[發明專利]一種多級強螺旋流式機械消泡器

有效

• 申請號: 201710266333.2
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106837220B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳寶義;曹品魯;劉苗苗;龍翔;陳云望;趙齊;陳卓
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06;E21B21/14;B01D19/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發明公開了一種多級強螺旋流式機械消泡器，其左錐形螺旋管外壁上的螺旋凸起與左錐形配氣管內壁形成左錐形螺旋通道，內部連通形成左消泡室；右錐形螺旋管右側與右錐形配氣管形成右錐形螺旋通道，右錐形配氣管與右加強管螺紋連接，內部連通形成右消泡室，左右消泡室相互連通，消泡器工作時，高壓氣體分別從左右進氣管進入消泡器左右錐形螺旋通道形成具有聚焦作用的螺旋流，然后在左右加強管的增強與穩定作用下，左右消泡室內形成連續、穩定、強力的螺旋氣流，當泡沫進入消泡室內，在螺旋流形成的負壓、剪切和離心作用下，泡沫破裂，有利于提高泡沫處理量和消泡效率，可用于泡沫量較大的鉆井現場。

技術領域

本發明專利屬于泡沫鉆井技術領域，涉及一種強力螺旋流式機械消泡器。

背景技術

消泡是泡沫鉆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。化學消泡法雖然可以快速消泡，但消泡劑會污染泡沫劑，使泡沫基液的發泡能力和穩定性急劇下降，難以滿足循環利用要求。現有物理消泡裝置或方法(如離心消泡法、熱力消泡法、環隙式消泡器等)，但由于結構設計原因，或者消泡效率低或者消泡效率雖高但泡沫處理量小，難以滿足大尺寸井眼泡沫鉆井施工的實際消泡需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用強力螺旋流的負壓及剪切作用來消除泡沫的機械消泡裝置。

本發明包括接收管、左錐形螺旋管、左錐形配氣管、左加強管、左外管、右錐形螺旋管、右錐形配氣管、右加強管、右外管、擴散管、左進氣管和右進氣管，左錐形螺旋管和右錐形螺旋管外壁上都設有相同數量與相同結構的若干螺旋凸起，左錐形螺旋管的螺旋凸起與左錐形配氣管的內壁緊密配合形成左錐形螺旋通道，右錐形螺旋管的旋凸起與右錐形配氣管的內壁緊密配合形成右錐形螺旋通道。左錐形螺旋管和右錐形螺旋管的錐角均為5～20°。左錐形螺旋管右側與左加強管連接，左錐形螺旋管和左加強管的中心通道共同組成左消泡室，右錐形螺旋管右側與右加強管連接，右錐形螺旋管和右加強管的中心通道共同組成右消泡室，左消泡室和右消泡室緊密相鄰并相互連通。左加強管及右加強管均由收縮段和穩流段組成，右加強管與擴散管相連，接收管、左錐形螺旋管、左錐形配氣管、左加強管、右錐形螺旋管、右錐形配氣管、右加強管和擴散管依次連通；

左外管套在左錐形螺旋管、左錐形配氣管和左加強管外，左外管與左錐形螺旋管、左錐形配氣管和左加強管之間具有第一空間，左進氣管固定密封在左外管的管壁上，左進氣管與第一空間連通，

右外管套在右錐形螺旋管、右錐形配氣管和右加強管外，右外管與右錐形螺旋管、右錐形配氣管和右加強管之間具有第二空間，右進氣管固定密封在右外管的管壁上，右進氣管與第二空間連通。

本發明的工作過程和原理：

高壓氣體分別由左、右進氣管同時進入消泡器左、右錐形螺旋通道形成旋流半徑逐漸減小的螺旋流，該螺旋流具有軸向聚焦作用，可對泡沫剪切破碎，同時螺旋流進入左右加強管后，在加強管的錐形收縮段氣體切向速度進一步加大，螺旋流不但沒有衰減而且進一步增強，在左右消泡室內產生較大的負壓，利于泡沫膨脹破裂。此外，高速螺旋流與泡沫流體發生能量交換產生剪切力，使泡沫剪切破碎。強螺旋流還會對泡沫流體產生離心作用，利于消泡。

本發明的有益效果：

高壓氣體從左右兩級錐形螺旋通道高速噴出后形成旋流半徑逐漸減小的螺旋流，具有軸向聚焦作用，可對泡沫產生一定的剪切作用，當螺旋流經過加強管的收縮段時，切向速度不但不會降低而且會進一步增加，形成更強力的螺旋流，克服了普通螺旋流迅速衰減的缺點，可在左右消泡室內產生較大的真空區，由于左右消泡器緊密相鄰，增大了負壓區的分布，利于消泡。同時強力螺旋流具有離心作用，在與泡沫流體能量交換時還能產生剪切作用，因此可利用真空、剪切和離心等作用聯合消泡，利于提高消泡效率和泡沫處理量。

附圖說明

圖1為本發明的剖視圖。