專(zhuān)利名稱(chēng)：逆向旋流多蝸殼混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種混合設(shè)備，它是一種將兩相流或單相流液體與散狀粉末或顆粒固相物料均勻混合的設(shè)備。
我國(guó)油田用于固井作業(yè)的水泥車(chē)上的水泥與水混合的混合器大多是噴射式混合器。其主要缺陷是制漿量小，漿液密度和流量調(diào)節(jié)困難，噴射泵工作壓力高功耗大。
近年來(lái)我國(guó)油田已從美國(guó)進(jìn)口道威爾·施魯周伯格公司的CPT986水泥車(chē)，該車(chē)中的水泥漿混合器是一種單旋流、單蝸殼混合器。經(jīng)檢索知，該公司在我國(guó)申請(qǐng)了名為“混料器”的專(zhuān)利，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N87103998A。該混料器(本文稱(chēng)混合器)的結(jié)構(gòu)(


圖1所示)包括一個(gè)渦室(本文稱(chēng)進(jìn)液蝸殼)，它包含一個(gè)兩相流或單相流液體進(jìn)口，進(jìn)口的中心線至蝸殼的中心線有一段足夠大的距離、一個(gè)輸料管3′、一個(gè)下流管4(本文稱(chēng)混合管)，該混合管有足夠的長(zhǎng)度、一個(gè)過(guò)渡錐管6。該過(guò)渡錐管的上部大端聯(lián)接蝸室之出口，其下部小端聯(lián)接下流管，并且，輸料管下端出口低于過(guò)渡錐管的上部下端面，而高于該錐管下部小端面。此外，該混合器還包括一個(gè)泥漿池，下流管則位于該泥漿池中，并將制好的水泥漿排于其中。
道威爾公司的混合器克服了噴射式混合器之許多不足之處，尤其是噴射泵工作壓力低，功耗小，但是它仍存在著下述的缺陷粉末狀的固相物料從輸料管上端進(jìn)入，從下端排出，而輸料管下端面位于進(jìn)液蝸殼的過(guò)渡錐管的大、小端之間。液相液體進(jìn)入進(jìn)液蝸殼后形成旋流，并經(jīng)過(guò)過(guò)渡錐管加速流至混合管中與無(wú)旋流即直線流動(dòng)的粉狀固相物料混合。這種混合效果雖大有提高，但仍不夠理想，尤其是固相物料流量很大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生混合不勻，固相物料從混合管出口排至泥漿池中。
本實(shí)用新型的目的是對(duì)美國(guó)道威爾公司的混合器的缺陷和不足加以改進(jìn)，為油田提供一種混合效果更加均勻的液、固(粉末或顆粒)兩相混合器。
本實(shí)用新型混合器(圖3和4所示)的進(jìn)液蝸殼的同軸上方增加一個(gè)或兩個(gè)與進(jìn)液蝸殼旋向相反的進(jìn)料蝸殼2或2和7，其出口與旋噴料管3或3和9相接。于是粉末狀固相物料經(jīng)過(guò)進(jìn)料蝸殼，旋噴料管內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)與液相旋流旋向相反的固相旋流或合成固相旋流，該旋流流出管口后，沿直線向四周散開(kāi)與液相旋流相互對(duì)撞，并在混合管中得到充分混合，即可實(shí)現(xiàn)上述之目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是道威爾混合器主體示意圖。其中
圖1(a)為主視圖；
圖1(b)為
圖1(a)之A向視圖。
圖2是道威爾混合器中之單箱式泥漿池之示意圖。其中圖2(a)為主視圖；圖2(b)為右側(cè)視圖；圖2(c)為俯視圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一逆向旋流雙蝸殼混合器主體之示意圖。其中圖3(a)為主視圖；圖3(b)為圖3(a)之A向視圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二逆向旋流叁蝸殼混合器主體的示意圖。其中圖4(a)為主視圖；圖4(b)為圖4(a)之A向視圖。
圖5是本實(shí)用新型中的馬鞍形泥漿池及混合器總體示意圖。其中圖5(a)為正視圖；圖5(b)為俯視圖。
參看
圖1。圖中1為進(jìn)液蝸殼；3′為輸料管；4為混合管；6為過(guò)渡錐管。
