一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，用于石油工程中的鉆井液混合均 勻、兩種鉆井液或鉆井液與水的快速混合，也適用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的流體混 合過程。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油與天然氣鉆井工程中，應(yīng)用到大量的鉆井液。鉆井液組份復(fù)雜，密度和黏度 變化有一定范圍，工業(yè)應(yīng)用要求實(shí)現(xiàn)大排量高效率的連續(xù)混合。鉆井液的混合技術(shù)經(jīng)歷過 射流槍混合、循環(huán)混合、機(jī)械攪拌器混合，目前正廣泛采用的正是機(jī)械攪拌器混合方式，混 合的均勻性不太好。靜態(tài)混合器混合鉆井液技術(shù)起于美國，在美國已推廣工業(yè)應(yīng)用。國外 公司基于自己的發(fā)明專利，生產(chǎn)出鉆井液靜態(tài)混合器產(chǎn)品用于鉆井液多組份快速均勻混合 和促進(jìn)鉆井液中加入材料的水化作用。
[0003] 液體快速混合設(shè)備是當(dāng)今海上鉆井的新增配套裝置，在海上表層鉆進(jìn)過程中，采 用液體快速混合設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鉆井液密度以滿足井筒壓力控制需求，避免鉆井事故發(fā)生， 提高鉆井效率、降低鉆井成本。國外公司基于自己的發(fā)明專利，生產(chǎn)出鉆井液靜態(tài)混合器產(chǎn) 品已用于海上鉆井過程和陸上鉆井液的混配過程。
[0004] 在化工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的流體混合過程中，現(xiàn)有多種靜態(tài)混合器在應(yīng)用， 但都僅適用于低剪切速率和低流量下的混合過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，可設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不同需求流量混合，提 高流體混合過程的剪切速率，實(shí)現(xiàn)即混即用。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，包括混合桶體，在腔體上設(shè)置有噴嘴、進(jìn)液口和 出液口。
[0008] 所述混合桶體為橫臥的圓桶形，兩端封閉。
[0009] 所述噴嘴設(shè)計(jì)有兩個(gè)，分別位于混合桶體靠近兩端且相對(duì)的兩個(gè)對(duì)角位置，噴嘴 出口流道與混合桶體的內(nèi)壁面相切，且兩個(gè)噴嘴的入口與泵送液管線連接，兩個(gè)噴嘴出口 噴出液體的流動(dòng)在桶內(nèi)總是旋向相反，使流體分別從混合桶體兩端切線進(jìn)入，在圓桶壁面 引導(dǎo)下旋轉(zhuǎn)，沿桶內(nèi)壁面形成旋向相反的兩股旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；在混合桶體內(nèi)，桶兩端部呈較高壓 力區(qū)，桶中部呈低壓力區(qū)，由于不斷入流的擠壓使旋轉(zhuǎn)流動(dòng)向混合桶體中部推進(jìn)。
[0010] 所述進(jìn)液口為圓形，設(shè)計(jì)在混合桶體中部，與泵送液管線連接；所述出液口為圓 形，設(shè)計(jì)在混合桶體中部，與液體排出管連接；進(jìn)液口圓心與出液口圓心的連線是圓桶的一 條直徑線，具體是處于混合桶體長度1/2處的圓桶截面內(nèi)的一條直徑線。
[0011] 所述進(jìn)液口和兩個(gè)噴嘴通過泵送進(jìn)液，兩個(gè)噴嘴進(jìn)一種流體，進(jìn)液口進(jìn)另一種流 體，在混合腔體內(nèi)進(jìn)行混合；或者同一種均勻性不太好的混合液體分別從進(jìn)液口和兩個(gè)噴 嘴進(jìn)入混合腔體做進(jìn)一步混合，從而提高混合液體的混合效果。
[0012] 所述由兩個(gè)噴嘴進(jìn)入的流體從左右兩側(cè)對(duì)從進(jìn)液口進(jìn)入的流體進(jìn)行擠壓和剪切 混合作用，最后三股進(jìn)入腔體的流體通過匯集從低壓出口流出，得到混合良好的混合液體。
