專利名稱：超能混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能實(shí)現(xiàn)液體與粉末高速混合的超能混合器，屬 油氣田固井用機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。
技術(shù)背景
油氣田在進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，對(duì)水泥漿密度的控制有著嚴(yán)格的要求， 所使用的固井水泥漿，應(yīng)具有較高的抗壓強(qiáng)度。目前，油氣田廣泛使用 的混漿裝置都是采用托拉多混合器、高能混合器等。托拉多混合器結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，但水泥漿混合后密度不均勻，工作勞動(dòng)強(qiáng)度大，水泥漿中含氣量 高，阻力大，流動(dòng)性不好，硬化后強(qiáng)度低，不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制等缺點(diǎn)。 高能混合器雖能克服以上部分缺點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)下的計(jì)算機(jī)控制， 但由于它的清水噴射槍工作時(shí)易產(chǎn)生較大的負(fù)壓，造成控水與控灰相互 干涉，清水供應(yīng)壓力小時(shí)霧化效果不好，對(duì)清水噴射泵壓力的依賴性過 大。同時(shí)，由于循環(huán)漿通道一端有外壁沿軸線漸收形成與混合腔相通的 錐形過度腔，使得水泥漿二次混合時(shí)呈一定角度進(jìn)入混合腔，與清水噴 射槍呈一定角度所噴進(jìn)入混合腔的清水交叉形成反射阻力點(diǎn)，進(jìn)而造成 反漿和堵灰的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種通過設(shè)置在清水噴射槍上的伸縮 換能器和振動(dòng)片，使混合器的清水噴射槍在工作時(shí)所噴的清水充分霧 化，形成汽溶膠流體狀態(tài)后，與氣溶膠流體狀態(tài)的水泥干灰在混合腔中 相溶混合，進(jìn)行水合反應(yīng)，同時(shí)通過灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道與混合腔直接連接的方式，以解決現(xiàn)有清水噴射槍工作時(shí)易產(chǎn)生較大的 負(fù)壓，對(duì)清水噴射泵壓力的依賴性過大，以及水泥漿二次混合時(shí)與清水 交叉形成反射阻力點(diǎn)，造成返漿和堵灰問題的超能混合器。 本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的 該超能混合器由清水霧化噴槍、灰道管、水泥槳二次混合循環(huán)通道、 混合腔構(gòu)成，其特征在于混合腔與灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道 貫通連接，清水霧化噴槍上與進(jìn)水口相對(duì)的一側(cè)裝有伸縮換能裝置，清 水霧化噴槍內(nèi)的調(diào)節(jié)絲桿的錐形噴頭上制有安裝絲桿，安裝絲桿上裝有 振動(dòng)片。
所述的伸縮換能裝置由輻射桿、換能器、換能器安裝座、卡箍構(gòu)成， 換能器安裝座上套裝有卡箍，換能器安裝座下端裝有換能器，換能器上 固裝有輻射桿。
所述的振動(dòng)片為一制有中心孔的圓形金屬件，經(jīng)夾持片和螺母固裝 在安裝絲桿上。
所述的換能器為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸縮換能器。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果
(1) 、節(jié)能通過伸縮換能器和清水霧化噴槍上的振動(dòng)片，使進(jìn)入混 合腔的高壓水充分霧化，使氣溶膠狀的水泥干灰與汽溶膠霧化清水相溶 性好、擴(kuò)散快、混合速度高、混合完全，最大限度地把噴射泵的動(dòng)能轉(zhuǎn) 變成擴(kuò)散滲透能量，因而可減少后期攪拌和過高的循環(huán)泵能量。
(2) 、環(huán)保清水霧化噴槍中的超能振動(dòng)能量使空氣與干灰分離，減 少干灰粉塵的排放污染。