參看圖3。圖中1為進(jìn)液蝸殼；2為進(jìn)料蝸殼；3為旋噴料管；4為混合管；5為進(jìn)料蝸殼內(nèi)的錐管；6為過(guò)渡錐管。
為了解決道威爾混合器中固相輸料管中物料無(wú)旋直線流動(dòng)之不足，可采用圖3中所示之實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)方式。即在進(jìn)液蝸殼1的同軸線上方增加一個(gè)進(jìn)料蝸殼2，進(jìn)料蝸殼包含有一個(gè)散狀料固線顆粒固相物料進(jìn)口，進(jìn)口的中心線至蝸殼中心線有足夠的距離，進(jìn)料蝸殼2與進(jìn)液蝸殼1的旋轉(zhuǎn)方向相反，并且進(jìn)料蝸殼2內(nèi)部的下方有一個(gè)錐管5，其上部大端與進(jìn)料蝸殼出口相接，其下部小端與旋噴料管3相接，而且旋噴料管3的下端出口B低于進(jìn)液蝸殼1之過(guò)渡錐管6的下部小端面一段距離。
由于有進(jìn)料蝸殼2和進(jìn)液蝸殼1兩個(gè)蝸殼，而且其旋流方向相反，故稱(chēng)其為逆向旋流雙蝸殼混合器。當(dāng)進(jìn)入進(jìn)液蝸殼后產(chǎn)生某一旋向的旋流，并經(jīng)過(guò)渡錐管6加速后至該錐管出口的液相旋流與進(jìn)入進(jìn)料蝸殼中產(chǎn)生相反旋流，并經(jīng)過(guò)旋噴料管3出口的固相旋流在混合管4充分混合后排出。
當(dāng)需要固相物料加入量大時(shí)，往往需要兩臺(tái)氣動(dòng)下灰車(chē)同時(shí)供料。對(duì)道威爾混合器來(lái)說(shuō)，這時(shí)要在輸料管前聯(lián)接一個(gè)三通匯流管。如果兩臺(tái)下灰車(chē)在匯流管處氣壓一樣時(shí)，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)供料；如果兩臺(tái)下灰車(chē)氣壓不一致，則可能發(fā)生只有一臺(tái)下灰車(chē)供料，而另一臺(tái)下灰車(chē)無(wú)法供料。為了解決這一問(wèn)題，可采用圖4所示的實(shí)施例二，即逆向旋流叁蝸殼混合器。該混合器與前一實(shí)施例的區(qū)別是在進(jìn)料蝸殼2的同軸線上方再增加一個(gè)相同旋向的進(jìn)料蝸殼7，同樣，在進(jìn)料蝸殼7內(nèi)部的下方亦有一個(gè)過(guò)渡錐管8，其上部大端與進(jìn)料蝸殼7的出口相接，其下部小端與旋噴料管9相接，而且旋噴料管9的下端出口C低于進(jìn)料蝸殼2之過(guò)渡錐管5的下部小端面。
由于有一個(gè)進(jìn)液蝸殼1和兩個(gè)與進(jìn)液蝸殼旋向相反的進(jìn)料蝸殼2和7，可稱(chēng)其為逆向旋流叁蝸殼混合器。由于與兩個(gè)進(jìn)料蝸殼聯(lián)接的旋噴料管3和9的出口處均為相同低壓，所以它可以保證兩臺(tái)下灰車(chē)同時(shí)供固相粉料。并且兩個(gè)進(jìn)料蝸殼2和7后的旋噴料管3和9粉料旋向及前進(jìn)方向相同，旋噴料管3中合成固相旋流增大，更有利于液相的混合。
再參看一下圖2。道威爾混合器中的泥漿池10′為單箱式，所以混合器中的混合管與系統(tǒng)中的回流灌注泵吸漿彎管102處于同一個(gè)泥漿池中，而且距離很近。二者的中間僅有一塊很矮的溢流板104′。于是混合管排出的水泥漿中的氣體難于排凈，會(huì)被回流灌注泵吸入泵中，造成往復(fù)泵吸入狀況惡化并影響其排出流量。另一方面，往復(fù)泵將含有氣體的水泥漿送入油井中固井，會(huì)影響固井的質(zhì)量。
為了改善這一狀況，可采用圖5所示馬鞍形泥漿池10的技術(shù)方案。馬鞍形泥漿池10包括排漿池101、吸漿池103、溢流槽104、擋漿板105和吸漿彎管102。其中，溢流槽104的底面高于排漿池101和吸漿池103的底面，形成一個(gè)馬鞍狀的泥漿池。逆向旋流多(雙或叁)蝸殼混合器11裝在排漿池101的頂蓋上?；旌瞎?的出口距排漿池底面要保持一定的距離。吸漿彎管102位于吸漿池103之中。頂蓋上還有一個(gè)長(zhǎng)方形的觀察口106。整個(gè)馬鞍形泥漿池騎裝在汽車(chē)底盤(pán)縱梁107上。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.