專利名稱：一種固體粉末和液體混和的方法及其軸流式混合器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固體粉末和液體混和的方法及其使用的混合器。
背景技術：
在完井中必不可少的設備就是固井水泥漿配制設備，其中最主要的執(zhí)行設備就是混合器。隨著固井技術的發(fā)展，各式各樣的混漿車或混漿橇相繼出現(xiàn)。目前現(xiàn)場固井設備中普遍使用的混合器均為高能噴射器，該類型混合器存在的缺點為單變量控制，即只能控制混合水的量，不能控制干灰的量，控制精度低、混漿速度小、需要能量高。
在其它各種需要固體粉末和液體混和的工業(yè)生產過程中，同樣存在這個問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種軸流式混合器，可以調節(jié)用于混合的固體粉末和液體的用量。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種軸流式混合器，其特征在于包括依次連接的固體粉末比例閥、液體比例閥和混合頭，這三個部件均有內腔，且其內腔共同構成了一上下相通且密封的腔室，其中所述固體粉末比例閥用于加入固體粉末并調節(jié)其入口大??；所述液體比例閥的內腔供固體粉末通過，并具有另一從外部通向混合頭的通道用于加入液體，且可調節(jié)該通道開口的大小；所述混合頭，用于參混所述固體粉末和液體。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述固體粉末比例閥是一個中空且上端封閉的圓柱形結構，包括一閥體、固定在該閥體上的至少一固體粉末進入口、一旋轉機構、一傳動機構和與所述液體比例閥連接的連接件，以及安裝在該閥體內的一閥芯，所述閥芯通過所述傳動機構與所述旋轉機構相連，其側壁與設在閥體側面的干灰進入口對應的位置上有至少一開口，所述旋轉機構轉動時帶動所述閥芯轉動，其上開口與所述干灰進入口的重合度隨之改變。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述傳動機構包括一旋轉軸、一軸承和一軸承座，該軸承座固定在閥體上端，該軸承安裝在該軸承座內，所述旋轉軸穿過該軸承且一端與所述閥芯相連接，另一端與所述旋轉機構的輸出軸相連接，該輸出軸轉動時通過該旋轉軸帶動所述閥芯旋轉。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述旋轉機構為固定安裝在所述傳動機構上部的一液壓擺動缸和/或旋轉盤。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述閥體上還安裝了至少一個在閥體內腔為負壓時打開的呼吸閥。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述液體比例閥包括圓柱形的一外殼體、固定安裝在該外殼體內的一圓柱形內殼體、安裝在外殼體上的至少一液體進入口、與所述固體粉末比例閥及混合頭連接的連接件，以及一流量調節(jié)機構，所述外殼體與內殼體之間形成有環(huán)形空間，該環(huán)形空間構成了所述液體從外部通向混合頭的通道，所述流量調節(jié)機構安裝在該環(huán)形空間與所述混合頭內腔之間，與該環(huán)形空間對應位置上有開口大小可調節(jié)的通道。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述流量調節(jié)機構包括液體流出法蘭、液體調節(jié)部件和混合水控制法蘭，其中所述液體流出法蘭為固定套裝在所述內殼體下部外的一片狀環(huán)形體，與所述環(huán)形空間對應的圓周上開有多個通孔或通槽；所述液體調節(jié)部件為具有一中孔的片狀構件，安裝在所述液體流出法蘭朝向所述混合頭的一側，該中孔位置對應于所述內殼體的內腔，且在該中孔的周邊形成有通槽或者通孔，該液體調節(jié)部件通過手動和/或自動旋轉，轉動時，所述液體調節(jié)部件和液體流出法蘭上對應的通孔和通槽的重合度隨之改變。
