Жидкостный смеситель

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для смешения и закачки водоизоляционных материалов в скважину. Обеспечивает интенсивное перемешивание жидкостей, расходы которых отличаются в 2 и более раз, при изменяющемся противодавлении на выходе перемешивающего устройства. Сущность изобретения: жидкостный смеситель включает подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой. Согласно изобретению подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине. Суммарная площадь отверстий перфорации равна или больше площади сечения подводящего патрубка. Перегородка трубопровода выполнена в виде ленты. Лента навита на перфорированный подводящий патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в подводящем патрубке. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для смешения и закачки водоизоляционных материалов в скважину.

Известно устройство по патенту РФ №2173769 [1]. Устройство используется в нефтяной промышленности для регулировки расхода жидкости в трубопроводах и резервуарах.

Недостатком устройства является его сложность и наличие подвижных деталей.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является диафрагмовый смеситель [2, с. 346-347], который представляет собой систему перегородок (диафрагм), установленных в трубопроводе, по которому перекачивают смешиваемые жидкости. При прохождении потока жидкости через отверстия в перегородках происходит его турбулизация, приводящая к интенсивному перемешиванию перекачиваемых жидкостей.

Недостатком известного смесителя является большое гидродинамическое сопротивление потоку, что приводит к запиранию (передавливанию) жидкости с меньшим расходом и давлением закачивания, что, в свою очередь, приводит к нарушению объемного соотношения перемешиваемых жидкостей.

Технической задачей устройства является интенсивное перемешивание жидкостей, расходы которых отличаются в 2 и более раз, при изменяющемся противодавлении на выходе перемешивающего устройства (то есть при закачке в скважины с различными приемистостью и глубинами).

Техническая задача решается за счет того, что в жидкостном смесителе, включающем подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой, согласно изобретению подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения подводящего патрубка, а перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный подводящий патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в подводящем патрубке.

Признаками изобретения являются:

1. Жидкостный смеситель включает подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой.

2. Подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения подводящего патрубка.

3. Перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный подводящий патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в подводящем патрубке.

Признак 1 является общим для известного и предлагаемого изобретений. Признаки 2-3 являются отличительными признаками предлагаемого изобретения.

На чертеже изображен разрез жидкостного смесителя. Смеситель включает подводящий патрубок 1 для жидкости с меньшим расходом, подводящий патрубок 2 основной перемешиваемой жидкости и трубопровод 3 с установленной в нем перегородкой 4. Перегородка 4 трубопровода 3 выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный подводящий патрубок 1, с образованием спирального канала трапецеидальной формы. Перфорационные отверстия 5 на поверхности патрубка 1 расположены по винтовой линии, причем суммарная площадь отверстий равна или больше площади сечения самого патрубка 1.

Суть предлагаемого изобретения заключается в том, что жидкость с меньшим расходом подают в перфорированный по всей длине патрубок, откуда она тонкими струйками поступает перпендикулярно потоку основной перемешиваемой жидкости. Основной поток жидкости проходит по спиральному каналу, образованному ленточной перегородкой, навитой на перфорированный патрубок, то есть прямолинейное движение основной жидкости преобразуется во вращательное движение по спирали с угловым ускорением, что обуславливает интенсивное перемешивание. Потери давления незначительны, хотя по спиральному каналу основной поток жидкости движется в турбулентном режиме. При этом основной поток жидкости увлекает жидкость с меньшим расходом. интенсивно перемешиваясь с ней. Так как патрубок жидкости с меньшим расходом перфорирован по всей длине, то основной поток жидкости смешивается с ней постепенно по мере прохождения по длине трубопровода, что обеспечивает полноту смешения (растворения). Таким образом, спиральная форма канала, образованная ленточной перегородкой, обуславливает низкое гидродинамическое сопротивление потоку. Кроме того, скорость потока в спиральном канале выше (путь длиннее), а давление соответственно ниже, что облегчает поступление жидкости с меньшим расходом через перфорационные отверстия, то есть препятствует запиранию (передавливанию) жидкости с меньшим расходом основным потоком при изменении противодавления на выходе из смесителя (при возрастании давления в скважине в процессе изоляции).

Источники информации.

1. Патент РФ №2173769.

2. Ю.К. Молоканов. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. - М.: Химия, 1980, 408 с.

Формула изобретения

Жидкостный смеситель, включающий подводящие патрубки, один из которых выполнен для жидкости с меньшим расходом, и трубопровод с установленной перегородкой, отличающийся тем, что подводящий патрубок для жидкости с меньшим расходом размещен соосно в трубопроводе и перфорирован по винтовой линии по всей длине с суммарной площадью отверстий перфорации, равной или большей площади сечения подводящего патрубка, а перегородка трубопровода выполнена в виде ленты, навитой на перфорированный подводящий патрубок с образованием спирального канала для основного потока жидкости и с возможностью препятствия запирания этим потоком жидкости потока жидкости с меньшим расходом в подводящем патрубке.

РИСУНКИ

Рисунок 1