專利名稱：超能混合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能實現(xiàn)液體與粉末高速混合的超能混合器，屬 油氣田固井用機械設備領域。
技術背景
油氣田在進行固井作業(yè)時，對水泥漿密度的控制有著嚴格的要求， 所使用的固井水泥漿，應具有較高的抗壓強度。目前，油氣田廣泛使用 的混漿裝置都是采用托拉多混合器、高能混合器等。托拉多混合器結構 簡單，但水泥漿混合后密度不均勻，工作勞動強度大，水泥漿中含氣量 高，阻力大，流動性不好，硬化后強度低，不能實現(xiàn)計算機控制等缺點。 高能混合器雖能克服以上部分缺點，能實現(xiàn)理想狀態(tài)下的計算機控制， 但由于它的清水噴射槍工作時易產生較大的負壓，造成控水與控灰相互 干涉，清水供應壓力小時霧化效果不好，對清水噴射泵壓力的依賴性過 大。同時，由于循環(huán)漿通道一端有外壁沿軸線漸收形成與混合腔相通的 錐形過度腔，使得水泥漿二次混合時呈一定角度進入混合腔，與清水噴 射槍呈一定角度所噴進入混合腔的清水交叉形成反射阻力點，進而造成 反漿和堵灰的問題。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種通過設置在清水噴射槍上的伸縮 換能器和振動片，使混合器的清水噴射槍在工作時所噴的清水充分霧 化，形成汽溶膠流體狀態(tài)后，與氣溶膠流體狀態(tài)的水泥干灰在混合腔中 相溶混合，進行水合反應，同時通過灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道與混合腔直接連接的方式，以解決現(xiàn)有清水噴射槍工作時易產生較大的 負壓，對清水噴射泵壓力的依賴性過大，以及水泥漿二次混合時與清水 交叉形成反射阻力點，造成返漿和堵灰問題的超能混合器。 本實用新型是通過如下技術方案來實現(xiàn)上述目的的 該超能混合器由清水霧化噴槍、灰道管、水泥槳二次混合循環(huán)通道、 混合腔構成，其特征在于混合腔與灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道 貫通連接，清水霧化噴槍上與進水口相對的一側裝有伸縮換能裝置，清 水霧化噴槍內的調節(jié)絲桿的錐形噴頭上制有安裝絲桿，安裝絲桿上裝有 振動片。
所述的伸縮換能裝置由輻射桿、換能器、換能器安裝座、卡箍構成， 換能器安裝座上套裝有卡箍，換能器安裝座下端裝有換能器，換能器上 固裝有輻射桿。
所述的振動片為一制有中心孔的圓形金屬件，經夾持片和螺母固裝 在安裝絲桿上。
所述的換能器為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸縮換能器。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果
(1) 、節(jié)能通過伸縮換能器和清水霧化噴槍上的振動片，使進入混 合腔的高壓水充分霧化，使氣溶膠狀的水泥干灰與汽溶膠霧化清水相溶 性好、擴散快、混合速度高、混合完全，最大限度地把噴射泵的動能轉 變成擴散滲透能量，因而可減少后期攪拌和過高的循環(huán)泵能量。
(2) 、環(huán)保清水霧化噴槍中的超能振動能量使空氣與干灰分離，減 少干灰粉塵的排放污染。
(3) 、易于自動控制克服了高能混合器中過高的負壓造成的控水與控灰的干涉，能快速適應供灰狀態(tài)的變化，克服返漿和堵灰問題，使控 制變得相對容易。
(4) 、混合能力高 一方面氣溶膠態(tài)干灰與汽溶膠態(tài)的霧化水混合速 度高，另一方面水泥漿二次混合由于省去了水泥漿二次混合循環(huán)通道與 混合腔之間的錐形過度腔，在降低生產成本的同時，避免了現(xiàn)有水泥漿 二次進入混合腔時與清水交叉形成反射阻力點，造成反漿和堵灰的問 題。
(5) 、水泥含氣量低，固化強度高因擴散管末端預制層流進入渦流 罐除氣桶時強大的離心力使氣液分層的氣體與混合液分離，使混合液中 氣量降低，同時由超能混合使水泥水合完全，因而固化強度高。


圖1為超能混合器的軸向剖視結構示意圖， 圖2為圖1的A—A向的剖視結構示意圖； 圖3為伸縮換能器的剖視結構示意圖。
圖中1、伸縮換能裝置，2、清水霧化噴te， 3、灰道管，4、水泥 槳二次混合循環(huán)通道，5、混合腔，6、振動片，7、調節(jié)輪，8、錐形噴 頭，9、安裝絲桿，10、換能器，11、卡箍，12、換能器安裝座，13、 輻射桿，14、調節(jié)絲桿，15、進灰口， 16、出灰口， 17、噴漿口， 18、 進水口， 19、水槍錐形噴口。
具體實施方式
該超能混合器由混合腔5，向混合腔5注入高壓水的清水霧化噴槍 2，呈彎形狀的灰道管3，將初次混合的水泥漿再次引入混合腔5的水泥 漿二次混合循環(huán)通道4構成。灰道管3的上端為進灰口 15，灰道管3的 下端為出灰口 16，水泥漿二次混合循環(huán)通道4套裝在灰道管3上，水泥漿二次混合循環(huán)通道4的噴漿口 17與灰道管3的出灰口 16平齊，正方 體的混合腔5通過焊接直接與灰道管3和水泥漿二次混合循環(huán)通道4貫 通連接。