所述混合水控制法蘭也是具有一中孔的片狀構件，安裝在所述液體調節(jié)部件朝向所述混合頭的一側，在所述環(huán)形空間對應于液體流出法蘭上通孔或通槽的位置上開有許多孔徑不同的孔或槽。
所述混合水流出法蘭、混合水調節(jié)部件和混合水控制法蘭的外周邊的對應位置都加工了若干個通孔，連接件穿過該3個部件的通孔將它們連接在一起，且混合水調節(jié)部件的通孔和連接件存在間距，混合水調節(jié)部件可以在該間距范圍內轉動。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述液體比例閥還包括一圓筒狀的尼龍?zhí)?，其上端固定在混合頭的最上端，且上端面具有多個與所述混合水控制法蘭上小孔對應的導流槽，每一個導流槽的軸線都和液體比例閥的軸線有一個偏角和螺旋角。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述混合頭包括與所述液體比例閥和混漿池連接的連接件、一混合部殼體及一導流套所述混合部殼體內腔與所述液體比例閥的內腔和通向混合頭的所述通道連通，所述導流套上端與該混合部殼體連通，上端與所述混合裝置連接。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述混合部殼體為一圓錐體，其外壁上以5～10°的螺旋角和軸心角對稱地焊接了至少一對二次泥漿入口。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述混合頭還包括固定安裝在所述導流套下方的一多棱椎，其尖端向上。
進一步地，上述軸流式混合器還可具有以下特點所述固體粉末比例閥、清水比例閥和混合頭之間通過法蘭相連接，且所述固體粉末比例閥、清水比例閥和混合頭之間，以及這三個部分中可轉動的部件之間都采用密封圈或密封墊將其內部的腔體或通道密封起來。
本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供一種固體粉末和液體混和的方法，施行雙變量控制，控制精度高。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種固體粉末和液體混和的方法，應用于具有固體粉末比例閥、液體比例閥和混合頭的混合器，其混合過程包括以下步驟(a)在混合時，首先調整固體粉末比例閥和液體比例閥的閥門開度，使用于混合的液體和固體粉末以設定的比例進入混合器；(b)進入清水比例閥的液體和進入固體粉末比例閥的固體粉末在混合頭進行第一次混合；(c)混合后的泥漿被噴射到進入混漿池。
同時，在上述混合過程中，控制系統(tǒng)對水泥漿的密度進行連續(xù)監(jiān)測，并和預先設定好的水泥漿密度值進行對比分析，根據對比結果實時調整清水比例閥和干灰比例閥的開度大小，直到使水泥漿的密度符合設定值。
進一步地，上述方法還可具有以下特點所述步驟(b)中，第一次混合后的泥漿在向下流動時，還和已參混的泥漿進行第二次參混，該已參混的泥漿是從混漿池中用泵再次傳送到該混合器的。
進一步地，上述方法還可具有以下特點所述混合后的泥漿是被高速噴射到一尖端向上的多棱錐上，再流入混漿池。
進一步地，上述方法還可具有以下特點所述液體通過液體比例閥后被分解成許多細流，并以螺旋狀進入混合頭，在兩者接合處形成局部負壓。
