專利名稱：渦旋混漿裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油和建筑用攪拌設(shè)備，特別是油氣井用地面處理鉆井液(俗稱鉆井泥漿)的渦旋式混漿裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國各油田使用的鉆井液攪拌裝置均為葉片式，其配制鉆井液時間長、耗費大量人力物力，尤其是在配制加重鉆井液時，重晶石粉沉淀于池底，不利于回收，浪費了大量的重晶石粉；另外在防噴時，井隊為加重鉆井液而使用的大量重晶石粉也只有很少部分泵入井內(nèi)，而且加重時間長，以及攪拌不均勻而直接影響壓井效果和易發(fā)生卡鉆事故。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有葉片式鉆井液攪拌器存在的技術(shù)質(zhì)量問題，通過研究和解決理想的流體運動模式、分布不同直徑噴嘴的規(guī)律、噴射速度和混漿速度及鉆井液比重之間的關(guān)系等技術(shù)問題，設(shè)計和試驗新穎、合理的結(jié)構(gòu)、功能，從而提供一種新型的適合我國油氣田和建筑業(yè)實用的渦旋混漿裝置，即能快速、優(yōu)質(zhì)配制加重鉆井液、水泥漿和壓裂液以圓滿滿足石油油氣井工程防噴、固井和壓裂等生產(chǎn)需要的，亦能滿足建筑工地對水泥漿的需求的理想設(shè)備。
本實用新型的發(fā)明目的是通過電動機拖動砂泵工作而提供混漿動力，通過研制渦旋混漿罐總成、砂泵吸入管總成和砂泵排出管總成，并將砂泵吸入管總成和砂泵排出管總成都與砂泵和渦旋混漿罐總成相連通的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。具體的技術(shù)方案如下本實用新型的渦旋混漿罐總成由混漿罐、中心吸入管、噴射管和濾網(wǎng)構(gòu)成；混漿罐為臥式圓筒形罐，其上方具有加料口，其一端底部具有彎管，彎管管口具有法蘭盤；中心吸入管位于臥式圓筒形混漿罐的中心軸線上，其上具有沿螺旋線均布的若干吸入嘴，其開口端伸出混漿罐并與罐殼焊封且具有法蘭盤，其封口端留在混漿罐內(nèi)另一端；噴射管由多節(jié)不同直徑的管相連接構(gòu)成，其位于臥式圓筒形混漿罐的外下側(cè)，其上均布一排穿過罐殼并焊封的噴射支管，每根噴射支管都裝有噴嘴，噴嘴的噴射方向為混漿罐的圓截面邊緣的切向方向；噴射管上還具有輔助噴射支管，其為多根相同的穿過罐殼并焊封的彎管，其在罐殼外的管段上裝有閥門如球閥，其在罐殼內(nèi)的管端裝有噴嘴，噴嘴的噴射方向為混漿罐的圓截面邊部的切向方向；濾網(wǎng)為矩形篩網(wǎng)。
本實用新型的砂泵吸入管總成為三通管匯結(jié)構(gòu)，其一通與砂泵法蘭連接，其二通通過閥門如蝶閥與混漿罐總成的中心吸入管法蘭連接，其三通通過閥門如蝶閥與混漿罐總成的彎管法蘭連接；砂泵吸入管總成的與砂泵相連的一通管匯上裝有濾清器。
本實用新型的砂泵排出管總成為三通管匯結(jié)構(gòu)，其一通與砂泵法蘭連接，其二通通過閥門如蝶閥與混漿罐總成的噴射管法蘭連接，其三通通過閥門如蝶閥與排漿口連接。
本實用新型中電動機拖動砂泵，砂泵通過中心吸入管及其吸入嘴從混漿罐中吸入流體，砂泵通過噴射管及其支管和輔助支管的噴嘴向混漿罐內(nèi)噴射流體，從而實現(xiàn)混漿罐內(nèi)的渦旋混漿。由于噴射管及其支管和輔助支管的合理布置，尤其是噴嘴的噴射方向為混漿罐的圓截面邊緣和邊部的切向方向，從而使混漿罐內(nèi)流體在砂泵泵送下呈螺旋模式運動，這種運動方式使混漿罐內(nèi)的流體和固相在罐的橫截面內(nèi)得到強烈攪拌；與此同時，由于中心吸入管及其吸入嘴的合理布置，尤其是吸入嘴在罐中心軸位置的螺旋均布，從而使混漿罐內(nèi)流體在砂泵泵送下呈渦旋模式運動，這種運動方式使混漿罐內(nèi)的流體和固相在罐的縱向也得到急劇混流；總之，能夠使混漿罐內(nèi)的流體和固相得到快速、強力、均勻的混合，從而實現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)地配制加重鉆井液、水泥漿和壓裂液的目的。


