[實用新型]一種用于隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液的泡沫發生器

有效

• 申請號: 201520429420.1
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN204703810U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 劉衛東;陳玉富;孫丹;黎波;崔林;劉洪波
• 申請（專利權）人: 四川省金核地質勘查工程有限公司
• 主分類號: E21B21/14
• 分類號: E21B21/14
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛;晏輝

技術領域

本實用新型涉及產生泡沫的裝置，特別是地質巖心鉆探技術中用于隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液的泡沫發生器。

背景技術

鉆孔沖洗液俗稱為鉆探工程中的“血液”，其重要性不言而喻。近年來，在沖洗液護壁和防漏堵漏技術上已經有了較大發展，但在強破碎和連續性漏失地層條件下的護壁技術卻始終難以突破。例如，在四川省若爾蓋鈾礦田的整裝勘查區內進行鉆探施工時，鉆遇地層主要為炭質板巖和灰巖，炭質板巖極其破碎，而灰巖溶蝕孔洞和縱向裂隙極為發育，不穩定地層和漏失地層頻繁交替出現。因此，在鉆探施工時，一旦鉆進揭穿漏失層巖石，由于地層裂隙發育、沖洗液密度較高，常規沖洗液即刻漏失，難以發揮對上部炭質板巖層的防塌能力。為了保證炭質板巖層的孔壁穩定，需要研究一種隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液。

泡沫發生器是將氣體和鉆孔沖洗液進行充分混合，在確保泥漿性能的基礎上，降低鉆孔沖洗液密度、減小液柱壓力，增大漏失阻力，以達到防塌防漏的目的。現有的泡沫發生器樣式眾多，有射流式、同心管式、螺管式、渦輪式等。如第一種的射流式泡沫發生器：包括直徑不同的兩段腔體，氣、液兩相流體高速通過一小直徑腔體進入到大直徑腔體內，壓力迅速向周圍擴散，使氣液兩相分散、混合，形成泡沫。第二種的同心管式泡沫發生器：包括一段小直徑的管體伸入一大直徑的母管內，形成同心管，母管腔體中的小直徑同心管上分布有大量小孔，氣、液兩相流體高速經過小孔以射流形式噴射至母管，迅速分散、混合，形成均勻泡沫。還有螺管式泡沫發生器和渦輪式泡沫發生器，是通過在管體中設置螺旋導流槽或旋流隔板不斷改變流體流向，流體流態，形成強烈的紊流和旋流，達到氣液兩相混合均勻。

但上述的泡沫發生器都存在混合不徹底，發泡效率低的問題，對固含量較高和含有大量惰性顆粒材料的隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液，上述的泡沫發生器均不適用，泡沫質量偏低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液的泡沫發生器，以解決普通泡沫發生器對固含量較高的隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液發泡效率低、泡沫質量低等問題。

一種用于隨鉆防塌防漏鉆孔沖洗液的泡沫發生器，其特征在于，包括：外管11、壓縮空氣入口1、沖洗液入口5、進氣室3、發泡管8、泡沫沖洗液出口13、輸入室6、輸出室12和至少一個擋板9；所述壓縮空氣入口1和泡沫沖洗液出口13分別位于所述外管11的兩端；所述進氣室3位于外管11內部，并與壓縮空氣入口1相連，進氣室3的兩端設置篩網4；所述擋板9位于外管11內部，擋板9上設置供發泡管8穿過的通孔；所述擋板9的個數至少為兩個，離進氣室3最近的擋板稱為前端擋板，離泡沫沖洗液出口13最近的擋板稱為末端擋板，所述前端擋板和進氣室3之間的空間形成輸入室6，所述末端擋板和泡沫沖洗液出口13之間的空間形成輸出室12；所述發泡管8的兩端設置隔板7，發泡管8的側面分布通氣孔，所述發泡管8通過擋板9上的通孔固定于外管11的內部，發泡管8的兩端分別與輸入室6和輸出室12相連；所述沖洗液入口5位于外管11的側面，并與輸入室6相通。

作為優選，進氣室3內填充填料2，填料2為玻璃球或塑料球。

壓縮空氣從壓縮空氣入口進入進氣室后，經過篩網和玻璃球或塑料球之間的外切空間反復折曲路徑，形成分散均勻、紊亂的空氣流進入到輸入室中，從沖洗液入口進來的沖洗液與高速、紊亂的空氣流在輸入室中發生初步碰撞、混合，再進入發泡管中，初步混合的沖洗液和空氣在發泡管側面的通氣孔之間再反復碰撞，加之擋板的作用，更增加了沖洗液在發泡管內外曲折行走路線的長度，可得到穩定、連續、均勻的泡沫液。

為達到更高的發泡效率，發泡管8的中間設置至少一個隔板7，隔板7的總數比擋板9的個數多一個，并且擋板9和隔板7間隔設置(即兩個隔板之間設置一個擋板)；相鄰兩個擋板之間形成混合室10。

擋板和隔板個數的增加，混合室的個數增加，也增加了沖洗液和空氣在發泡管內外曲折行走路線的長度，增加了沖洗液和空氣的碰撞次數，以便達到更高的發泡效率和更好的發泡質量。

為進一步提高發泡質量和發泡效率，在擋板9上設置供發泡管8穿過的5個通孔，5個通孔呈梅花狀排列；發泡管8的個數也為5個，分別通過擋板9上的5個通孔固定于外管11的內部。

發泡管個數的增加，也增加了通氣孔的數量，進一步增加了沖洗液和空氣在發泡管內外行走路線的曲折性，增加了沖洗液和空氣的碰撞次數，形成穩定、均勻的連續泡沫，泡沫發生效率高，質量好。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：