由上可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明由于實行雙變量控制，還可進一步對固體粉末和液體混和進行連續(xù)參混，參混完的泥漿再次進入混合頭進行多次循環(huán)參混，從而降低了混合器對高能量的需求，由于多次參混和對能量的需求底，所以本混合器混合速度快，效率高。另外本發(fā)明可以被安裝在各式各樣的混漿池上，其混漿速度和泥漿密度可以根據固井要求隨意設定，本發(fā)明的混合器可以用于陸地、海洋和沙漠的各種混漿設備上。本發(fā)明的提出，為石油固井和地質探測固井提供了一種混漿速度快、控制精度高、結構簡單、使用方便的高效率混合器，克服了現(xiàn)存混合器的不足。


圖1和圖2均是本發(fā)明實施例軸流式混合器的剖面圖。
圖3A、3B和3C是圖2中的清水比例閥門結構和動作的示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例軸流式混合器的安裝示意圖。
圖2中的標記含義為1-旋轉盤；2-刻度盤；3-液壓擺動缸；4-支承座；5-螺栓；6-軸承座；7-密封墊；8-干灰進入口；9-法蘭；10-呼吸閥座；11-螺桿；12-彈簧；13-閥罩；14-混合水入口；15-混合水調節(jié)部件；16-上端連接法蘭；17-圓錐體；18-二次泥漿入口；19-安裝法蘭；20-橡膠防塵罩；21-托盤；22-四棱錐；23-連接板；24-掛板；25-泥漿導流套；26-螺栓；27-固定套；28-尼龍?zhí)祝?9-螺栓；30-O型密封圈；31-混合水控制法蘭；32-O型密封圈；33-定位套；34-O型密封圈；35-混合水流出法蘭；36-噴霧器水流出口；37-外殼體；38-內殼體；39-上端連接法蘭；40-螺栓；41-閥體；42-O型密封圈；43-閥芯；44-螺母；45-螺栓；46-旋轉軸；47-角接觸軸承；48-鎖母；49-軸承壓蓋；50-螺釘。
具體實施例方式
本實施例以干灰和清水的混合為例。在工作過程中，軸流式混合器采用雙變量控制方式，即既對干灰的流量進行控制又對清水的流量進行控制。如圖1所示，本實施例的軸流式混合器由干灰比例閥100、清水比例閥200和混合頭300三部分組成。干灰比例閥100在清水比例閥200的上端，混合頭300在清水比例閥200的下端，三個部件的內腔構成了一個上下相通的腔室，且相互之間都采取了密封措施，中間用螺紋和法蘭連接。干灰從最上端進入腔室，混合水從中部進入腔室，二次水泥漿從最下端進入腔室。干灰的進入量由干灰比例閥100控制，混合水的流量由清水比例閥200控制。
如圖2所示，干灰比例閥100是混漿時干灰的流入量的，是一個上端封閉的圓柱形結構，由旋轉盤1、刻度盤2、液壓擺動缸3、干灰進入口8、法蘭9、旋轉軸46、軸承47、軸承壓蓋49、閥芯43、閥體41、連接套4、軸承座6和O型密封圈44等組成。
旋轉軸46將旋轉盤1、液壓擺動缸3和閥芯43連接在一起，通過軸承結構固定在閥體41上具體地，旋轉軸46通過兩個背對背的角接觸球軸承47固定在軸承座6里，軸承47通過軸承壓蓋49軸向定位，并將旋轉軸46固定在軸承座6上，軸承座6通過法蘭和閥體41連接在一起。液壓擺動缸3的上端和下端有伸出軸，旋轉軸46的上端通過聯(lián)軸器和液壓擺動缸3下端伸出軸連接，下端和閥芯43通過螺紋連接。液壓擺動缸3上端的伸出軸則和旋轉盤1連接，旋轉盤1和刻度盤2是配對使用的，旋轉盤1的圓柱面上有六個通孔，這些通孔是為了扳動旋轉盤而設計的，刻度盤2通過螺釘固定在液壓擺動缸3的中部上，當旋轉盤轉動時就可以通過刻度盤的指示看出旋轉的角度。
當液壓擺動缸3或者旋轉盤1轉動時，經旋轉軸46帶動閥芯43隨之轉動。旋轉盤1和刻度盤2是為手動控制設計的，閥芯43的旋轉也可以由旋轉液壓缸3來推動，以提高設備的控制精度和自動化程度，或者，也可以選擇其中的一種方式及相應部件。
閥體41是一個中空的圓柱體，干灰進入口8的中心線和閥體41的中心線垂直，并焊接在閥體41上，干灰進入口8和法蘭9焊接在一起。閥芯43也是一個中空圓柱體，閥芯43上開有一個和干灰進入口8同樣大小的孔，閥芯43的上端和下端都有密封槽，通過O型密封圈44和閥體41密封，閥芯43繞旋轉軸旋轉時，閥芯43上的開孔和閥體41上的開孔在旋轉時就會有一個從大到小或者從小到大的重合過程，當兩孔完全重合時，干灰比例閥的閥門達到最大開度，當閥芯旋轉180度時，干灰比例閥的閥門開度最小，閥門被完全關閉，閥芯在閥體內旋轉時，閥門的開度就有一個逐漸增大和縮小的過程，從而來控制干灰的流入量按比例輸入。