本實用新型采用了兩個附圖，即圖1是本實用新型原理和結(jié)構(gòu)俯視示意圖，圖2是本實用新型渦旋混漿罐橫剖示圖。
具體實施方式
本實用新型由電動機(1)、砂泵(2)、渦旋混漿罐總成(I)、砂泵吸入管總成(II)和砂泵排出管總成(III)構(gòu)成。電動機(1)拖動砂泵(2)工作而提供混漿動力。渦旋混漿罐總成(I)由混漿罐(3)、中心吸入管(4)、噴射管(5)和濾網(wǎng)(6)構(gòu)成；混漿罐(3)為臥式圓筒形罐，其上方具有加料口(7)，其一端底部具有彎管(8)，彎管(8)管口具有法蘭盤；中心吸入管(4)位于臥式圓筒形混漿罐(3)的中心軸線上，其上具有沿螺旋線均布的若干吸入嘴(9)，其開口端伸出混漿罐(3)并與罐(3)殼焊封且具有法蘭盤，其封口端留在混漿罐(3)內(nèi)另一端；噴射管(5)由多節(jié)不同直徑的管相連接構(gòu)成，其位于臥式圓筒形混漿罐(3)的外下側(cè)，其上均布一排穿過罐(3)殼并焊封的噴射支管(10)，每根噴射支管(10)都裝有噴嘴(11)，噴嘴(11)的噴射方向為混漿罐(3)的圓截面邊緣的切向方向，另在噴射管(5)上還具有輔助噴射支管(12)，其為多根相同的穿過罐(3)殼并焊封的彎管，其在罐(3)殼外的管段上裝有閥門如球閥(13)，其在罐(3)殼內(nèi)的管端裝有噴嘴(14)，噴嘴(14)的噴射方向為混漿罐(3)的圓截面邊部的切向方向；濾網(wǎng)(6)為矩形篩網(wǎng)。砂泵吸入管總成(II)為三通(15、16、17)管匯結(jié)構(gòu)，其一通(15)與砂泵(2)法蘭連接，其二通(16)通過中心吸入閥如蝶閥(18)與渦旋混漿罐總成(I)的中心吸入管(4)法蘭連接，其三通(17)通過底部吸入閥如蝶閥(19)與渦旋混漿罐總成(I)的彎管(8)法蘭連接，砂泵吸入管總成(II)的與砂泵(2)相連的一通(15)管匯上裝有濾清器(20)。砂泵排出管總成(III)為三通(21、22、23)管匯結(jié)構(gòu)，其一通(21)與砂泵(2)法蘭連接，其二通(22)通過噴射閥如蝶閥(24)與渦旋混漿罐總成(I)的噴射管(5)法蘭連接，其三通(23)通過外排閥如蝶閥(25)與排漿口法蘭連接。
本實用新型可進行單罐混漿作業(yè)和連續(xù)混漿作業(yè)，其作業(yè)過程如下啟動砂泵(2)前應(yīng)確保電動機(1)轉(zhuǎn)向與砂泵(2)轉(zhuǎn)向一致，在確定砂泵(2)能正常工作后啟動砂泵(2)。在單罐混漿作業(yè)過程中，首先關(guān)閉裝置上的所有蝶閥(18、19、24、25)，當混漿罐(3)內(nèi)放入一定量的清水時，打開底部吸入閥(19)；啟動電動機(1)前打開噴射閥(24)，再根據(jù)所配鉆井液的性能要求，一邊繼續(xù)放水、一邊投料、一邊攪拌，待液面高度約為罐(3)高3/4以上即淹沒了中心吸入管(4)以上后，再打開中心吸入閥(18)，同時關(guān)閉底部吸入閥(19)；當鉆井液性能達到要求后，打開底部吸入閥(19)和外排閥(25)，同時關(guān)閉中心吸入閥(18)和噴射閥(24)，排出罐(3)內(nèi)已混好的鉆井液；停泵后須關(guān)閉外排閥(25)。在連續(xù)混漿作業(yè)過程中，在開始連續(xù)混漿前，液面高度必須淹沒中心吸入管(4)以上才能開始運轉(zhuǎn)；投料之前先將混漿罐(3)內(nèi)鉆井液攪拌均勻，然后再一邊投料，一邊配漿，一邊排出；打開噴射閥(24)、中心吸入閥(18)和外排閥(25)，其中噴射閥(24)要全開，中心吸入閥(18)和外排閥(25)可調(diào)整開度，以達到罐(3)內(nèi)鉆井液翻動有力、最均勻攪拌和最佳排量為準。
權(quán)利要求1.一種渦旋混漿裝置，具有電動機(1)、砂泵(2)和混漿罐(3)，其特征在于具有渦旋混漿罐總成(I)、砂泵吸入管總成(II)和砂泵排出管總成(III)；吸入管總成(II)和排出管總成(III)都與砂泵(2)和混漿罐總成(I)相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)由混漿罐(3)、中心吸入管(4)、噴射管(5)和濾網(wǎng)(6)構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)的混漿罐(3)為臥式圓筒形罐，其上方具有加料口(7)，其一端底部具有彎管(8)，彎管(8)管口具有法蘭盤。
