混合装置及泡沫制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种混合装置及泡沫制备方法

【技术实现步骤摘要】
混合装置及泡沫制备方法


[0001]本专利技术涉及油气藏储层改造
，尤其涉及一种混合装置及泡沫制备方法
。

技术介绍

[0002]目前常见的泡沫发生装置一类是根据文丘里原理制成的发泡装置，这些装置为产生质量较高且比较稳定的泡沫一般会在出口端设计过液的多孔介质或变径管柱系统；另一类则是让气液混合后通过与变径混合震荡器
、
螺杆混合振荡器等振荡器产生高质量泡沫；还有一类是通过超声震荡方式在井中进行发泡，可以减小泡沫进入地层前的损失
。
这些发泡装置或系统主要存在以下几方面的不足：一是剪切力及速率较低不能让气液更好混合，特别是针对粘度较高的起泡液体来说比较难起泡，不能形成稳定性较高的微泡沫体系；二是不能实现发泡液携支撑剂后的起泡，因为携砂后通过多孔介质
、
变径管柱及振荡器时会对其产生较强的冲刷，进而破坏发泡装置，而超声震荡时可能分离出支撑剂，从而影响泡沫压裂效果；三是现有这些装置或系统不能接入高压压裂管汇端进行超高压携砂发泡
。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种混合装置，其可有效分散流体并提高流体的剪切力，实现流体的充分混合，当其用于制备泡沫时，可实现气液充分混合，便于起泡液
、
气体充分发泡，形成高稳定性泡沫
。
[0004]本专利技术提供的混合装置包括第一混合腔体，所述第一混合腔体内设置有流体分散器，所述流体分散器用于将第一流体分散并使其旋转进入第一混合腔体内以与第二流体混合
。
[0005]通过可转动的流体分散器不仅可以有效分散第一流体，还可以使第一流体在第一混合腔体中产生旋转，增加第一流体对第二流体的剪切力，实现第一流体与第二流体的充分混合；当该混合装置用于制备泡沫时，第一流体为气体，第二流体为发泡剂和气泡液的混合液体，通过流体分散器分散气体，并使气体在旋转进入混合液体内，提高气体对混合液体的剪切力，因而更容易实现气液的充分混合有利于产生更多
、
直径更小的气泡，形成高稳定性泡沫
。
[0006]流体分散器可是通过电机驱动转动，也可以由流经流体分散器的流体来驱动
。
[0007]优选地，所述流体分散器包括圆盘状的本体，所述本体内形成有流体通道，所述流体通道的进口设置在所述本体一端面的中心，所述流体通道设置有多个出口，多个流体通道的出口设在所述本体的侧面并且沿所述本体的周向均匀分布，所述流体通道的出口与所述侧面所在的圆周相切；所述流体分散器可转动地嵌装在第一混合腔体的内壁上
。
[0008]通过流体分散器可以使第一流体
(
如气体
)
沿切线向射入第二流体
(
如起泡液和发泡液的混合液体
)
中，气体在腔体中产生旋转，增加第一流体对第二流体的剪切力
。
该方案中，通过调节通入第一流体的流速即可调节流体分散器的转速，从而调节第一流体对第二流体的剪切力
。
[0009]优选地，所述流体通道包括导流腔，所述导流腔分别连通所述流体通道的进口和多个所述流体通道的出口
。
[0010]优选地，还包括与所述第一混合腔体相连通的第二混合腔体，所述第二混合腔体内设置有混合器，所述混合器用于将第一流体与第二流体混合
。
通过设置第二混合腔体和混合器，有利于使第一流体和第二流体进一步混合均匀
。
[0011]优选地，所述混合器包括支架
、
旋转轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在所述旋转轴上，所述旋转轴与所述支架转动连接，所述支架固定在所述第二混合腔体的内壁上
。
第二混合腔体一端与第一混合腔体相连通，另一端则设置有出口，所述旋转轴的一端指向第二混合腔体与第一混合腔体的连接处，另一端指向出口
。
带有压力的第一流体和第二流体经过混合器的螺旋叶片时会使混合器旋转起来，螺旋叶片的旋转会对第一流体气体和第二流体的混合物进行反复剪切，使得混合体系更加稳定
。
[0012]混合器靠近第一混合腔体的一端为混合器的前端，混合器靠近第二混合腔体出口的一端为混合器的后端
。