為了使干灰進入時不發(fā)生“哽咽”情況和平衡干灰閥內和閥外壓力平衡，本實施例還在干灰比例閥上安裝了兩個呼吸閥10。呼吸閥10由呼吸閥座、螺桿11、彈簧12和閥罩13等組成。當干灰比例閥內的壓力低于大氣壓時，由于大氣壓的作用使閥門打開，從而使空氣通過閥門進入干灰比例閥內，使閥內壓力和外面保持平衡。雖然實施例采用該用結構的呼吸閥，但本發(fā)明完全可以采用在負壓時打開的其它結構的閥門。
干灰比例閥100和清水比例閥200之間的法蘭連接處用密封墊進行密封。
清水比例閥200是用來控制混合水的流入量的，是一個中間中空，外壁環(huán)空的圓柱體結構，其內腔直徑和干灰比例閥內腔直徑同樣大小，是干灰進入混合頭的通道，閥體和外殼體之間的環(huán)形空間是混合水進入混合頭的通道。如圖2所示，清水比例閥200由上端連接法蘭39、內殼體38、外殼體37、混合水進入口14、噴霧器水流出口36、混合水流出法蘭35、混合水控制法蘭32、混合水調節(jié)部件15、尼龍?zhí)?8、O型密封圈34等組成。
請同時參照圖3A～圖3C，混合水流出法蘭35為套裝在所述內殼體下部外的一片狀圓環(huán)，在所述環(huán)形空間對應的圓周上有許多通長的槽孔351(或通長的圓孔)，混合水(這里指用于混合的水，就是指清水)通過這些小孔進入混合頭。其上端面和內殼體38焊接在一起，下端面和混合水調節(jié)部件15上端面配合，中間通過O型密封圈34密封。
混合水調節(jié)部件15位于所述混合水流出法蘭35朝向混合頭的一側，也是一片狀結構，其外形類似網球拍狀，中間有一個大孔，在大孔的圓柱面上有數十個尺寸不同的通槽150(也可以相應位置加工成通孔)，這些通槽和混合水控制法蘭32上的小孔配合可以控制混合水的流量，圖3A、3B和3C分別示出了混合水全開、全關和半開狀態(tài)的示意圖。
混合水流出法蘭35、混合水調節(jié)部件15和混合水控制法蘭32的外周邊的對應位置都加工了6個通孔51，螺栓29穿過該3個部件的通孔將它們連接在一起。混合水調節(jié)部件15上的通孔和螺栓間有一定間距，使得混合水調節(jié)部件15可以在一個小的范圍內轉動。
混合水調節(jié)部件15可以通過把柄旋轉，其旋轉可以通過液壓缸推動也可以通過加長柄手動轉動，為了提高控制的精度和自動化程度，一般由液壓缸來控制其轉動量。轉動后，混合水調節(jié)部件會繞清水比例閥的軸心旋轉一定的角度，通槽150隨之轉動從而改變混合水流動的通道的大小?；旌纤{節(jié)部件的下端面和混合水控制法蘭的上端面配合，中間通過O型密封圈34密封。
混合水控制法蘭32位于所述混合水調節(jié)部件15朝向混合頭的一側，也是一片狀圓環(huán)，在所述環(huán)形空間對應的圓周上開有許多孔徑不同的小孔321，這些小孔的位置與混合出流出法蘭上槽孔351的位置對應，混合水通過這些小孔可以進入混合頭。通過旋轉混合水調節(jié)部件15，可以開啟不同直徑的小孔，從這些小孔中流過的混合水的量就不同，混合水的流入量也就不同?；旌纤刂品ㄌm32上端面和混合水調節(jié)部件15的下端面配合，中間用O型密封圈34密封。
尼龍?zhí)?8是混合水進入混合頭300的導流裝置，是一個圓筒狀結構，尼龍?zhí)椎纳隙擞幸粋€定位臺階，尼龍?zhí)?8通過這個定位臺階被固定在混合頭的最上端。在尼龍?zhí)?8的上端面上加工了和混合水控制法蘭32上小孔數一樣數量的導流槽，每一個導流槽的軸線都和清水比例閥的軸線有一個偏角和螺旋角，當混合水通這些導流槽進入混合頭時，經過導流槽的導流作用，混合水就以螺旋狀進入混合頭。這樣混合水就被分解成許多細流高速進入混合頭。
