專利名稱：旋流式凝膠泡沫發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種泡沫發(fā)生器，特別有關于一種在油田生產過程中，對油水井進行調剖作業(yè)時應用的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器。
背景技術：
泡沫作業(yè)技術是針對低壓油氣區(qū)勘探開發(fā)特點全面發(fā)展起來的一門綜合性工業(yè)技術，其包括泡沫鉆井、泡沫洗井、泡沫沖砂、泡沫水泥固井、泡沫壓裂酸化、泡沫試油和泡沫調剖堵水等。在油田生產過程中，常采用調剖工藝改善油水井動用不均的矛盾，調剖工藝是使堵劑凝固或膨脹后，降低高滲層的滲透率，提高注入水在低滲層的驅油作用。其中，堵劑中的泡沫凝膠調剖劑，因具有單位處理體積價格低、地層殘留傷害小、調堵能力強等優(yōu)點，而被現(xiàn)場廣泛應用。在泡沫凝膠調堵的現(xiàn)場應用過程中，需要使用泡沫發(fā)生器使泡沫凝膠調剖劑產生泡沫。目前，國內外普遍應用的泡沫發(fā)生器有攪拌式泡沫發(fā)生器、渦輪式泡沫發(fā)生器、螺旋式泡沫發(fā)生器、孔隙式泡沫發(fā)生器、同心管式泡沫發(fā)生器和擋板式泡沫發(fā)生器等。但是，上述攪拌式泡沫發(fā)生器、螺旋式泡沫發(fā)生器、孔隙式泡沫發(fā)生器、同心管式泡沫發(fā)生器和擋板式泡沫發(fā)生器，對凝膠起泡溶液的剪切作用過大，易使凝膠起泡溶液中的聚合物產生剪切破壞，而導致凝膠起泡溶液不易與氣體混合產生氣泡，因此，不宜用作對油水井進行調剖作業(yè)的凝膠泡沫發(fā)生器來使用。渦輪式泡沫發(fā)生器與其他泡沫發(fā)生器不同，其主要采用的是類似渦輪鉆具中的定子與轉子的結構，其在轉子的內周壁以及定子的外周壁上分別設有旋向相同的螺紋段，這樣當凝膠起泡溶液流經定子與轉子之間的流道時，流道的面積、形狀及方向的變化，可增加氣體與凝膠起泡溶液的混合、碰撞和擠壓的機會，進而形成凝膠泡沫，但是該渦輪式泡沫發(fā)生器，其渦輪組件的制造，尤其是旋向相同的定子與轉子之間的流道的設計加工相對復雜，制造成本相對較高，而且凝膠泡沫溶液流過該流道后的起泡效率一般低于80%，起泡效率不聞。因此，有必要提供一種新型的泡沫發(fā)生器，來克服上述缺陷。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，能夠使凝膠起泡溶液與氣體充分混合、碰撞和擠壓，具有形成凝膠泡沫的平均尺寸小、尺寸分布均勻和混合效率高的優(yōu)點，并且起泡效率較高。本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現(xiàn)本實用新型提供一種旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，所述旋流式凝膠泡沫發(fā)生器包括左端蓋，其上開設有進液口和進氣口 ；螺旋腔體，其一端與所述左端蓋相連，所述螺旋腔體的內周壁上設有內螺紋段，所述螺旋腔體內穿設有螺旋桿，所述螺旋桿上設有外螺紋段，所述外螺紋段的旋向與所述內螺紋段的旋向相反，所述螺旋桿與所述螺旋腔體之間形成有環(huán)形流道，所述環(huán)形流道與所述進液口、所述進氣口相連通；右端蓋，其與所述螺旋腔體的另一端相連，所述右端蓋上開設有出流口，所述出流口與所述環(huán)形流道相連通。在優(yōu)選的實施方式中，所述螺旋腔體包括相連接的柱段螺旋腔體和錐段螺旋腔體，所述柱段螺旋腔體與所述左端蓋相連，所述錐段螺旋腔體與所述右端蓋相連。在優(yōu)選的實施方式中，所述螺旋桿具有一體成型的柱段螺旋桿和錐段螺旋桿，所述柱段螺旋桿位于所述柱段螺旋腔體內，所述錐段螺旋桿位于所述錐段螺旋腔體內。在優(yōu)選的實施方式中，所述螺旋腔體與所述左端蓋相連接的一端設有左卡扣槽，所述右端蓋與所述螺旋腔體相連接的一端設有右卡扣槽，所述左卡扣槽內設有左擋圈，所述右卡扣槽內設有右擋圈，所述螺旋桿的兩端分別通過所述左擋圈和所述右擋圈卡設在所述螺旋腔體內。