[0013] 所述噴嘴的設(shè)計(jì)滿足以下公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，包括混合桶體，在桶體上設(shè)置有噴嘴、進(jìn)液口和出 液口；其特征在于： 所述混合桶體為橫臥的圓桶形，兩端封閉； 所述噴嘴設(shè)計(jì)有兩個(gè)，分別位于混合桶體靠近兩端且相對(duì)的兩個(gè)對(duì)角位置，噴嘴出口 流道與混合桶體的內(nèi)壁面相切，且兩個(gè)噴嘴入口與泵送液管線連接，兩個(gè)噴嘴出口噴出液 體的流動(dòng)在桶內(nèi)總是旋向相反，使流體分別從混合桶體兩端切線進(jìn)入，在混合桶體壁面引 導(dǎo)下旋轉(zhuǎn)，沿桶內(nèi)壁面形成旋向相反的兩股旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，在混合桶體內(nèi)，桶兩端部呈較高壓力 區(qū)，圓桶中部呈低壓力區(qū)，由于不斷入流的擠壓使旋轉(zhuǎn)流動(dòng)向混合桶體中部推進(jìn)； 所述進(jìn)液口為圓形，設(shè)計(jì)在混合桶體中部，與泵送液管線連接；所述出液口為圓形，設(shè) 計(jì)在混合桶體中部，與液體排出管連接；進(jìn)液口圓心與出液口圓心的連線是處于混合桶體 長度1/2處的圓桶截面內(nèi)的一條直徑線； 所述進(jìn)液口和兩個(gè)噴嘴通過泵送進(jìn)液，兩個(gè)噴嘴進(jìn)一種流體，進(jìn)液口進(jìn)另一種流體，在 混合腔體內(nèi)進(jìn)行混合；或者同一種均勻性不太好的混合液體分別從進(jìn)液口和兩個(gè)噴嘴進(jìn)入 混合腔體做進(jìn)一步混合，從而提高混合液體的混合效果； 所述由兩個(gè)噴嘴進(jìn)入的流體從左右兩側(cè)對(duì)從進(jìn)液口進(jìn)入的流體進(jìn)行擠壓和剪切混 合作用，最后三股進(jìn)入混合桶體的流體通過匯集從低壓出口流出，得到混合良好的混合液 體； 所述噴嘴的設(shè)計(jì)滿足以下公式：
式中，C為噴嘴流量系數(shù)；P為液體密度，kg/m3;p 2為噴嘴壓力降，Pa ;Q為通過噴嘴的 液體流量，m3/s Λ為噴嘴出口截面積，m2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，其特征在于：所述混合桶體的 長度要滿足從噴嘴進(jìn)入流體推進(jìn)到達(dá)桶中部時(shí)還具有足夠的動(dòng)能，噴嘴入口軸線到與出液 口圓邊界線相切的桶圓截面間距離應(yīng)大于4倍的噴嘴出口直徑，以確保噴嘴進(jìn)液沿圓桶內(nèi) 壁面形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，其特征在于：混合桶體的 直徑要滿足流體在噴嘴出口具有一定的流速和旋轉(zhuǎn)流動(dòng)到達(dá)中部與另一流體接觸時(shí)具有 一定的剪切速率，以利于兩種流體的混合，通常設(shè)計(jì)混合桶體的直徑約為噴嘴出口直徑的 7-10 倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，其特征在于：一個(gè)噴嘴位于混 合桶體的右上角，噴嘴出口流道與混合桶體內(nèi)壁面相切；另一個(gè)噴嘴位于混合桶體的左下 角，噴嘴出口流道與混合桶體內(nèi)壁面相切。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，其特征在于：一個(gè)噴嘴位于混 合筒體的右下角，噴嘴出口流道與混合筒體內(nèi)壁面相切；另一個(gè)噴嘴位于混合筒體的左上 角，噴嘴出口流道與混合筒體內(nèi)壁面相切。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種臥式雙噴嘴液體靜態(tài)混合器，包括橫臥的混合桶體，在桶體上設(shè)置有兩個(gè)噴嘴、進(jìn)液口和出液口。噴嘴分別位于混合桶體靠近兩端且相對(duì)的兩個(gè)對(duì)角位置，噴嘴出口流道與混合桶體的內(nèi)壁面相切，使流體分別從混合桶體兩端切線進(jìn)入，在混合桶體壁面引導(dǎo)下旋轉(zhuǎn)，沿桶內(nèi)壁面形成旋向相反的兩股旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。進(jìn)液口和出液口為圓形，設(shè)計(jì)在混合桶體中部，進(jìn)液口圓心與出液口圓心的連線是處于混合桶體長度1/2處的圓桶截面內(nèi)的一條直徑線。由兩個(gè)噴嘴進(jìn)入的流體從左右兩側(cè)對(duì)從進(jìn)液口進(jìn)入的流體進(jìn)行擠壓和剪切混合作用，最后三股進(jìn)入混合桶體的流體通過匯集從低壓出口流出，可以得到混合良好的混合液體。本發(fā)明可用于石油工程中的鉆井液混合均勻、兩種鉆井液或鉆井液與水的快速混合，也適用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的流體混合過程。
【IPC分類】B01F5-20
【公開號(hào)】CN104741012
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510175324
【發(fā)明人】龍芝輝, 齊成偉, 劉繼林, 郭曉樂, 蘇堪華
【申請(qǐng)人】重慶科技學(xué)院
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日