專利名稱：一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合裝置，特別是關(guān)于一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置。
背景技術(shù)：
鉆井液平衡鉆井是目前國際上成熟的鉆井技術(shù)，平衡鉆井技術(shù)利用鉆井液的靜壓力來平衡底層壓力，保證鉆井的正常進(jìn)行。目前，欠平衡鉆井技術(shù)也在迅速發(fā)展，欠平衡鉆井技術(shù)利用略低于地層壓力的鉆井液壓力，以減輕對地層的傷害、以提高鉆速和減少衰竭油藏中的井漏問題；另外在某些區(qū)域鉆井時(shí)，還面臨著如下問題頁巖的穩(wěn)定性差、鉆井液用量大、井眼清洗難、淺層氣、淺層水流動(dòng)、海底低溫高壓環(huán)境易形成天然氣水合物、低溫下鉆井液的流變性、地層壓力和破裂壓力之間窗口狹窄等問題。這些問題都要求能夠及時(shí)改變鉆井液的密度，調(diào)整鉆井壓力，以保證鉆井安全的前提下，兼顧鉆井成本和環(huán)境效益。改變鉆井液的密度可以通過混合器實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中大部分采用靜態(tài)混合器。一般的靜態(tài)混合器具有流動(dòng)阻力小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但是由于混合器尺寸的限制，靜態(tài)混合器混合效果較差，特別是對于粘度很大的非牛頓流體以及具有不同粘性及表面張力的成分而言，混合阻力激增，且難以形成需要的湍流。在石油鉆井領(lǐng)域中，靜態(tài)混合器可能會(huì)導(dǎo)致混合鉆井液分層等嚴(yán)重問題，因此必須使用一種能夠獲得較好混合效果的動(dòng)態(tài)混合器。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠在石油鉆井過程中可以獲得良好效果的調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于它包括一管狀的混合裝置本體，所述混合裝置本體的一端設(shè)置有鉆井液入口，另一端設(shè)置有混合液出口，所述混合裝置本體的周向分別通過一接口連接一高密度鉆井液入口和一海水入口，兩所述接口的中心分別通過一喉部安裝一橫截面呈梅花狀的噴嘴；兩所述接口的軸線在所述混合裝置本體的截面位置上相互錯(cuò)開一角度，且與所述混合裝置本體的軸線呈偏心方向設(shè)置。兩所述接口的軸線在所述混合裝置本體的截面位置上相互錯(cuò)開的角度為 360° /2η，其中，η為梅花狀噴嘴的瓣數(shù)，所述梅花狀的噴嘴瓣數(shù)為3瓣、4瓣、5瓣、6瓣之
ο每一所述噴嘴的縱截面呈喇叭狀，即流體的出口截面大于入口截面。兩所述接口的軸線與所述混合裝置本體的軸線同時(shí)呈順時(shí)針方向偏心。兩所述接口的軸線與所述混合裝置本體的軸線同時(shí)呈逆時(shí)針方向偏心。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于將混合裝置本體上連接的兩接口相互錯(cuò)開360° /2η安裝，因此可以使從兩噴嘴噴入的兩組高速低壓流體相互錯(cuò)開，并在混合裝置本體的低速區(qū)域產(chǎn)生剪切混合，使得混合組分的粒度減小，混合地更加均勻，實(shí)現(xiàn)良好的混合效果。2、本實(shí)用新型由于將噴嘴橫截面設(shè)置成梅花狀，縱截面設(shè)置成喇叭狀，因此有利于創(chuàng)建湍流并誘導(dǎo)形成旋渦；由于噴嘴的喉部較短，因此液體流動(dòng)阻力減小，這些都有利于均勻混合。3、采用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行密度調(diào)節(jié)速度快，調(diào)整精度高，特別是對于高粘度非牛頓流體重泥漿與海水/淡水的混合具有良好的混合效果。4、本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)混合裝置結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動(dòng)部件和靜態(tài)擾流元件，因此不但使用壽命長，故障率低，而且體積小，集成程度高，全撬裝化，運(yùn)輸和安裝都非常方便。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型高密度鉆井液入口和海水入口設(shè)置位置及偏心方向示意圖圖3是本實(shí)用新型噴嘴示意圖圖4是圖3的A-A剖視示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括一管狀的混合裝置本體1，混合裝置本體1的一端設(shè)置一鉆井液入口 2，另一端設(shè)置一混合液出口 3，混合裝置本體1的周向設(shè)置有一高密度鉆井液入口 4和一海水入口 5，高密度鉆井液入口 4和海水入口 5與混合裝置本體1之間分別通過一接口 6連接，每一接口 6的中心設(shè)置有一較短的喉部7，每一喉部7內(nèi)安裝一噴嘴8 (如圖3、圖4所示)，喉部的長度可以根據(jù)需要確定。