在優(yōu)選的實施方式中，所述右擋圈包括外圈和設置的所述外圈內的內圈，所述外圈與所述內圈之間通過多個連接筋連接在一起，所述螺旋桿與所述右端蓋相對的一端設有凸柱，所述凸柱穿設在所述內圈中，所述外圈容設在所述右卡扣槽中。在優(yōu)選的實施方式中，所述左擋圈包括外圈和設置在所述外圈內的絲堵，所述外圈與所述絲堵之間通過多個連接筋連接在一起，所述螺旋桿與所述左端蓋相對的一端軸向向內開設有中空槽，所述絲堵密封設置在所述中空槽的開口端，所述外圈容設在所述左卡扣槽內。在優(yōu)選的實施方式中，所述左端蓋與所述螺旋腔體相連的一端徑向向外設有左連接法蘭，所述右端蓋與所述螺旋腔體向連的一端徑向向外設有右連接法蘭，所述螺旋腔體的兩端分別徑向向外設有第一連接法蘭和第二連接法蘭，所述左端蓋與所述螺旋腔體通過所述左連接法蘭與所述第一連接法蘭而連接在一起，所述右端蓋與所述螺旋腔體通過所述右連接法蘭和所述第二連接法蘭而連接在一起。在優(yōu)選的實施方式中，所述柱段螺旋腔體與所述錐段螺旋腔體相連接的一端徑向向外設有第三連接法蘭，所述錐段螺旋腔體與所述柱段螺旋腔體相連接的一端徑向向外設有第四連接法蘭，所述柱段螺旋腔體與所述錐段螺旋腔體之間通過所述第三連接法蘭與所述第四連接法蘭連接在一起。在優(yōu)選的實施方式中，所述左端蓋的下端連接有左支架，所述右端蓋的下端連接有右支架。本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器的特點及優(yōu)點是一、本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，由左端蓋的進液口與進氣口分別通入的凝膠起泡溶液和氣體，在自身流動動力的作用下，可擴張進入螺旋腔體與螺旋桿之間的環(huán)形流道中，因螺旋腔體內周壁的內螺紋段與位于螺旋腔體內的螺旋桿的外螺紋段旋向相反，凝膠起泡溶液和氣體在旋向相反的內螺紋段和外螺紋段的作用下旋流混合，進而產生凝膠泡沫，產生的凝膠泡沫由右端蓋的出流口流出。該旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，由于旋向相反的內螺紋段與外螺紋段的作用，凝膠起泡溶液與氣體可充分混合、碰撞和擠壓，其混合后形成的凝膠泡沫平均尺寸小、尺寸分布均勻，且混合、起泡效率較高，起泡效率可達85% 90%。[0022]二、本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，螺旋腔體由柱段螺旋腔體和錐段螺旋腔體連接組成，螺旋桿由柱段螺旋桿與錐段螺旋桿一體成型，在柱段螺旋腔體與柱段螺旋桿之間的環(huán)形流道面積較大，因此凝膠起泡溶液與氣體的接觸面積相對較大，進而可提高凝膠起泡溶液與氣體的混合效率；另外，錐段螺旋腔體與錐段螺旋桿之間的環(huán)形流道的面積沿著凝膠起泡溶液與氣體的流動方向不斷變小，通過環(huán)形流道的結構變化，可進一步增加凝膠起泡溶液與氣體的接觸與混合，進一步提高起泡效率。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器的側視圖。 圖2為本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器的俯視剖視圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1、2所示，本實用新型提供一種旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其包括左端蓋I、螺旋腔體2和右端蓋3。其中左端蓋I上開設有進液口 11和進氣口 12 ;螺旋腔體2的一端與所述左端蓋I相連，所述螺旋腔體2的內周壁上設有內螺紋段，所述螺旋腔體2內穿設有螺旋桿4，所述螺旋桿4上設有外螺紋段，所述外螺紋段的旋向與所述內螺紋段的旋向相反，所述螺旋桿4與所述螺旋腔體2之間形成有環(huán)形流道21，所述環(huán)形流道21與所述進液口 11、所述進氣口 12相連通；右端蓋3與所述螺旋腔體2的另一端相連，所述右端蓋3上開設有出流口 31，所述出流口 31與所述環(huán)形流道21相連通。