Установка для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси Советский патент 1985 года по МПК E21B21/14 

11 Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при нагнетании газожидкостной смеси при цементировании скважин. Цель изобретения - повышение равномерности перемешивания при приготовлении тампонажной газожидкостной смеси. На фиг. 1 изображена установка для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси, общий вид$ на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1J на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Предлагаемая- установка состоит из нагнетательного трехплунжерного насоса 1, источника газа в виде компрессора 2 низкого давления, дозировочного насоса 3, подающего отверднтель, трех генераторов 4 газожидкостной-смеси, подпорного насоса 5,, вентиля 6 линии подвода воздуха, вентиля 7 линии подвода отвердителя, трехходового крана 8, емкости 9 с жи костью и соединительных трубопроводов. Генератор 4 газожидкостной смеси состоит из нижней камеры 10, средней камеры 11, верхней камеры 12, нижней перегородки 13 с обратным клапаном 14, впускного клапана 15 воздуха, перегородки 16 с дроссельны ми отверстиями, зсмлу-ие ного цилиндрического патрубка 17 и обратного клапана 18 ввода кислоты. Установка работает следующим образом. При выполнении одним из цилиндров нагнетательного насоса 1 такта всасы вания уровень жидкости в нижней каие ре 10 генератора 4, соединенного с этим цилиндром, опускается и через впускной клапан 15 в зону, примыкающую к клапану от компрессора 2, вво дится воздух с заданным избыточным давлением. Одновременно от подпорног насоса 5 через трехходовой кран 8 и впускной клапан насоса 1 в поршневую полость ци.пиндра, в котором выполняется такт всасывания, вводят жидкость (раствор пенообразователя и смолы). К концу такта всасывания в нижней камере 10 находится объем пос тупившего воздуха, поджимаемый снизу жидкостью. При выполнении такта наг™ нетания жидкость из этого цилиндра вытесняется, уровень жидкости в нижней камере 10 генератора 4 поднима ется, воздух в ней сжимается до дав5ления нагнетания, послечего открывается обратный клапан 14, а затем газ и жидкость вытесняются в полость средней камеры 11. В средней камере 11 газ и жидкость по кольцевой полости направляются к дроссельному каналу верхней перегородки 16, а далее через каналы - в кольцевую полость верхней камеры 12. Дроссельные отверстия перегородки 16 обеспечивают вытекание жидкости в кольцевую полость верхней камеры 12 в виде струй, причем оптимальное соотношение длины и диаметра d канала.равно t (3 - 4)d. Струи жидкости здесь взаимодействуют с окружаюа йм газом и распадаются на капли, образуя газожидкостную смесь, причем чем больше плотность газа, тем интенсивнее разрушение струи. Это позволяет получить газожидкостную смесь с кратностью, необходимой для получения пенопласта. Перед выходом из генератора 4 перпенди™ кулярно потоку газожидкостной смеси через обратный клапан 18 и радиальные отверстия цилиндра 17 впрыскивается раствор кислоты (отвердитель), что обеспечивает надежное перемешивание и получение гомогенной ячеистой структуры пенопласта, причем измен ением концентрации кислотного отвердителя в газожидкостной смеси регулируют скорость ее отверждения.. Из генератора 4 отверждающая газо жидкостная смесь поступает через манифольд в буровую колонну в зону тампонирования, где и превращается в пенопласт. Такой же процесс образования пенопласта происходит при работе других хшунжеров нагнетательного насоса 1. Затем цикл повторя ется. После нагнетания необходимого для тампонирования скважины объема пенопласта переключают трехходовой кран 8,, отключают компрессор 2, дозировочный насос 3, подпорный насос 3 и закрывают вентили 6 и 7, Насос 1 начинает нагнетать воду из (емкости 9 для продавливания пенопласта. Устройствоможно также использовать для бурения скважин с применением пены, для чего отключают дозировочный насос 3, подающий отверди™ тель, при этом предлагаемое устройство обеспечивает получение газожидкостной смеси с любой степенью аэрации (от О до 300), необходимой для бурения скважины в зависимости от условий бурения (притока жидкости, воды, нефти и газов из пласта, температурного градиента пены, механической скорости бурения, удельного веса шлака и.т.д.), что повышает производительность бурения.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ, содержащая источник газа, нагнетательный насос, генератор газожидкостной смеси, вьлолненный из двух камер, разделенных перегородкой с обратным клапаном, нижняя из которых сообщена с надпоршневой полостью цилиндра насоса и источником газа через впускной клапан, а верхняя - с манифольдной линией, емкость для жидкости, подпорный насос, связанный с одной стороны с емкостью для жидкости, а с другой - с подпоршневой полостью цилиндра насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения равномерности перемешивания при приготовлении тампонажной газожидкостной смеси, она снабжена дозировочным насосом для отвердителя, перегородкой с дроссельными отверстиями для сообщения полости нижней камеры с полостью верхней камеры, установленной в нижней части верхней камеры, и размещенным на перегородке цилиндрическим заглушенным патрубком, связанным с дозировочным насосом для отвердителя и выполненным с обратным клапаном и -1 радиальным отверстием вьше последнего. сл 2. Установка поп.1, отличающаяся тем,, что, с целью обеспечения непрерьшности подачи газожидкостной смеси, она снабжена дополнительными генераторами для газожидкостной смеси, а нагнетательный насос выполнен трехплунжерным, причем нижние камеры генераторов связаны соответственно с надпоршне00 00 САЭ вой полостью каждого цилиндра указанного насоса и источником газа, а верхние камеры - с дозировочным наО сосом для отвердителя и манифольдсд ной линией.

К нанифО/itSt/

i