清水霧化噴槍2的一端嵌裝在灰道管3內，清水霧化噴槍2的另一 端設置在灰道管3外部，外部的清水霧化噴槍2上制有進水口 18，與進 水口 18相對的另一側安裝有伸縮換能裝置1，并與清水霧化噴槍2貫通 連接。
清水霧化噴槍2內安裝有調節(jié)水量的調節(jié)絲桿14,調節(jié)絲桿14的 一端固裝有錐形噴頭8，錐形噴頭8上制有安裝絲桿9，安裝絲桿9上 裝有振動片6，調節(jié)絲桿14的另一端裝有調節(jié)輪7。振動片6為一制有 中心孔的圓形金屬件，振動片6通過夾持片和螺母固裝在安裝絲桿9上 (參見附圖l一2)。
伸縮換能裝置1由輻射桿13，換能器IO，卡箍ll，換能器安裝座 12構成，卡箍11套裝在換能器安裝座12上，換能器安裝座12內部的 下端裝有換能器10，所述的換能器10為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸 縮換能器。換能器10上固裝有輻射桿13并于調節(jié)絲桿14緊密接觸。 工作時，通過電能驅動使換能器10產生高頻聲波振動，進而使輻射桿 13產生高頻聲波振動，從而將換能器10振動能量通過調節(jié)絲桿14傳遞 到振動片6上，以引動振動片6振動，達到將進入混合腔5的高壓水充 分霧化的目的(參見附圖3)。
該超能混合器工作時，溶膠流體狀態(tài)的水泥干灰通過灰道管3上端 的進灰口 15進入灰道管3，由灰道管3下端的出灰口 16進入混合腔5 內。高壓清水由噴射泵經清水霧化噴槍2進入混合腔5內，同時啟動伸 縮換能裝置1引動振動片6振動，進入混合腔5內的高壓清水首先噴射到振動片6上，在伸縮換能裝置1和振動片6的共同作用下，進入混合 腔5內的高壓清水充分霧化形成汽溶膠狀態(tài)，與氣溶膠狀態(tài)的水泥干灰 進行快速初次混合，并與初次混合好后，由水泥漿二次混合循環(huán)通道4 經噴漿口 17再次進入混合腔5的渦流狀水泥漿再次混合，然后進入渦 流罐(圖中未畫出)，在渦流罐中旋轉脫氣，并繼續(xù)混合，充分完成水 泥漿混合過程后通過柱塞泵(圖中未畫出)打入井下。
本實用新型的伸縮換能裝置1和振動片6，使混合器的清水霧化噴 槍2工作時所噴的高壓清水充分霧化，形成汽溶膠流體狀態(tài)后，與氣溶 膠流體狀態(tài)的水泥干灰在混合腔5中相溶混合，進行水合反應。解決了 現(xiàn)有清水霧化噴槍2工作時易產生較大的負壓，對清水噴射泵壓力的依 賴性過大的問題。同時，通過灰道管3和水泥漿二次混合循環(huán)通道4與 混合腔5直接貫通連接的方式，省去了現(xiàn)有混合器的過渡腔，在降低生 產成本的同時，解決了現(xiàn)有混合器在水泥漿二次混合時與清水交叉形成 反射阻力點，造成反漿和堵灰的問題。
權利要求1、一種超能混合器，它由清水霧化噴槍(2)、灰道管(3)、水泥漿二次混合循環(huán)通道(4)、混合腔(5)構成，其特征在于混合腔(5)與灰道管(3)和水泥漿二次混合循環(huán)通道(4)貫通連接，清水霧化噴槍(2)上與進水口(18)相對的一側裝有伸縮換能裝置(1)，清水霧化噴槍(2)內的調節(jié)絲桿(14)的錐形噴頭(8)上制有安裝絲桿(9)，安裝絲桿(9)上裝有振動片(6)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的超能混合器，其特征在于所述的伸縮 換能裝置(1)由輻射桿(13)、換能器(10)、卡箍(11)和換能器安 裝座(12)構成，換能器安裝座(12)上套裝有卡箍(11)，換能器安 裝座(12)下端裝有換能器(10)，換能器(10)上固裝有輻射桿(13)。
3、 根據(jù)權利要求1所述的超能混合器，其特征在于所述的振動 片(6)為一制有中心孔的圓形金屬件，經夾持片和螺母固裝在安裝絲 桿(9)上。
4、 根據(jù)權利要求2所述的超能混合器，其特征在于所述的換能 器(10)為稀土磁致伸縮換能器或陶瓷伸縮換能器。
專利摘要本實用新型涉及一種能實現(xiàn)液體與粉末高速混合的超能混合器，屬油氣田固井用機械設備領域。它由清水霧化噴槍、灰道管、水泥漿二次混合循環(huán)通道、混合腔等構成。混合腔與灰道管和水泥漿二次混合循環(huán)通道貫通連接，清水霧化噴槍上與進水口相對的一側裝有伸縮換能器，清水霧化噴槍內的調節(jié)絲桿的錐形噴頭上制有安裝絲桿，安裝絲桿上裝有振動片。本實用新型的伸縮換能器和振動片工作時能將進入混合腔的高壓清水充分霧化，與水泥干灰充分進行混合，解決了現(xiàn)有清水霧化噴槍工作時易產生較大的負壓，對清水噴射泵壓力的依賴性過大，以及現(xiàn)有混合器在水泥漿二次混合時易形成反射阻力點，造成反漿和堵灰的問題。特別適用油氣田固井混漿使用。
文檔編號E21B33/13GK201428424SQ20092016213
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權日2009年6月26日
發(fā)明者鐘德興, 鐘江漢 申請人:鐘德興;鐘江漢