(3) 、易于自動(dòng)控制克服了高能混合器中過高的負(fù)壓造成的控水與控灰的干涉，能快速適應(yīng)供灰狀態(tài)的變化，克服返漿和堵灰問題，使控 制變得相對(duì)容易。
(4) 、混合能力高 一方面氣溶膠態(tài)干灰與汽溶膠態(tài)的霧化水混合速 度高，另一方面水泥漿二次混合由于省去了水泥漿二次混合循環(huán)通道與 混合腔之間的錐形過度腔，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，避免了現(xiàn)有水泥漿 二次進(jìn)入混合腔時(shí)與清水交叉形成反射阻力點(diǎn)，造成反漿和堵灰的問 題。
(5) 、水泥含氣量低，固化強(qiáng)度高因擴(kuò)散管末端預(yù)制層流進(jìn)入渦流 罐除氣桶時(shí)強(qiáng)大的離心力使氣液分層的氣體與混合液分離，使混合液中 氣量降低，同時(shí)由超能混合使水泥水合完全，因而固化強(qiáng)度高。


圖1為超能混合器的軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2為圖1的A—A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為伸縮換能器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、伸縮換能裝置，2、清水霧化噴te， 3、灰道管，4、水泥 槳二次混合循環(huán)通道，5、混合腔，6、振動(dòng)片，7、調(diào)節(jié)輪，8、錐形噴 頭，9、安裝絲桿，10、換能器，11、卡箍，12、換能器安裝座，13、 輻射桿，14、調(diào)節(jié)絲桿，15、進(jìn)灰口， 16、出灰口， 17、噴漿口， 18、 進(jìn)水口， 19、水槍錐形噴口。
具體實(shí)施方式
該超能混合器由混合腔5，向混合腔5注入高壓水的清水霧化噴槍 2，呈彎形狀的灰道管3，將初次混合的水泥漿再次引入混合腔5的水泥 漿二次混合循環(huán)通道4構(gòu)成。灰道管3的上端為進(jìn)灰口 15，灰道管3的 下端為出灰口 16，水泥漿二次混合循環(huán)通道4套裝在灰道管3上，水泥漿二次混合循環(huán)通道4的噴漿口 17與灰道管3的出灰口 16平齊，正方 體的混合腔5通過焊接直接與灰道管3和水泥漿二次混合循環(huán)通道4貫 通連接。
清水霧化噴槍2的一端嵌裝在灰道管3內(nèi)，清水霧化噴槍2的另一 端設(shè)置在灰道管3外部，外部的清水霧化噴槍2上制有進(jìn)水口 18，與進(jìn) 水口 18相對(duì)的另一側(cè)安裝有伸縮換能裝置1，并與清水霧化噴槍2貫通 連接。
清水霧化噴槍2內(nèi)安裝有調(diào)節(jié)水量的調(diào)節(jié)絲桿14,調(diào)節(jié)絲桿14的 一端固裝有錐形噴頭8，錐形噴頭8上制有安裝絲桿9，安裝絲桿9上 裝有振動(dòng)片6，調(diào)節(jié)絲桿14的另一端裝有調(diào)節(jié)輪7。振動(dòng)片6為一制有 中心孔的圓形金屬件，振動(dòng)片6通過夾持片和螺母固裝在安裝絲桿9上 (參見附圖l一2)。
伸縮換能裝置1由輻射桿13，換能器IO，卡箍ll，換能器安裝座 12構(gòu)成，卡箍11套裝在換能器安裝座12上，換能器安裝座12內(nèi)部的 下端裝有換能器10，所述的換能器10為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸 縮換能器。換能器10上固裝有輻射桿13并于調(diào)節(jié)絲桿14緊密接觸。 工作時(shí)，通過電能驅(qū)動(dòng)使換能器10產(chǎn)生高頻聲波振動(dòng)，進(jìn)而使輻射桿 13產(chǎn)生高頻聲波振動(dòng)，從而將換能器10振動(dòng)能量通過調(diào)節(jié)絲桿14傳遞 到振動(dòng)片6上，以引動(dòng)振動(dòng)片6振動(dòng)，達(dá)到將進(jìn)入混合腔5的高壓水充 分霧化的目的(參見附圖3)。
