一种泡沫修井液发生装置的制作方法

本发明涉及油气井修井作业技术领域，特别是涉及一种泡沫修井液发生装置。

背景技术：

在油气勘探开发过程中，油气田因长年开采，地层能量亏空越来越严重，地层压力系数急剧下降，入井液的漏失问题已经严重影响到了修井作业措施的执行。

当前，低压气井修井作业时入井液主要有活性水和泡沫液，存在的问题一是活性水漏失量大，对地层伤害非常大，增大了作业的复杂性，影响复产效果；二是使用泡沫液虽然能降低井筒液柱压力，从而减少地层漏失，但一般泡沫液的粒径较大，半衰期较短，仅有几个小时，入井液中的液相会迅速集聚在井底并漏入地层。一般泡沫液只能进行单工序短时操作，不能实现循环作业。

在低压气井修井作业施工中，根据泡沫修井的相关技术要求，需要将修井液与空气(或者氮气)混合，进行低密度微泡化，形成低密度微泡修井液，然而，目前的泡沫修井液发生装置普遍存在产生的泡沫粒径较大、不匀，以及半衰期较短的缺陷，因此，如何改进泡沫修井液发生装置，以微化泡沫粒径、降低泡沫液密度、延长半衰期，从而满足低压气井修井作业的技术需求，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种泡沫修井液发生装置，该泡沫修井液发生装置能够快速微化泡沫粒径，降低泡沫液密度，延长半衰期，生产效率较高，可以很好地满足低压气井修井作业的技术需求。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种泡沫修井液发生装置，包括：

曝气罐，所述曝气罐的上部侧壁开设有出口；

与所述曝气罐的出口连接的射流融合器，所述射流融合器远离所述曝气罐的一端连接有微泡液管，所述微泡液管上设置有控制阀；

位于所述曝气罐内的圆柱形的搅拌桶，所述搅拌桶的上部侧壁连通有进液管，所述进液管穿出所述曝气罐的侧壁，所述搅拌桶的下部侧壁连通有多个绕所述搅拌桶的轴线均匀分布的出液管，所述搅拌桶的内部设置有竖直布置的搅拌轴，所述搅拌轴上安装有多组产生向下推力的搅拌叶片；

安装在所述曝气罐的上方的电机，所述搅拌轴的上端伸出所述曝气罐与所述电机连接；

位于所述曝气罐外部的进气管，所述进气管的一端由所述进液管的侧壁穿入后沿所述进液管的轴线方向朝所述搅拌桶延伸，并与位于所述进液管内靠近所述搅拌桶的一端的射流器连接。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述搅拌桶的顶盖与所述曝气罐的顶部固定连接，所述搅拌桶的顶盖与所述搅拌轴之间设置有动静环密封，所述搅拌桶的顶盖上安装有支撑筒，所述支撑筒与安装在所述搅拌轴上的储脂桶固定连接，所述储脂桶内安装有与所述搅拌轴套接的轴承，所述电机固定安装在所述支撑筒的上端。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述支撑筒的下部侧壁开设有溢流口。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述搅拌轴的下端连接有扶正器。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述曝气罐的底部设置有排污管，所述排污管上设置有球阀。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，还包括罩在所述曝气罐和所述射流融合器外部的箱体，所述进液管和所述微泡液管沿水平方向贯穿所述箱体的侧壁，所述支撑筒沿竖直方向贯穿所述箱体的顶部。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述曝气罐和所述箱体均安装在撬装底座上，所述射流融合器的中部具有朝下的排污法兰口。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述出液管与所述搅拌桶的径向之间成30°～60°的倾斜夹角，且所述出液管相对所述搅拌桶的径向倾斜于所述搅拌叶片的旋转方向。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述进气管上安装有气体流量计，所述进液管上安装有液体流量计。

