同旋同测动力密封混浆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种混浆装置，它是通过回流混浆，将粉状固相物与清水同向旋流、均匀混合，配制成大流量高密度浆液的同旋式混浆装置。主要特征是：混合器是一种四头两管不汇交进灰，液和灰同向旋流的同旋混合器；泥浆池是一种同步监测水泥浆密度，使密度均化稳定，继续混合水化的Ｌ形泥浆池；回流灌注泵是一种背叶片副叶轮为动力轴密封的回流灌注泵。本同旋式混浆装置，能配制符合施工要求的大流量、高密度、流量和密度稳定、混合水化充分、气泡少、无油污染的水泥浆。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种混浆装置，它足通过回流混浆，将粉状固相物与清水同向旋流均匀混合，配制成大流量、高密度浆液的同旋式混浆装置。油田水泥固井施工对水泥浆有数量和质量两方面要求数量上要求大流量和高密度；质量上要求水泥浆流量和密度稳定，混合水化充分(水化是灰粉颗粒表面积与水接触的程度)，水泥浆中气体逸出充分，且不受污染。向混浆装置供应粉状固相物——干水泥灰的任务由气动下灰车承担。单台车的下灰流量是有限的，不够稳定的；在下灰后期，车上灰罐内气多灰少，下灰流量不稳定；当施工要求配制大流量高密度水泥浆时，需多台下灰车联合供灰，此时各下灰车运行工况不同，彼此干扰，使下灰更不稳定。混浆装置应全面实现施工对水泥浆量和质的要求，同时下灰不稳定与水泥浆量质要求之间的矛盾，也应由混浆装置来解决。下面对已有的混浆装置进行分析。我国油田在1986年从美国道威尔公司引进CPT 986水泥固井车，该车有一套混浆装置，附图说明图1是该混浆装置流程原理图(资料来源CPT 986水泥固井车操作手册英文版103页)。该混浆装置工作流程如下回流灌注泵(1.10)从梯形泥浆池(1.9)吸入混合好的水泥浆，从该泵排出。安放在排出管系(1.12)上的密度计(1.11)监测水泥浆密度。水泥浆通过排出管系(1.12)，从(c)处流出一部分，进入三缸柱塞泵(图中未画出)吸入口，再由该泵向油井井筒压注水泥浆，用于固井；另一部分水泥浆首先回流到(d)处。清水泵(1.1)在(e)处从水柜(图中未画出)吸入清水，泵出后经止回阀(1.2)、快速停水阀(1.3)、水量控制阀(1.4)，在(d)处与回流水泥浆汇合，相互混合后称为回流液体，流入混合器(1.8)进液口(a)。气动下灰车供应的干水泥灰从进灰口(f)进入，通过快速停灰阀(1.6)、灰量控制阀(1.7)进入混合器(1.8)进灰口(b)。回流液体和干水泥灰在混合器(1.8)内混合，然后排入梯形泥浆池(1.9)，被回流灌注泵(1.10)再次吸入，重复上述过程，达到配制水泥浆的目的。当回流灌注泵(1.10)进口因故被稠水泥浆堵塞时，开启解堵阀(1.5)，来自清水泵(1.1)的清水稀释稠水泥浆，使泵恢复正常工作。经检索，美国道威尔公司于1987年在我国申请了名为《混料器》专利技术专利，专利号为CN 87103998A。图1中的混合器(1.8)就是这种《混料器》，它实质上是一种单旋(指液体在旋转)混合器。我们把含有单旋混合器的混浆装置，称为单旋式混浆装置。经检索，兰州矿场机械研究所在美国道威尔混浆装置的基础上于1993年申请了名为《逆向旋流多蜗壳混合器》技术专利，专利号为ZL93219881.3。图3是该专利总结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图。它由逆旋(指液体和灰粉在逆向旋转)混合器(3.1)和马鞍形泥浆池(3.2)组成。我们把含有《逆向旋流多蜗壳混合器》的混浆装置，称为逆旋式混浆装置，该装置流程原理图同图1。不论是单旋式混浆装置(内含《混料器》专利技术专利)，还是逆旋式混浆装置(内含《逆向旋流多蜗壳混合器》技术专利)，都存在有不足之处。下面按照混浆装置中的混合器、密度监测、泥浆池、回流灌注泵的顺序依次叙述。第一是混合器。图6是单旋混合器结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图，a为进液口，b为进灰口。该混合器存在不足如下1、图1中混合器(1.8)只有一个进灰口(f)，只能由一台下灰车供干水泥灰，由前述下灰车性能可知，这是一种小流量不稳定下灰，混合器配制不出大流量高密度、流量与密度稳定的水泥浆。现场为达到大流量供灰，在进灰口(f)处加一个三通汇流管，同时联接两台下灰车供灰。