環隙式泡沫鑽井機械消泡器的製作方法

2023-07-24 01:37:56

專利名稱：環隙式泡沫鑽井機械消泡器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鑽探機具，尤其是泡沫鑽井過程中的機械消泡的裝置。
背景技術：
消泡是泡沫鑽井技術的重要組成部分，目前常用的消泡方法主要有物理法和化學 法。物理法主要是利用溫度、壓力的變化或機械外力使泡沫消除，化學法則是通過化學消泡 劑進行消泡。化學消泡法是一種行之有效的方法，可快速消泡，但消泡劑的加入會使泡沫 基液的發泡能力和穩定性急劇下降。因此為使消泡後的泡沫基液能夠回收利用，必須採用 物理消泡法。國內一些油田在經過一定的研究和實踐後，也提出了一些物理消泡裝置或方 法，如離心消泡法、熱力消泡法等，但由於結構設計原因，消泡效率較低，遠不能滿足泡沫鑽 井施工實際消泡需求。尤其大尺寸井眼，為滿足攜巖要求，泡沫排量大，粘度高，消泡更為困 難。

發明內容
本發明的目的就在於克服上述現有技術中化學法影響泡沫基液性能，物理法消泡 效率低的缺陷，提供一種具有較高消泡效率的環隙式泡沫鑽井機械消泡器。本發明的目的是通過以下技術方案實現的環隙式泡沫鑽井機械消泡器，是由泡沫接收管1通過螺栓與本體2連接，本體2通 過螺栓與固定件3連接，左配氣座4設有凸臺，固定件3通過螺栓與左配氣座4連接，左殼 體6的一端設有臺階，左配氣座4通過螺栓固定在臺階上，連接件7的一端通過螺栓與左殼 體6連接，連接件7的另一端通過螺栓與右配氣座8連接，右殼體9通過螺栓與右配氣座8 連接，後噴體10通過螺栓與右殼體9連接，擴散管11通過法蘭與後噴體10連接，喉管5的 內表面與本體2的外表面構成的環狀空隙為左拉伐爾噴管18，喉管5與後噴體10之間構成 的空隙為右拉伐爾噴管19，由本體2、固定件3、左配氣座4和喉管5組成的環形空間為第一 空腔14，第一空腔14與左拉伐爾噴管18連通，由左配氣座4、喉管5和左殼體6組成的環 形空間為第二空腔15，左殼體6設有與第二空腔15連通的左進氣管12，第二空腔15與第 一空腔14通過左配氣座4所設的中間孔連通，由左殼體6、連接件7、右配氣座8和喉管5 組成的環形空間為第三空腔16，第三空腔16與右拉伐爾噴管19連通，由右配氣座8、右殼 體9和後噴體10組成的環形空間為第四空腔17，右殼體9設有與第四空腔17連通的左進 氣管13，第三空腔16與第四空腔17通過右配氣座8所設的中間孔連通構成。由本體2、喉管5、後噴體10和擴散管11共同構成的內圓錐面與中心線的夾角 5-10°。喉管5的內表面是按維託辛斯基曲線設計的曲面，後噴體10的內表面與喉管5的 內表面結構相同。左配氣座4和左殼體6與喉管5靜配合連接，右配氣座8和右殼體9與 後噴體10靜配合連接。有益效果本發明克服了現有技術中化學法影響泡沫基液性能和物理法消泡效率 低的缺陷，利用超音速氣流噴射產生真空使泡沫膨脹破裂，同時利用高速氣流與泡沫流體能量交換過程中產生的剪切力使泡沫剪切破裂。由於採用了雙級環隙式拉伐爾噴管設計， 消泡器內部形成較廣的真空區和較高的真空度，消泡效率大幅度提高。解決了大尺寸井眼， 泡沫排量大，粘度高，消泡困難的問題。