上述實(shí)施例中，每一噴嘴8的橫截面均呈梅花狀，噴嘴8上梅花瓣數(shù)可以是3瓣、4 瓣、5瓣、6瓣等，不同瓣數(shù)的噴嘴8可以使液體呈不同的噴出速度。每一噴嘴8的縱截面呈喇叭狀，這種喇叭狀既包括噴嘴8的外表面呈喇叭狀，內(nèi)表面也呈喇叭狀，也包括僅有噴嘴 8的內(nèi)表面呈喇叭狀，兩種結(jié)構(gòu)都體現(xiàn)出流體的出口截面大于入口截面，這樣有利于創(chuàng)建較好的湍流，促進(jìn)均勻混合。上述實(shí)施例中，如圖2所示，兩個(gè)接口 6在混合裝置本體1上的連接(采用焊接， 但不限于此)位置應(yīng)相互錯(cuò)開360° /2η，其中，η為梅花瓣數(shù)。這樣可以使從高密度鉆井液入口 4進(jìn)入的高密度鉆井液和從海水入口 5進(jìn)入海水，從兩個(gè)噴嘴8中噴出相互錯(cuò)開的兩組高速低壓流體，并在混合裝置本體1的低速區(qū)域產(chǎn)生剪切混合，使得混合后的組分粒度減小，混合更加均勻，實(shí)現(xiàn)良好的混合效果。上述實(shí)施例中，兩個(gè)接口 6的軸線與混合裝置本體1的軸線采取不相交，而具有一定偏心的方式連接，以利于帶動(dòng)液體在混合裝置本體1中呈渦旋狀流動(dòng)。兩個(gè)接口 6的偏心方向可以同時(shí)采用順時(shí)針，也可以同時(shí)采用逆時(shí)針。上述實(shí)施例中，從海水入口 5送入的也可以是淡水。本實(shí)用新型在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及模擬驗(yàn)證中證明，當(dāng)從高密度鉆井液入口 4噴入的高密度鉆井液和從海水入口 5噴出的海水以一定速度噴入混合裝置本體1內(nèi)時(shí)，可以與從鉆井液入口 2進(jìn)入的鉆井液快速混合，當(dāng)鉆井液從混合液出口 3流出時(shí)，鉆井液已經(jīng)混合得十分均勻，且濃度梯度變化非常小。上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在
4本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于它包括一管狀的混合裝置本體，所述混合裝置本體的一端設(shè)置有鉆井液入口，另一端設(shè)置有混合液出口，所述混合裝置本體的周向分別通過一接口連接一高密度鉆井液入口和一海水入口，兩所述接口的中心分別通過一喉部安裝一橫截面呈梅花狀的噴嘴；兩所述接口的軸線在所述混合裝置本體的截面位置上相互錯(cuò)開一角度，且與所述混合裝置本體的軸線呈偏心方向設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于兩所述接口的軸線在所述混合裝置本體的截面位置上相互錯(cuò)開的角度為360° /2η，其中，η為梅花狀噴嘴的瓣數(shù)，所述梅花狀的噴嘴瓣數(shù)為3瓣、4瓣、5瓣、6瓣之一。
3.如權(quán)利要求1所述的一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于每一所述噴嘴的縱截面呈喇叭狀，即流體的出口截面大于入口截面。
4.如權(quán)利要求2所述的一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于每一所述噴嘴的縱截面呈喇叭狀，即流體的出口截面大于入口截面。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于 兩所述接口的軸線與所述混合裝置的軸線同時(shí)呈順時(shí)針方向偏心。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于 兩所述接口的軸線與所述混合裝置本體的軸線同時(shí)呈逆時(shí)針方向偏心。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種調(diào)節(jié)鉆井液密度的混合裝置，其特征在于它包括一管狀的混合裝置本體，所述混合裝置本體的一端設(shè)置有鉆井液入口，另一端設(shè)置有混合液出口，所述混合裝置本體的周向分別通過一接口連接一高密度鉆井液入口和一海水入口，兩所述接口的中心分別通過一喉部安裝一橫截面呈梅花狀的噴嘴；兩所述接口的軸線在所述混合裝置本體的截面位置上相互錯(cuò)開一角度，且與所述混合裝置本體的軸線呈偏心方向設(shè)置。本實(shí)用新型通過從兩噴嘴噴出的兩組高速低壓流體相互錯(cuò)開，并在混合裝置本體的低速區(qū)域產(chǎn)生剪切混合，使得混合組分的粒度減小，混合地更加均勻。采用本實(shí)用新型裝置密度調(diào)節(jié)速度快，調(diào)整精度高，混合效果好，特別對于高粘度非牛頓流體重泥漿與海水/淡水的混合具有良好的混合效果。
文檔編號(hào)B01F5/04GK202028345SQ201020610698
公開日2011年11月9日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者付英軍, 劉科, 孔松濤, 朱榮東, 李嗣貴, 殷志明, 王堃, 雷宗明 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 重慶科技學(xué)院