4.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)的中心吸入管(4)位于臥式圓筒形混漿罐(3)的中心軸線上，其上具有沿螺旋線均布的若干吸入嘴(9)，其開口端伸出混漿罐(3)并與罐(3)殼焊封且具有法蘭盤，其封口端留在混漿罐(3)內(nèi)另一端。
5.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)的噴射管(5)由多節(jié)不同直徑的管相連接構(gòu)成，其位于臥式圓筒形混漿罐(3)的外下側(cè)，其上均布一排穿過罐(3)殼并焊封的噴射支管(10)，每根噴射支管(10)都裝有噴嘴(11)，噴嘴(11)的噴射方向為混漿罐(3)的圓截面邊緣的切向方向。
6.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)的噴射管(5)上還具有輔助噴射支管(12)，其為多根相同的穿過罐(3)殼并焊封的彎管，其在罐(3)殼外的管段上裝有閥門如球閥(13)，其在罐(3)殼內(nèi)的管端裝有噴嘴(14)，噴嘴(14)的噴射方向為混漿罐(3)的圓截面邊部的切向方向。
7.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于渦旋混漿罐總成(I)的濾網(wǎng)(6)為矩形篩網(wǎng)。
8.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于砂泵吸入管總成(II)為三通管匯結(jié)構(gòu)，其一通(15)與砂泵(2)法蘭連接，其二通(16)通過中心吸入閥如蝶閥(18)與渦旋混漿罐總成(I)的中心吸入管(4)法蘭連接，其三通(17)通過底部吸入閥如蝶閥(19)與渦旋混漿罐總成(I)的彎管(8)法蘭連接。
9.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于砂泵吸入管總成(II)的與砂泵(2)相連的一通(15)管匯上裝有濾清器(20)。
10.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于砂泵排出管總成(III)為三通(21、22、23)管匯結(jié)構(gòu)，其一通(21)與砂泵(2)法蘭連接，其二通(22)通過噴射閥如蝶閥(24)與渦旋混漿罐總成(I)的噴射管(5)法蘭連接，其三通(23)通過外排閥如蝶閥(25)與排漿口法蘭連接。
專利摘要一種渦旋混漿裝置涉及石油和建筑用攪拌設(shè)備，尤油氣井用地面處理鉆井液的裝置，其解決快速、優(yōu)質(zhì)配制加重鉆井液以成功防噴等技術(shù)問題；其由電動機(1)、砂泵(2)和渦旋混漿罐總成(I)、三通吸入管匯(II)和三通排出管匯(III)構(gòu)成，吸入管匯(II)中一通(15)經(jīng)濾清器(20)與砂泵(2)相通、二通(16)經(jīng)閥(18)與罐(3)中心吸入管(4)相通、三通(17)經(jīng)閥(19)與罐(3)底部吸入管(8)相通，排出管匯(III)中一通(21)與砂泵(2)相通、二通(22)經(jīng)閥(24)與罐(3)噴射管(5)相通、三通(23)經(jīng)閥(25)與排漿口相通；罐(3)內(nèi)流體和固相在泵(2)泵送下，由于吸入嘴(9)的螺旋形均布和噴嘴(11、14)的圓截面切向噴射而得到快速、強力、均勻的渦旋混合，從而配制出優(yōu)質(zhì)的加重鉆井液、水泥漿和壓裂液以用于防噴、固井和壓裂等。
文檔編號B01F3/12GK2609653SQ03244939
公開日2004年4月7日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者孫澤義, 劉壽軍, 梁常飛 申請人:北京康布爾石油技術(shù)發(fā)展有限公司