圖1環隙式泡沫鑽井機械消泡器結構2為附圖1中左拉伐爾噴管18的放大3為附圖1中右拉伐爾噴管19的放大圖1泡沫接收管，2本體，3固定件，4左配氣座，5喉管，6左殼體，7連接件，8右配氣 座，9右殼體，10後噴體，11擴散管，12左進氣管，13右進氣管，14第一空腔，15第二空腔，16 第三空腔，17第四空腔，18左拉伐爾噴管，19右拉伐爾噴管
具體實施例方式下面結合附圖和實施例做進一步的詳細說明環隙式泡沫鑽井機械消泡器，是由泡沫接收管1通過螺栓與本體2連接，本體2通 過螺栓與固定件3連接，左配氣座4設有凸臺，固定件3通過螺栓與左配氣座4連接，左殼 體6的一端設有臺階，左配氣座4通過螺栓固定在臺階上，連接件7的一端通過螺栓與左殼 體6連接，連接件7的另一端通過螺栓與右配氣座8連接，右配氣座8固定在右殼體9臺階 上，後噴體10通過螺栓與右殼體9連接，擴散管11通過法蘭與後噴體10連接，後噴體10 內壁與擴散管11內壁相切，連接後形成光滑的流道。由本體2、喉管5、後噴體10和擴散管 11共同構成的內圓錐面與中心線的夾角5-10°。喉管5的內表面是按維託辛斯基曲線設 計的曲面，後噴體10的內表面與喉管5的內表面結構相同。左配氣座4和左殼體6與喉管 5靜配合連接，右配氣座8和右殼體9與後噴體10靜配合連接。喉管5的內表面與本體2 的外表面構成的環狀空隙為左拉伐爾噴管18，喉管5與後噴體10之間構成的空隙為右拉 伐爾噴管19，由本體2、固定件3、左配氣座4和喉管5組成的環形空間為第一空腔14，第一 空腔14與左拉伐爾噴管18連通，由左配氣座4、喉管5和左殼體6組成的環形空間為第二 空腔15，左殼體6設有與第二空腔15連通的左進氣管12，第二空腔15與第一空腔14通過 左配氣座4所設的中間孔連通，由左殼體6、連接件7、右配氣座8和喉管5組成的環形空間 為第三空腔16，第三空腔16與右拉伐爾噴管19連通，由右配氣座8、右殼體9和後噴體10 組成的環形空間為第四空腔17，右殼體9設有與第四空腔17連通的左進氣管13，第三空腔 16與第四空腔17通過右配氣座8所設的中間孔連通構成。實施例1環隙式泡沫鑽井機械消泡器，是由泡沫接收管1通過螺栓與本體2連接，本體2通 過螺栓與固定件3連接，左配氣座4設有凸臺，固定件3通過螺栓與左配氣座4連接，左殼 體6的一端設有臺階，左配氣座4通過螺栓固定在臺階上，連接件7的一端通過螺栓與左殼 體6連接，連接件7的另一端通過螺栓與右配氣座8連接，右配氣座8固定在右殼體9臺階 上，後噴體10通過螺栓與右殼體9連接，擴散管11通過法蘭與後噴體10連接，後噴體10 內壁與擴散管11內壁相切，連接後形成光滑的流道。由本體2、喉管5、後噴體10和擴散管 11共同構成的內圓錐面與中心線的夾角5°。喉管5的內表面是按維託辛斯基曲線設計的曲面，後噴體10的內表面與喉管5的內表面結構相同。左配氣座4和左殼體6與喉管5靜 配合連接，右配氣座8和右殼體9與後噴體10靜配合連接。