具體是，左端蓋I大體呈圓錐體形，其內部中空，于左端蓋I的錐體錐角處開設有進液口 11，進氣口 12開設在左端蓋I的錐體側壁上，進液口 11、進氣口 12分別與左端蓋I的內部相通。在本實施方式中，左端蓋I與螺旋腔體2相連的一端徑向向外設有左連接法蘭13。螺旋腔體2大體呈圓柱筒狀，其中部設有軸向貫通的通孔，螺旋腔體2的內周壁設有內螺紋段；螺旋桿4穿設在螺旋腔體2的通孔中，螺旋桿4上設有與螺旋腔體2內周壁的內螺紋段旋向相反的外螺紋段，螺旋桿4與螺旋腔體2之間形成的環(huán)形空間即為環(huán)形流道21。在本實施方式中，所述螺旋腔體2的兩端分別徑向向外設有第一連接法蘭22和第二連接法蘭23，左端蓋I與螺旋腔體2之間可通過左連接法蘭13與第一連接法蘭22對扣并通過多個連接螺釘穿設在左連接法蘭13與第一連接法蘭22之間而固定連接在一起。右端蓋3大體呈圓柱筒形，自螺旋腔體2與螺旋桿4之間的環(huán)形流道21流出的凝膠泡沫可自右端蓋3的出流口 31流出。在本實施方式中，所述右端蓋3與所述螺旋腔體2相連的一端徑向向外設有右連接法蘭32，右端蓋3與螺旋腔體2之間可通過右連接法蘭32與第二連接法蘭23對扣并通過多個連接螺釘穿設在右連接法蘭32與第二連接法蘭23之間而固定連接在一起。本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，在使用時，將左端蓋I的進液口 11與注入凝膠起泡溶液的高壓泵車管線相連，凝膠起泡溶液從進液口 11流入左端蓋I內；左端蓋I的進氣口 12與氣體注入設備相連，在本實用新型中，向進氣口 12注入的氣體為氮氣。由左端蓋I的進液口 11與進氣口 12分別注入的凝膠起泡溶液和氣體，在自身流動動力的作用下，擴張進入螺旋腔體2與螺旋桿4之間的環(huán)形流道21中，因螺旋腔體2內周壁的內螺紋段與螺旋桿4的外螺紋段旋向相反，凝膠起泡溶液和氣體的混合體在螺旋桿4的外表面的旋流方向與該混合體在螺旋腔體2的內表面的旋流方向相反，也即，在環(huán)形流道21中，存在兩股旋向相反的旋流，凝膠起泡溶液和氣體的混合體在旋向相反的內螺紋段和外螺紋段的作用下旋流混合，進而產生凝膠泡沫，產生的凝膠泡沫由右端蓋3的出流口 31流出。該旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，由于旋向相反的內螺紋段與外螺紋段的作用，凝膠起泡溶液與氣體可充分混合、碰撞和擠壓，使其混合后更易形成凝膠泡沫，并且凝膠起泡溶液與氣體混合后形成的凝膠泡沫平均尺寸小、尺寸分布均勻，且混合、起泡效率較高，起泡效率可達85% 90%。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述螺旋腔體2包括相連接的柱段螺旋腔體24和錐段螺旋腔體25，所述柱段螺旋腔體24與所述左端蓋I相連，所述錐段螺旋腔體25與所述右端蓋3相連。具體是，柱段螺旋腔體24與錐段螺旋腔體25相連接的一端分別徑向向外設有第三連接法蘭26和第四連接法蘭27，柱段螺旋腔體24與錐段螺旋腔體25之間可通過第三連接法蘭26與第四連接法蘭27對扣并通過多個連接螺釘穿設在第三連接法蘭26與第四連接法蘭27之間而固定連接在一起。進一步的，所述螺旋桿4具有一體成型的柱段螺旋桿43和錐段螺旋桿44，所述柱段螺旋桿43位于所述柱段螺旋腔體24內，所述錐段螺旋桿44位于所述錐段螺旋腔體25內。柱段螺旋腔體24與柱段螺旋桿43之間形成的環(huán)形空間、以及錐段螺旋腔體25與錐段螺旋桿44之間形成的環(huán)形空間即為環(huán)形流道21。本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其螺旋腔體2采用柱段螺旋腔體24與錐段螺旋腔體25相結合的結構，由于柱段螺旋腔體24與柱段螺旋桿43之間的環(huán)形空間面積較大，因此，可使首先流入該環(huán)形空間的凝膠起泡溶液與氣體充分混合、碰撞和擠壓，然后再使凝膠起泡溶液與氣體的混合體流入錐段螺旋腔體25與錐段螺旋桿44之間的環(huán)形空間內進一步混合，因錐段螺旋腔體25與錐段螺旋桿44之間的環(huán)形空間的面積沿著凝膠起泡溶液與氣體的混合體的流動方向逐漸變小，經初步混合的凝膠起泡溶液與氣體的混合體在錐段螺旋腔體25與錐段螺旋桿44之間的環(huán)形空間內將進一步接觸混合，以進一步提高起泡效率。