由于固相物料通過(guò)進(jìn)料蝸殼產(chǎn)生一個(gè)與進(jìn)液蝸殼液相旋向相反的旋流，因此混合的均勻程度高于道威爾混合器；2.當(dāng)固相物料加入量大需兩臺(tái)下灰車(chē)加料時(shí)，可采用逆向旋流叁蝸殼混合器，這樣可保證兩臺(tái)下灰車(chē)同時(shí)順利加料；3.因?yàn)椴捎昧笋R鞍形泥漿池，而其排漿池和吸漿池分別位于兩端，中間又有溢流槽隔開(kāi)，因此從混合管排出的水泥漿中的氣體會(huì)充分逸出。這樣就使得從吸漿池吸入回流灌注泵的水泥漿含氣量極少，甚至沒(méi)有，這對(duì)于往復(fù)泵的吸入性能極有益處，尤其是提高了注入油井中固井的水泥漿質(zhì)量，當(dāng)然大大提高了固井的質(zhì)量。
權(quán)利要求1.逆向旋流多蝸殼混合器是一種混合設(shè)備，它是一種將兩相流或單相流液體與散狀粉末或顆粒固相物料均勻混合的混合設(shè)備，包括一個(gè)進(jìn)液蝸殼，它含有一個(gè)兩相流或單相流液體進(jìn)口，其中心線至蝸殼的中心線有一段足夠大的距離；一個(gè)混合管，混合管有足夠的長(zhǎng)度；一個(gè)過(guò)渡錐管，過(guò)渡錐管的上部大端聯(lián)接進(jìn)液蝸殼之出口，其下部小端聯(lián)接混合管；一個(gè)泥漿池，混合管位于該泥漿池內(nèi)，其特征是a.在進(jìn)液蝸殼1的同軸線上方有一個(gè)進(jìn)料蝸殼2，進(jìn)料蝸殼與進(jìn)液蝸殼的旋轉(zhuǎn)方向相反，并且，它含有一個(gè)散狀粉末或顆粒固相物料進(jìn)口，進(jìn)口的中心線至蝸殼中心線有足夠的距離；b.進(jìn)料蝸殼的下方還有一個(gè)過(guò)渡錐管5，其上部大端與進(jìn)料蝸殼出口相接，其下部小端與旋噴料管3相接；并且，c.旋噴料管3的下端出口B低于進(jìn)液蝸殼1之過(guò)渡錐管6的下部小端面一段距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合器，其特征是a.在進(jìn)料蝸殼2的同軸線上方還有一個(gè)同旋向的進(jìn)料蝸殼7，同樣，b.在進(jìn)料蝸殼7的下方有一個(gè)過(guò)渡錐管8，其上部大端與進(jìn)料蝸殼7的出口相接，其下部小端與旋噴料管9相接，并且，c.旋噴料管9的下端出口c低于進(jìn)料蝸殼2之過(guò)渡錐管5的下部小端面一段距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合器，其特征是所說(shuō)的泥漿池是一個(gè)馬鞍形泥漿池10，它包括排漿池101、吸漿池103、溢流槽104、擋漿板105和吸漿彎管102，其中溢流槽104的底面高于排漿池101和吸漿池103的底面，即泥漿池為馬鞍形，此外泥漿池頂蓋上還有一個(gè)長(zhǎng)方形的觀察口106，混合器11裝于排漿池101頂蓋上，吸漿彎管102位于吸漿池103中。
專(zhuān)利摘要逆向旋流多蝸殼混合器是一種將兩相流或單相流液體與散狀粉末或顆粒固相物料均勻混合的設(shè)備。它包括一個(gè)進(jìn)液蝸殼、多個(gè)(壹個(gè)或兩個(gè))進(jìn)料蝸殼以及過(guò)渡錐管、旋噴料管、混合管和一個(gè)馬鞍形泥漿池。一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)料蝸殼位于進(jìn)液蝸殼的同軸線上方但兩者旋向相反，而進(jìn)料蝸殼(兩個(gè))旋向相同。它解決了美國(guó)道威爾公司混合器之混合效果不夠均勻，輸灰量大時(shí)兩臺(tái)下灰車(chē)中之一下灰不暢及注入油井中的水泥漿中含氣量偏高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B01F5/02GK2170145SQ9321988
公開(kāi)日1994年6月29日 申請(qǐng)日期1993年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月23日
發(fā)明者陳問(wèn)湘, 江趙, 肖平 申請(qǐng)人:蘭州礦場(chǎng)機(jī)械研究所