喉管5的內表面與本體2的外 表面構成的環狀空隙為左拉伐爾噴管18，喉管5與後噴體10之間構成的空隙為右拉伐爾 噴管19，由本體2、固定件3、左配氣座4和喉管5組成的環形空間為第一空腔14，第一空腔 14與左拉伐爾噴管18連通，由左配氣座4、喉管5和左殼體6組成的環形空間為第二空腔 15，左殼體6設有與第二空腔15連通的左進氣管12，第二空腔15與第一空腔14通過左配 氣座4所設的中間孔連通，由左殼體6、連接件7、右配氣座8和喉管5組成的環形空間為第 三空腔16，第三空腔16與右拉伐爾噴管19連通，由右配氣座8、右殼體9和後噴體10組成 的環形空間為第四空腔17，右殼體9設有與第四空腔17連通的左進氣管13，第三空腔16 與第四空腔17通過右配氣座8所設的中間孔連通構成。氣體分別從進氣管12和進氣管13進入環形空腔15和環形空腔17，經過配氣座4 和配氣座8配氣後，分別進入環形空腔14和環形空腔16，然後通過左拉伐爾噴管18和右拉 伐爾噴管19以超音速的流速噴出，噴出後的氣流分別沿喉管5內壁和後噴體10內壁附壁 流動，在本體2、喉管5、後噴體10內部產生真空區。泡沫從泡沫進液管1進入後，在負壓作 用下膨脹破裂。由於附壁氣流具有較高的動能，當泡沫流體經過喉管5及後噴體10時，泡 沫流體與高速氣流接觸並發生能量交換，產生剪切力，將泡沫剪切破碎。消泡後的泡沫基液 流經擴散管11時壓力逐漸恢復至常壓，最後由擴散管11排出。實施例2環隙式泡沫鑽井機械消泡器，是由泡沫接收管1通過螺栓與本體2連接，本體2通 過螺栓與固定件3連接，左配氣座4設有凸臺，固定件3通過螺栓與左配氣座4連接，左殼 體6的一端設有臺階，左配氣座4通過螺栓固定在臺階上，連接件7的一端通過螺栓與左殼 體6連接，連接件7的另一端通過螺栓與右配氣座8連接，右配氣座8固定在右殼體9臺階 上，後噴體10通過螺栓與右殼體9連接，擴散管11通過法蘭與後噴體10連接，後噴體10 內壁與擴散管11內壁相切，連接後形成光滑的流道。由本體2、喉管5、後噴體10和擴散管 11共同構成的內圓錐面與中心線的夾角10°。喉管5的內表面是按維託辛斯基曲線設計 的曲面，後噴體10的內表面與喉管5的內表面結構相同。左配氣座4和左殼體6與喉管5 靜配合連接，右配氣座8和右殼體9與後噴體10靜配合連接。喉管5的內表面與本體2的 外表面構成的環狀空間為左拉伐爾噴管18，喉管5與後噴體10之間構成的空間為右拉伐 爾噴管19，由本體2、固定件3、左配氣座4和喉管5組成的環形空間為第一空腔14，第一空 腔14與左拉伐爾噴管18連通，由左配氣座4、喉管5和左殼體6組成的環形空間為第二空 腔15，左殼體6設有與第二空腔15連通的左進氣管12，第二空腔15與第一空腔14通過左 配氣座4所設的中間孔連通，由左殼體6、連接件7、右配氣座8和喉管5組成的環形空間為 第三空腔16，第三空腔16與右拉伐爾噴管19連通，由右配氣座8、右殼體9和後噴體10組 成的環形空間為第四空腔17，右殼體9設有與第四空腔17連通的左進氣管13，第三空腔16 與第四空腔17通過右配氣座8所設的中間孔連通構成。氣體分別從徑向進氣管12和徑向進氣管13進入環形空腔15和環形空腔17，經過 配氣座4和配氣座8配氣後，分別進入環形空腔14和環形空腔16，然後通過左拉伐爾噴管 18和右拉伐爾噴管19以超音速的流速噴出，噴出後的氣流分別沿喉管5內壁和後噴體10 內壁附壁流動，在本體2、喉管5、後噴體10內部產生真空區。泡沫從泡沫進液管1進入後，在負壓作用下膨脹破裂。由於附壁氣流具有較高的動能，當泡沫流體經過喉管5及後噴體 10時，泡沫流體與高速氣流接觸並發生能量交換，產生剪切力，將泡沫剪切破碎。消泡後的 泡沫基液流經擴散管11時壓力逐漸恢復至常壓，最後由擴散管11排出。