該超能混合器工作時(shí)，溶膠流體狀態(tài)的水泥干灰通過灰道管3上端 的進(jìn)灰口 15進(jìn)入灰道管3，由灰道管3下端的出灰口 16進(jìn)入混合腔5 內(nèi)。高壓清水由噴射泵經(jīng)清水霧化噴槍2進(jìn)入混合腔5內(nèi)，同時(shí)啟動(dòng)伸 縮換能裝置1引動(dòng)振動(dòng)片6振動(dòng)，進(jìn)入混合腔5內(nèi)的高壓清水首先噴射到振動(dòng)片6上，在伸縮換能裝置1和振動(dòng)片6的共同作用下，進(jìn)入混合 腔5內(nèi)的高壓清水充分霧化形成汽溶膠狀態(tài)，與氣溶膠狀態(tài)的水泥干灰 進(jìn)行快速初次混合，并與初次混合好后，由水泥漿二次混合循環(huán)通道4 經(jīng)噴漿口 17再次進(jìn)入混合腔5的渦流狀水泥漿再次混合，然后進(jìn)入渦 流罐(圖中未畫出)，在渦流罐中旋轉(zhuǎn)脫氣，并繼續(xù)混合，充分完成水 泥漿混合過程后通過柱塞泵(圖中未畫出)打入井下。
本實(shí)用新型的伸縮換能裝置1和振動(dòng)片6，使混合器的清水霧化噴 槍2工作時(shí)所噴的高壓清水充分霧化，形成汽溶膠流體狀態(tài)后，與氣溶 膠流體狀態(tài)的水泥干灰在混合腔5中相溶混合，進(jìn)行水合反應(yīng)。解決了 現(xiàn)有清水霧化噴槍2工作時(shí)易產(chǎn)生較大的負(fù)壓，對(duì)清水噴射泵壓力的依 賴性過大的問題。同時(shí)，通過灰道管3和水泥漿二次混合循環(huán)通道4與 混合腔5直接貫通連接的方式，省去了現(xiàn)有混合器的過渡腔，在降低生 產(chǎn)成本的同時(shí)，解決了現(xiàn)有混合器在水泥漿二次混合時(shí)與清水交叉形成 反射阻力點(diǎn)，造成反漿和堵灰的問題。
權(quán)利要求1、一種超能混合器，它由清水霧化噴槍(2)、灰道管(3)、水泥漿二次混合循環(huán)通道(4)、混合腔(5)構(gòu)成，其特征在于混合腔(5)與灰道管(3)和水泥漿二次混合循環(huán)通道(4)貫通連接，清水霧化噴槍(2)上與進(jìn)水口(18)相對(duì)的一側(cè)裝有伸縮換能裝置(1)，清水霧化噴槍(2)內(nèi)的調(diào)節(jié)絲桿(14)的錐形噴頭(8)上制有安裝絲桿(9)，安裝絲桿(9)上裝有振動(dòng)片(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超能混合器，其特征在于所述的伸縮 換能裝置(1)由輻射桿(13)、換能器(10)、卡箍(11)和換能器安 裝座(12)構(gòu)成，換能器安裝座(12)上套裝有卡箍(11)，換能器安 裝座(12)下端裝有換能器(10)，換能器(10)上固裝有輻射桿(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超能混合器，其特征在于所述的振動(dòng) 片(6)為一制有中心孔的圓形金屬件，經(jīng)夾持片和螺母固裝在安裝絲 桿(9)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超能混合器，其特征在于所述的換能 器(10)為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸縮換能器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能實(shí)現(xiàn)液體與粉末高速混合的超能混合器，屬油氣田固井用機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。它由清水霧化噴槍、灰道管、水泥漿二次混合循環(huán)通道、混合腔等構(gòu)成?；旌锨慌c灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道貫通連接，清水霧化噴槍上與進(jìn)水口相對(duì)的一側(cè)裝有伸縮換能器，清水霧化噴槍內(nèi)的調(diào)節(jié)絲桿的錐形噴頭上制有安裝絲桿，安裝絲桿上裝有振動(dòng)片。本實(shí)用新型的伸縮換能器和振動(dòng)片工作時(shí)能將進(jìn)入混合腔的高壓清水充分霧化，與水泥干灰充分進(jìn)行混合，解決了現(xiàn)有清水霧化噴槍工作時(shí)易產(chǎn)生較大的負(fù)壓，對(duì)清水噴射泵壓力的依賴性過大，以及現(xiàn)有混合器在水泥漿二次混合時(shí)易形成反射阻力點(diǎn)，造成反漿和堵灰的問題。特別適用油氣田固井混漿使用。
文檔編號(hào)E21B33/13GK201428424SQ20092016213
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者鐘德興, 鐘江漢 申請(qǐng)人:鐘德興;鐘江漢