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述螺旋腔體2與所述左端蓋I相連接的一端設有左卡扣槽28，所述右端蓋3與所述螺旋腔體2相連接的一端設有右卡扣槽29，所述左卡扣槽28內設有左擋圈7，所述右卡扣槽29內設有右擋圈8，所述螺旋桿2的兩端分別通過所述左擋圈7和所述右擋圈8卡設在所述螺旋腔體2內。[0037]具體是，左卡扣槽28開設在螺旋腔體2的柱段螺旋腔體24 —端的內側壁上，右卡扣槽29開設在右端蓋3與螺旋腔體2的錐段螺旋腔體25相連接一端的內側壁上。左擋圈I包括外圈71和設置在所述外圈71內的絲堵72，所述外圈71與所述絲堵72之間通過多個連接筋73連接在一起，所述螺旋桿4與所述左端蓋I相對的一端軸向向內開設有中空槽41，所述絲堵72密封設置在所述中空槽41的開口端，所述外圈71容設在所述左卡扣槽28內。左擋圈7的外圈71與絲堵72之間形成有環(huán)形通道74，該環(huán)形通道74恰好與環(huán)形流道21相對；螺旋桿4的中空槽41從柱段螺旋桿43 —直延伸至錐段螺旋桿44，中空槽41的設置可相對減輕螺旋桿4的重量；絲堵72用于封堵中空槽41的開口端，以防止自左端蓋I的進液口 11、進氣口 12流入的凝膠起泡溶液和氣體流進中空槽41中，同時，其也起到軸向固定螺旋桿4的作用。右擋圈8包括外圈81和設置的所述外圈81內的內圈82，所述外圈81與所述內圈82之間通過多個連接筋83連接在一起，所述螺旋桿4與所述右端蓋3相對的一端設有凸柱 441,所述凸柱441芽設在所述內圈82中，所述外圈81各設在所述右卡扣槽29中。右擋圈8的外圈81與內圈82之間形成有環(huán)形通道84，該環(huán)形通道84恰好與環(huán)形流道21相對。本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，左擋圈7與右擋圈8用于將螺旋桿4懸設固定在螺旋腔體2中，以使螺旋桿4與螺旋腔體2之間形成環(huán)形流道21。當向左端蓋I的進液口 11和進氣口 12分別灌注凝膠起泡溶液與氮氣時，凝膠起泡溶液與氮氣可自左擋圈7的外圈71與絲堵72之間的環(huán)形通道74流入螺旋腔體2與螺旋體4之間的環(huán)形流道21中，在螺旋腔體2的內螺旋段與螺旋體4的外螺旋段的作用下，凝膠起泡溶液與氮氣充分碰撞混合后形成為凝膠泡沫，該凝膠泡沫沿右擋圈8的外圈81與內圈82之間的環(huán)形通道84流入右端蓋3，進而從右端蓋3的出流口 31流出旋流式凝膠泡沫發(fā)生器。根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述左端蓋I的下端連接有左支架5，所述右端蓋3的下端連接有右支架6。左支架5和右支架6可將本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器支撐起來，方便操作。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據(jù)申請文件公開的內容可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述旋流式凝膠泡沫發(fā)生器包括 左端蓋，其上開設有進液口和進氣口； 螺旋腔體，其一端與所述左端蓋相連，所述螺旋腔體的內周壁上設有內螺紋段，所述螺旋腔體內穿設有螺旋桿，所述螺旋桿上設有外螺紋段，所述外螺紋段的旋向與所述內螺紋段的旋向相反，所述螺旋桿與所述螺旋腔體之間形成有環(huán)形流道，所述環(huán)形流道與所述進液口、所述進氣口相連通； 右端蓋，其與所述螺旋腔體的另一端相連，所述右端蓋上開設有出流口，所述出流口與所述環(huán)形流道相連通。