混合頭300是執(zhí)行混合任務的裝置，主要由上端連接法蘭16、圓錐體17、二次泥漿入口18、安裝法蘭19、泥漿導流套25、四棱錐22、連接板23、托盤21、橡膠防塵罩20和螺釘26等組成?；旌项^的上端通過法蘭和清水比例閥連接，結合面之間用O型密封圈密封。混合水和干灰在混合頭300內進行第一次混合，第一次參混的泥漿向下流動時和二次泥漿進行第二次參混。
圓錐體17是干灰和混合水混合的地方，進入混合器的干灰和混合水在此完成了第一次參混。其上對稱的焊接了兩個二次泥漿入口18，下端與所述導流套25連接。二次泥漿入口以5～10°的螺旋角和軸心角焊接在圓錐體17上。這樣二次泥漿以一定的螺旋角和軸心角高速進入混合器。
安裝法蘭19是將混合器固定在混漿池的裝置，是一個環(huán)形的圓盤狀結構，通過螺栓將混合器固定在混漿池上。在安裝法蘭19上安裝了橡膠防塵罩或噴霧器，橡膠防塵罩20的主要作用是防止干灰粉飛揚，干灰粉在噴霧器噴出的水霧的作用下也變成了泥漿，進入到泥漿池里。
泥漿導流套25是一個圓筒狀結構，其主要作用是將參混完的泥漿引流到四棱錐22上和混漿池里。四棱錐22被固定在托盤21上，尖端向上，一次參混的泥漿和二次參混的泥漿通過泥漿導流套25被噴射到四棱錐22上，以放射狀進入到混漿池里，并具有將干灰進一步粉碎的作用。四棱錐22和托盤21通過連接板23被固定在泥漿導流套25上。掛板24兩側分別與連接板23和泥漿導流套25焊接。
基于上述軸流式混合器，本實施例水泥漿的混合方法包括以下步驟步驟110，在混漿時，首先調整干灰比例閥閥門開度和清水比例閥閥門開度，使干灰和混合水以設定的比例進入混合頭，閥門開度由計算機根據固井工藝對水泥漿的密度和排量的要求來確定；步驟120，將干灰以設定壓力(如0.2MPa)加入干灰比例閥，將清水以設定壓力(如0.8MPa)加入清水比例閥，清水進入清水比例閥后，呈螺旋狀進入混合頭，并在兩者接合處形成局部負壓，和干灰在此處進行第一次混合；步驟130，第一次混合泥漿在向下流動時和已參混的泥漿進行第二次參混，混合后的水泥漿被高速噴射到四棱錐上，以射線狀進入混漿池；步驟140，進入混漿池的水泥漿在攪拌器的剪切作用下，進行大范圍的混合，然后在泥漿循環(huán)泵的作用下先后經過泥漿循環(huán)離心泵和密度計后，再次進入到軸流式混合器；泥漿循環(huán)離心泵的作用是參混過的水泥漿以一定的速度進入軸流式混合器，進行多次循環(huán)，多次參混，最終使水泥漿的密度既均勻又連續(xù)。
同時，在混合過程中，計算機密度控制系統(tǒng)對水泥漿的密度進行連續(xù)監(jiān)測，并和預先設定好的水泥漿密度值進行對比分析，根據對比結果實時調整清水比例閥和干灰比例閥的開度大小，直到使水泥漿的密度符合設定值。
為了使干灰比例閥、清水比例閥和混合頭能承受干灰和水泥漿的長時間沖蝕，閥芯、干灰比例閥閥體、清水比例閥內殼體、混合水流出法蘭、混合水控制法蘭、混合水調節(jié)部件、圓錐體、導流套、四棱錐、托盤等部件使用特殊材料、經特殊工藝處理。
綜上所述，本發(fā)明采用雙變量控制方式，對干灰和混合水的量都進行控制，同時本發(fā)明采用多次循環(huán)參混方式，其具有以下技術效果1、降低了混合器對高能量的需求，由于多次參混和對能量的需求底，所以本混合器混合速度快，效率高。
2、本發(fā)明可以被安裝在各式各樣的混漿池上，其混漿速度和泥漿密度可以根據固井要求隨意設定，本發(fā)明的混合器可以用于陸地、海洋和沙漠的各種混漿設備上。
本發(fā)明的提出，為石油固井和地質探測固井提供了一種混漿速度快、控制精度高、結構簡單、使用方便的高效率混合器，并克服了現(xiàn)存混合器的不足。該混合器實行雙變量控制，混漿速度大，最大能達到2.5立方米/分鐘，多次循環(huán)參混，混漿精度高，能達到±0.025克/立方厘米，水泥漿的均勻性、粘度和連續(xù)性都比高能噴射方式好，結構簡單、使用方便、能適用于各種工況。其控制精度高、混漿能力大、能適用于陸地、海洋、沙漠等各種工況條件下使用。