优选在混合器后端的旋转轴上增设后端叶片，后端叶片大体呈圆盘状，其两个端面上分别凸设有凸条，凸条优选环形凸条，凸条的设置有利于对第一流体气体和第二流体的混合物进行剪切
。
带有压力的流体经过混合器前端的螺旋叶片时会使混合器旋转起来，进而带动混合器的后端叶片旋转，螺旋叶片及后端叶片的旋转会对流体进行反复剪切，使得所流体混合更加均匀
。
[0013]优选地，所述的螺旋叶片是以所述旋转轴为转动中心的阿基米德曲线螺旋叶片
。
通过混合器采用阿基米德曲线螺旋叶片，可以实现高速及多级剪切，便于流体混合，当用于制备泡沫时，便于起泡液
、
气体充分发泡，可实现高粘度起泡液的均匀发泡
。
[0014]优选地，所述第一混合腔体上设置有第一进口
、
第二进口和第三进口，所述第一进口与所述流体分散器的进口相连通，所述第二进口和所述第三进口在同一平面内且两者的夹角为0～
180
°
；进一步优选地，所述第二进口和所述第三进口的夹角为
160
～
180
°
；更进一步优选地，所述第二进口和所述第三进口的夹角为
180
°
。
第二进口和第四进口设置在同一平面且两者的夹角越接近
180
°
，从这两个进口通入的流体对两个进口的交汇处造成的直接冲刷越小；当夹角为
180
°
时，即第二进口和第三进口同轴相对设置，此时从这两个进口通入的流体不会对两个进口的交汇处造成强烈的直接冲刷，提高了设备的使用寿命
。
当该混合装置用于发泡时，第一进口通入气体，第二进口和第三进口分别通入起泡液和发泡剂，起泡液和发泡剂不会对起泡液进口和发泡剂进口的交汇处造成强烈的直接冲刷，提高了设备的使用寿命
。
同时，起泡液进口与发泡剂进口同轴相对设置，起泡液和发泡剂进入混合腔体时形成对流，有利于二者混合均匀
。
[0015]优选地，所述第一混合腔体上设置有第一进口
、
第二进口和第三进口，所述第一进口与所述流体分散器的进口相连通；所述第二进口以及所述第三进口与所述混合器的旋转轴的夹角均为
90
°
[0016]优选地，还包括加热保温系统，所述加热保温系统用于将混合装置内的温度控制在
‑
30
～
180℃。
混合装置外面设计有加热保温系统，使温度可控，利于保护混合装置不受气化造成的低温损坏
。
[0017]优选地，所述第一混合腔体
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混合装置，其特征在于，包括第一混合腔体，所述第一混合腔体内设置有流体分散器，所述流体分散器用于将第一流体分散并使其旋转进入第一混合腔体内以与第二流体混合
。2.
根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述流体分散器包括圆盘状的本体，所述本体内形成有流体通道，所述流体通道的进口设置在所述本体一端面的中心，所述流体通道设置有多个出口，多个流体通道的出口设在所述本体的侧面并且沿所述本体的周向均匀分布，所述流体通道的出口与所述侧面所在的圆周相切；所述流体分散器可转动地嵌装在第一混合腔体的内壁上
。3.
根据权利要求2所述的混合装置，其特征在于，所述流体通道包括导流腔，所述导流腔分别连通所述流体通道的进口和多个所述流体通道的出口
。4.
根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，还包括与所述第一混合腔体相连通的第二混合腔体，所述第二混合腔体内设置有混合器，所述混合器用于将第一流体与第二流体混合
。5.
根据权利要求4所述的混合装置，其特征在于，所述混合器包括支架
、
旋转轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在所述旋转轴上，所述旋转轴与所述支架转动连接，所述支架固定在所述第二混合腔体的内壁上
。6.
根据权利要求5所述的混合装置，其特征在于，所述的螺旋叶片是以所述旋转轴为转动中心的阿基米德曲线螺旋叶片
。7.
根据权利要求1所述的混合装置，其特征在于，所述第一混合腔体上设置有第一进口
、
第二进口和第三进口，所述第一进口与所述流体分...

【专利技术属性】
技术研发人员：左罗，王海涛，蒋廷学，高元，卞晓冰，仲冠宇，李双明，肖博，卫然，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：