權利要求
一種環隙式泡沫鑽井機械消泡器，其特徵在於，是由泡沫接收管(1)通過螺栓與本體(2)連接，本體(2)通過螺栓與固定件(3)連接，左配氣座(4)設有凸臺，固定件(3)通過螺栓與左配氣座(4)連接，左殼體(6)的一端設有臺階，左配氣座(4)通過螺栓固定在臺階上，連接件(7)的一端通過螺栓與左殼體(6)連接，連接件(7)的另一端通過螺栓與右配氣座(8)連接，右配氣座(8)固定在右殼體(9)臺階上，後噴體(10)通過螺栓固定在右殼體(9)下臺階上，擴散管(11)通過法蘭與後噴體(10)連接，喉管(5)的內表面與本體(2)的外表面構成的環狀空隙為左拉伐爾噴管(18)，喉管(5)與後噴體(10)之間構成的空隙為右拉伐爾噴管(19)，由本體(2)、固定件(3)、左配氣座(4)和喉管(5)組成的環形空間為第一空腔(14)，第一空腔(14)與左拉伐爾噴管(18)連通，由左配氣座(4)、喉管(5)和左殼體(6)組成的環形空間為第二空腔(15)，左殼體(6)設有與第二空腔(15)連通的左進氣管(12)，第二空腔(15)與第一空腔(14)通過左配氣座(4)所設的中間孔連通，由左殼體(6)、連接件(7)、右配氣座(8)和喉管(5)組成的環形空間為第三空腔(16)，第三空腔(16)與右拉伐爾噴管(19)連通，由右配氣座(8)、右殼體(9)和後噴體(10)組成的環形空間為第四空腔(17)，右殼體(9)設有與第四空腔(17)連通的左進氣管(13)，第三空腔(16)與第四空腔(17)通過右配氣座(8)所設的中間孔連通構成。
2.按照權利要求1所述的環隙式泡沫鑽井機械消泡器，其特徵在於，由本體(2)、喉管 (5)、後噴體(10)和擴散管(11)共同構成的內圓錐面與中心線的夾角5-10°。
3.按照權利要求1所述的環隙式泡沫鑽井機械消泡器，其特徵在於，喉管(5)的內表面 是按維託辛斯基曲線設計的曲面，後噴體(10)的內表面與喉管(5)的內表面結構相同。
4.按照權利要求1所述的環隙式泡沫鑽井機械消泡器，其特徵在於，左配氣座(4)和左 殼體(6)與喉管(5)靜配合連接，右配氣座(8)和右殼體(9)與後噴體(10)靜配合連接。
全文摘要
本發明涉及一種環隙式泡沫鑽井機械消泡器。是由泡沫接收管與本體連接，本體與固定件連接，固定件與左配氣座連接，左殼體經連接件與右配氣座連接，右配氣座固定在右殼體臺階上，後噴體通過螺栓與右殼體連接，擴散管通過法蘭與後噴體連接，喉管與本體構成左拉伐爾噴管，喉管與後噴體構成右拉伐爾噴管，裝置設有四個空腔，左拉伐爾噴管經第二空腔與左進氣管連通，右拉伐爾噴管經第四空腔與左進氣管連通構成。克服了現有技術中化學法影響泡沫基液性能和物理法消泡效率低的缺陷，由於採用了雙級環隙式拉伐爾噴管設計，消泡器內部形成較廣的真空區和較高的真空度，消泡效率大幅度提高。解決了大尺寸井眼，泡沫排量大，粘度高，消泡困難的問題。
文檔編號E21B21/06GK101994492SQ201010520860
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者孫友宏, 曹品魯, 鄭治川, 陳寶義 申請人:吉林大學