三通汇流管是一种管线汇交结构，在两台下灰车的工况不断变化的过程中，此种结构会造成汇交流量干扰，汇交后的总供灰量既达不到单车供灰流量的二倍(严重时其中一台车不供灰)，又不稳定，混合器仍然配制不出大流量高密度、流量和密度稳定的水泥浆。2、图6中液体从进液口(a)流入进液蜗壳(1.8.1)，在蜗壳作用下形成旋流，经锥管(1.8.3)加速旋流后进入混合管(1.8.4)，与从进灰口(b)流入，经输料管(1.8.2)流出的无旋流干水泥灰，在混合管(1.8.4)内混合。液旋灰不旋，两者综合，旋流速度下降，旋流强度弱，相互掺入混合不好，混合水化效果不够理想，特别是配制大流量高密度水泥浆时，供灰量大，会发生“液包灰”现象，混合水化效果差。综上所述，单旋混合器达不到水泥浆量质要求。逆旋混合器结构分两种图7是双蜗壳混合器结构示意图，图8是三蜗壳混合器结构示意图。在图7和图8中，(a)为主视图，(b)为俯视图。图8中的三蜗壳混合器与图7中双蜗壳混合器相比，不同点是在进灰蜗壳(3.1.5)的同轴上方再增加一个进灰蜗壳(3.1.6)，其旋向与前者相同，同时还增加一个旋喷灰管(3.1.7)，其余零件与图7相同(名称、标记和数量都相同)。逆旋混合器经实践存在不足如下1、图7中双蜗壳混合器只有一个进灰口(b)，与图1中的混合器(1.8)一样，是一种小流量不稳定下灰，混合器配制不出大流量高密度、流量与密度稳定的水泥浆。图8中的三蜗壳混合器有两个进灰口(b)，可以同时联接两台下灰车供灰，但在旋喷灰管(3.1.7)出口(e)处，仍然是一种管线汇交结构，存在汇交流量干扰，汇交后总供灰流量既达不到单车供灰流量的二倍(严重时其中一台车不供灰)，又不稳定。混合器配制不出大流量高密度、流量与密度稳定的水泥浆。2、图7中液体从进液口(a)流入进液蜗壳(3.1.1)，经锥管(3.1.3)加速旋流后进入混合管(3.1.4)。干水泥灰从进灰口(b)流入进灰蜗壳(3.1.5)，经旋喷灰管(3.1.2)进入混合管(3.1.4)。液和灰都旋转进入混合管，但旋向相反，液灰相遇后发生碰撞，既使液和灰不易相互掺入混合，又使液灰两者能量相减，总旋流强度降低。液和灰混合方法不合理，混合水化不好，不能保证水泥浆的质量要求。图8中液体从进液口(a)流入进液蜗壳(3.1.1)，经锥管(3.1.3)进入混合管(3.1.4)。干水泥灰的第一路，从一个进灰口(b)流入进灰蜗壳(3.1.5)后，再到达(e)处环形截面；第二路从另一个进灰口(b)流入进灰蜗壳(3.1.6)，经旋喷灰管(3.1.7)到达圆形出灰口(e)，两路汇合流入旋喷灰管(3.1.2)，经出灰口(c)旋入混合管(3.1.4)。在混合管内，液和灰旋向相反，混合水化不好，不能保证水泥浆的质量要求。3、逆旋混合器是逆向旋流混浆，液和灰发生碰撞飞溅，水泥浆容易粘附在图7和图8中的旋喷灰管(3.1.2)的出口(c)，使下灰不够畅通。图7和图8中的进灰蜗壳(3.1.5和3.1.6)的流道平台容易产生干水泥灰堆积现象，特别是图8中进灰蜗壳(3.1.5)的流道积灰，无法清洗。综上所述，逆旋混合器达不到水泥浆的量质要求。第二是密度监测。在图1中密度计(1.11)安放在回流灌注泵(1.10)排出管系(1.12)上。梯形泥浆池(1.9)有一定容量，从混合器(1.8)排出的水泥浆，经梯形泥浆池(1.9)、回流灌注泵(1.10)到达密度计(1.11)需要一定时间，密度计(1.11)的数值不反映混合器(1.8)刚刚排出的水泥浆密度值，经计算有10秒左右的滞后时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
同向旋流混合、同步监测密度及付叶轮动力轴密封的混浆装置，是一种通过回流混浆，将粉状固相物与清水同向旋流均匀混合，配制成大流量、高密度浆液的同旋式混浆装置。该装置由清水泵、回流灌注泵、混合器、泥浆池、密度计、各种阀和管系组成。其特征是： 混合器（２．６）是一种四头两管不汇交进灰，液和灰同向旋流的同旋混合器；泥浆池（２．７）是一种同步监测水泥浆密度，使密度均化稳定，继续混合水化的Ｌ形泥浆池；回流灌注泵（２．９）是一种背叶片付叶轮为动力轴密封的回流灌注泵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈问湘，江越，
申请(专利权)人：陈问湘，江越，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]