但應說明的是，本發(fā)明的軸流式混合器并不局限于應用在水泥漿混合中中，也可以使用在各種需要固體粉末和液體混和的工業(yè)生產過程中。此時，可以將實施例中的“干灰”稱為固體粉末，“干灰比例閥”稱為“固體粉末比例閥”，將“清水”稱為“液體”，將“清水比例閥”稱為“液體比例閥”即可。
另外，本發(fā)明軸流式混合器在上述實施例的基礎上可以有各種變換例如干灰比例閥和清水比例閥在具體結構上也可以采用其它形式，一樣可以實現(xiàn)多變量控制。
權利要求
1.一種軸流式混合器，其特征在于包括依次連接的固體粉末比例閥、液體比例閥和混合頭，這三個部件均有內腔，且其內腔共同構成了一上下相通且密封的腔室，其中所述固體粉末比例閥用于加入固體粉末并調節(jié)其入口大??；所述液體比例閥的內腔供固體粉末通過，并具有另一從外部通向混合頭的通道用于加入液體，且可調節(jié)該通道開口的大?。凰龌旌项^，用于參混所述固體粉末和液體。
2.如權利要求1所述的軸流式混合器，其特征在于，所述固體粉末比例閥是一個中空且上端封閉的圓柱形結構，包括一閥體、固定在該閥體上的至少一固體粉末進入口、一旋轉機構、一傳動機構和與所述液體比例閥連接的連接件，以及安裝在該閥體內的一閥芯，所述閥芯通過所述傳動機構與所述旋轉機構相連，其側壁與設在閥體側面的干灰進入口對應的位置上有至少一開口，所述旋轉機構轉動時帶動所述閥芯轉動，其上開口與所述干灰進入口的重合度隨之改變。
3.如權利要求2所述的軸流式混合器，其特征在于，所述傳動機構包括一旋轉軸、一軸承和一軸承座，該軸承座固定在閥體上端，該軸承安裝在該軸承座內，所述旋轉軸穿過該軸承且一端與所述閥芯相連接，另一端與所述旋轉機構的輸出軸相連接，該輸出軸轉動時通過該旋轉軸帶動所述閥芯旋轉。
4.如權利要求2所述的軸流式混合器，其特征在于，所述旋轉機構為固定安裝在所述傳動機構上部的一液壓擺動缸和/或旋轉盤。
5.如權利要求2所述的軸流式混合器，其特征在于，所述閥體上還安裝了至少一個在閥體內腔為負壓時打開的呼吸閥。
6.如權利要求1所述的軸流式混合器，其特征在于，所述液體比例閥包括圓柱形的一外殼體、固定安裝在該外殼體內的一圓柱形內殼體、安裝在外殼體上的至少一液體進入口、與所述固體粉末比例閥及混合頭連接的連接件，以及一流量調節(jié)機構，所述外殼體與內殼體之間形成有環(huán)形空間，該環(huán)形空間構成了所述液體從外部通向混合頭的通道，所述流量調節(jié)機構安裝在該環(huán)形空間與所述混合頭內腔之間，與該環(huán)形空間對應位置上有開口大小可調節(jié)的通道。
7.如權利要求6所述的軸流式混合器，其特征在于，所述流量調節(jié)機構包括液體流出法蘭、液體調節(jié)部件和混合水控制法蘭，其中所述液體流出法蘭為固定套裝在所述內殼體下部外的一片狀環(huán)形體，與所述環(huán)形空間對應的圓周上開有多個通孔或通槽；所述液體調節(jié)部件為具有一中孔的片狀構件，安裝在所述液體流出法蘭朝向所述混合頭的一側，該中孔位置對應于所述內殼體的內腔，且在該中孔的周邊形成有通槽或者通孔，該液體調節(jié)部件通過手動和/或自動旋轉，轉動時，所述液體調節(jié)部件和液體流出法蘭上對應的通孔和通槽的重合度隨之改變。所述混合水控制法蘭也是具有一中孔的片狀構件，安裝在所述液體調節(jié)部件朝向所述混合頭的一側，在所述環(huán)形空間對應于液體流出法蘭上通孔或通槽的位置上開有許多孔徑不同的孔或槽。所述混合水流出法蘭、混合水調節(jié)部件和混合水控制法蘭的外周邊的對應位置都加工了若干個通孔，連接件穿過該3個部件的通孔將它們連接在一起，且混合水調節(jié)部件的通孔和連接件存在間距，混合水調節(jié)部件可以在該間距范圍內轉動。