2.如權利要求I所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述螺旋腔體包括相連接的柱段螺旋腔體和錐段螺旋腔體，所述柱段螺旋腔體與所述左端蓋相連，所述錐段螺旋 腔體與所述右端蓋相連。
3.如權利要求2所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述螺旋桿具有一體成型的柱段螺旋桿和錐段螺旋桿，所述柱段螺旋桿位于所述柱段螺旋腔體內，所述錐段螺旋桿位于所述錐段螺旋腔體內。
4.如權利要求I所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述螺旋腔體與所述左端蓋相連接的一端設有左卡扣槽，所述右端蓋與所述螺旋腔體相連接的一端設有右卡扣槽，所述左卡扣槽內設有左擋圈，所述右卡扣槽內設有右擋圈，所述螺旋桿的兩端分別通過所述左擋圈和所述右擋圈卡設在所述螺旋腔體內。
5.如權利要求4所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述右擋圈包括外圈和設置的所述外圈內的內圈，所述外圈與所述內圈之間通過多個連接筋連接在一起，所述螺旋桿與所述右端蓋相對的一端設有凸柱，所述凸柱穿設在所述內圈中，所述外圈容設在所述右卡扣槽中。
6.如權利要求4所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述左擋圈包括外圈和設置在所述外圈內的絲堵，所述外圈與所述絲堵之間通過多個連接筋連接在一起，所述螺旋桿與所述左端蓋相對的一端軸向向內開設有中空槽，所述絲堵密封設置在所述中空槽的開口端，所述外圈容設在所述左卡扣槽內。
7.如權利要求I所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述左端蓋與所述螺旋腔體相連的一端徑向向外設有左連接法蘭，所述右端蓋與所述螺旋腔體向連的一端徑向向外設有右連接法蘭，所述螺旋腔體的兩端分別徑向向外設有第一連接法蘭和第二連接法蘭，所述左端蓋與所述螺旋腔體通過所述左連接法蘭與所述第一連接法蘭而連接在一起，所述右端蓋與所述螺旋腔體通過所述右連接法蘭和所述第二連接法蘭而連接在一起。
8.如權利要求2所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述柱段螺旋腔體與所述錐段螺旋腔體相連接的一端徑向向外設有第三連接法蘭，所述錐段螺旋腔體與所述柱段螺旋腔體相連接的一端徑向向外設有第四連接法蘭，所述柱段螺旋腔體與所述錐段螺旋腔體之間通過所述第三連接法蘭與所述第四連接法蘭連接在一起。
9.如權利要求I所述的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其特征在于，所述左端蓋的下端連接有左支架，所述右端蓋的下端連接有右支架。
專利摘要本實用新型公開了一種旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，其包括左端蓋，其上開設有進液口和進氣口；螺旋腔體，其一端與所述左端蓋相連，所述螺旋腔體的內周壁上設有內螺紋段，所述螺旋腔體內穿設有螺旋桿，所述螺旋桿上設有外螺紋段，所述外螺紋段的旋向與所述內螺紋段的旋向相反，所述螺旋桿與所述螺旋腔體之間形成有環(huán)形流道，所述環(huán)形流道與所述進液口、所述進氣口相連通；右端蓋，其與所述螺旋腔體的另一端相連，所述右端蓋上開設有出流口，所述出流口與所述環(huán)形流道相連通。本實用新型的旋流式凝膠泡沫發(fā)生器，能夠使凝膠起泡溶液與氣體充分混合、碰撞和擠壓，具有形成凝膠泡沫的平均尺寸小、尺寸分布均勻和混合效率高的優(yōu)點，并且起泡效率較高。
文檔編號B01F5/00GK202478835SQ20122011943
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權日2012年3月27日
發(fā)明者于浩, 劉江玲, 王堯, 秦洪巖, 許丹, 郎寶山 申請人:中國石油天然氣股份有限公司