распыливающимся слоем и, пермешиваясь с ней под некоторым давлением, создаваемым разностью диаметров отверстий на входе в трубу и на выходе из нее, подвергается более интенсивному вовлечению в смесь и более тонкому диспергированию, чем в устройстве, принятом за прототип. Наличие прорезей на внутренних краях винта Архимеда и зазора межджу ними и поверхностью трубы нагнетания воздуха способствует дополнительному перемешиванию смеси с воздухом и его диспергированию, так как одна часть объема смеси этих компонентов, движущихся по винтовой линии, перемешивается с другой частью их объема, движущейся через поперечные прорези внутренних краев винта Архимеда и через зазор между ними и поверхностью трубы подачи воздуха. Винт Архимеда с прорезями на внутренних его краях и зазора между ними и поверхностью трубы нагнетания воздуха способствуют турбулизации смешивающихся компонентов и более интенсивному диспергированию воздуха в смеси, обеспечивая тем самым более высокую степень ее аэрации, а следовательно и более высокую тампонирующую способность.

На фиг.1 представлен аэратор-смеситель, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Аэратор-смеситель состоит из корпуса с ниппелем замка бурильной колонны, трубы подачи смеси 2, ввернутой в патрубок корпуса 1, и трубы подачи воздуха 3, снабженной обратным клапаном (не показан) и расположенной внутри трубы подачи смеси (фиг.1). Труба подачи воздуха 3 выполнена с отверстиями 4, перекрываемыми снаружи эластичными манжетами 5, обеспечивающими поступление воздуха в смесь не “круглой струей, а тонким распыливающимся” слоем. К внутренним стенкам трубы подачи смеси 2 неподвижно прикреплен винт Архимеда 6, на внутренней кромке которого выполнены радиальные прорези 7 (фиг.2). Между внутренней кромкой винта Архимеда 6 и поверхностью трубы подачи воздуха 3 имеется зазор 8. На входе смеси в трубу 2 перед винтом Архимеда 6 установлен диск с отверстиями 9, площадь проходного сечения которых больше площади отверстия 10, выполненного в корпусе 1 на выходе аэрированной смеси из трубы 2.

Аэратор-смеситель работает следующим образом.

Тампонирующую смесь подают цементировочным агрегатом (не показан)в трубу подачи смеси 2, одновременно в трубу подачи воздуха 3 нагнетают воздух с заданной производительностью. Поступающая в полость винта Архимеда 6 тампонирующая смесь непрерывно разделяется на два потока: один из них движется по винтовой линии, а другой, отделяясь от винтового движения, проходит через прорези 7 и зазор 8, Потоки перемешиваются между собой, что приводит к эффективной турбулизации смеси. Воздух, поступая из-под эластичных манжет 5 в интенсивно перемешивающуюся смесь тонким распыливающимся слоем, подвергается эффективному диспергированию, а создание давления в полости трубы 2 за счет разности диаметров отверстий диска 9 и отверстия 10 в корпусе повышает эффективность вовлечения воздуха в смесь.

Повышение степени аэрации тампонирующей смеси повышает ее структурно-механические свойства, обеспечивающие 5 удержание ее в призабойной части поглощающего пласта. В результате использование изобретения позволит значительно сократить расход тампонирующих материалов и затраты времени на изоляцию зон интенсивного поглощения.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Аэратор-смеситель, содержащий корпус, трубу подачи смеси с входным и выходным отверстиями и трубу подачи воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения степени аэрации тампонирующей смеси за счет более тонкой диспергации воздуха в смеси и интенсификации процесса перемешивания, труба подачи воздуха размещена в трубе подачи смеси, выполнена с отверстиями и снабжена эластичными манжетами, установленными на уровне отверстий, труба подачи смеси снабжена винтом Архимеда, неподвижно закрепленным на ее внутренней поверхности 10 с образованием зазора относительно трубы подачи воздуха, при этом винт Архимеда на внутренней кромке имеет радиальные прорези, а труба подачи смеси снабжена установлённым на входе перед винтом 15 Архимеда диском с отверстиями, площадь проходного сечения которых превышает площадь проходного сечения выходного отверстия упомянутой трубы.

   А-А

   Фиг.2