8.如權利要求7所述的軸流式混合器，其特征在于，所述液體比例閥還包括一圓筒狀的尼龍?zhí)?，其上端固定在混合頭的最上端，且上端面具有多個與所述混合水控制法蘭上小孔對應的導流槽，每一個導流槽的軸線都和液體比例閥的軸線有一個偏角和螺旋角。
9.如權利要求1所述的軸流式混合器，其特征在于，所述混合頭包括與所述液體比例閥和混漿池連接的連接件、一混合部殼體及一導流套所述混合部殼體內腔與所述液體比例閥的內腔和通向混合頭的所述通道連通，所述導流套上端與該混合部殼體連通，上端與所述混合裝置連接。
10.如權利要求9所述的軸流式混合器，其特征在于，所述混合部殼體為一圓錐體，其外壁上以5～10°的螺旋角和軸心角對稱地焊接了至少一對二次泥漿入口。
11.如權利要求9所述的軸流式混合器，其特征在于，所述混合頭還包括固定安裝在所述導流套下方的一多棱椎，其尖端向上。
12.如權利要求1所述的軸流式混合器，其特征在于，所述固體粉末比例閥、清水比例閥和混合頭之間通過法蘭相連接，且所述固體粉末比例閥、清水比例閥和混合頭之間，以及這三個部分中可轉動的部件之間都采用密封圈或密封墊將其內部的腔體或通道密封起來。
13.一種固體粉末和液體混和的方法，應用于具有固體粉末比例閥、液體比例閥和混合頭的混合器，其混合過程包括以下步驟(a)在混合時，首先調整固體粉末比例閥和液體比例閥的閥門開度，使用于混合的液體和固體粉末以設定的比例進入混合器；(b)進入清水比例閥的液體和進入固體粉末比例閥的固體粉末在混合頭進行第一次混合；(c)混合后的泥漿被噴射到進入混漿池；同時，在上述混合過程中，控制系統(tǒng)對水泥漿的密度進行連續(xù)監(jiān)測，并和預先設定好的水泥漿密度值進行對比分析，根據對比結果實時調整清水比例閥和干灰比例閥的開度大小，直到使水泥漿的密度符合設定值。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)中，第一次混合后的泥漿在向下流動時，還和已參混的泥漿進行第二次參混，該已參混的泥漿是從混漿池中用泵再次傳送到該混合器的。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述混合后的泥漿是被高速噴射到一尖端向上的多棱錐上，再流入混漿池。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述液體通過液體比例閥后被分解成許多細流，并以螺旋狀進入混合頭，在兩者接合處形成局部負壓。
全文摘要
一種固體粉末和液體混和的方法及軸流式混合器，該軸流式混合器包括依次連接的固體粉末比例閥、液體比例閥和混合頭，這三個部件均有內腔，且其內腔共同構成了一上下相通且密封的腔室，固體粉末比例閥用于加入固體粉末并調節(jié)其入口大小；液體比例閥的內腔供固體粉末通過，并具有另一從外部通向混合頭的通道用于加入液體，且可調節(jié)該通道開口的大??；混合頭用于參混所述固體粉末和液體?；旌蠒r首先調整固體粉末比例閥和液體比例閥的閥門開度，使用于混合的液體和固體粉末以設定的比例進入混合器；在混合頭進行第一次混合；混合后的泥漿被噴射到進入混漿池。同時控制系統(tǒng)對水泥漿的密度進行連續(xù)監(jiān)測。本發(fā)明可以實現(xiàn)多變量控制，且能量消耗小。
文檔編號B28C7/00GK1883907SQ200610080980
公開日2006年12月27日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權日2006年5月26日
發(fā)明者孫東奎, 吳秋云, 張志剛, 職昊, 遠方, 石峻峰 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司, 北京中天啟明科技發(fā)展有限公司