优选地，在上述泡沫修井液发生装置中，所述曝气罐的直径为800mm～1000mm，所述搅拌桶的直径为200mm～300mm。

根据上述技术方案可知，本发明提供的泡沫修井液发生装置中，曝气罐内安装搅拌桶，搅拌桶的入口连接进液管，进液管内安装射流器，进气管从进液管的侧壁进入进液管并与射流器连接，同时，曝气罐的出口连接射流融合器，工作时，电机带动搅拌桶内的搅拌轴和搅拌叶片旋转，进气管送入的气体和进液管送入的液体在射流器内混合，射流进入搅拌桶，并通过搅拌桶下部的出液管进入曝气罐，经过射流混合、搅拌剪切、曝气释压融合后，混合液体里的泡沫粒径更小，泡沫液混合更加均匀。泡沫混合液在压力的推动下从曝气罐上部的出口进入射流融合器，被进一步地射流混合和涡流剪切后，从微泡液管排出。

由上述工作过程可知，本发明提供的泡沫修井液发生装置使得多次的射流、剪切、曝气缓释和融合程序全部在一个流程内完成，因此可以使生产过程更加安全、简单、高效，且能够快速微化泡沫粒径，降低泡沫液密度，从而满足低压气井修井作业对各种密度微泡液体的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种泡沫修井液发生装置的示意图。

图中标记为：

1、气体流量计；2、进气管；3、液体流量计；4、进液管；5、排污管；6、电机；7、储脂桶；8、动静环密封；9、射流器；10、搅拌桶；11、搅拌轴；12、扶正器；13、注脂口；14、溢流口；15、搅拌叶片；16、出液管；17、射流融合器；18、曝气罐；19、排污法兰口；20、箱体；21、微泡液管；22、控制阀；23、撬装底座。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

参见图1，为本发明实施例提供的一种泡沫修井液发生装置的示意图，该泡沫修井液发生装置包括曝气罐18、与开设在曝气罐18的上部侧壁的出口连接的射流融合器17、位于曝气罐18内的圆柱形的搅拌桶10、与搅拌桶10的上部侧壁连通的进液管4、位于进液管4内靠近搅拌桶10的一端的射流器9、安装在曝气罐18的上方的电机6，以及位于曝气罐18外部的进气管2。

其中，进液管4穿出曝气罐18的侧壁，进气管2的一端由进液管4的侧壁穿入后沿进液管4的轴线方向朝搅拌桶10延伸，并与射流器9连接；

搅拌桶10的内部设置有竖直布置的搅拌轴11，搅拌轴11的上端伸出曝气罐18与电机6连接，搅拌轴11上安装有多组产生向下推力的搅拌叶片15，搅拌桶10的下部侧壁连通有多个绕搅拌桶10的轴线均匀分布的出液管16；

射流融合器17远离曝气罐18的一端连接有微泡液管21，微泡液管21上设置有控制阀22。

本发明提供的泡沫修井液发生装置的工作原理为：

电机6带动搅拌轴11和搅拌叶片15旋转，进气管2送入的气体和进液管4送入的液体在射流器9内混合，射流进入搅拌桶10，并通过搅拌桶10下部的出液管16进入曝气罐18，经过射流混合、搅拌剪切、曝气释压融合后，混合液体里的泡沫粒径更小，泡沫液混合更加均匀。泡沫混合液在压力的推动下从曝气罐18上部的出口进入射流融合器17，被进一步地射流混合和涡流剪切后，从微泡液管21排出。

由上述工作原理可知，本发明提供的泡沫修井液发生装置使得多次的射流、剪切、曝气缓释和融合程序全部在一个流程内完成，因此可以使生产过程更加安全、简单、高效，且能够快速微化泡沫粒径，降低泡沫液密度，从而满足低压气井修井作业对各种密度微泡液体的要求。

具体实际应用中，曝气罐18的直径一般为800mm～1000mm，搅拌桶10的直径一般为200mm～300mm，控制阀22可以采用蝶阀。

为了便于计量和调节进气量及进液量，进气管2上安装有气体流量计1，进液管4上安装有液体流量计3。

为了便于液体排出时在曝气罐18内形成旋流以利于泡沫液的融合，可以将出液管16设计为与搅拌桶10的径向成30°～60°的倾斜夹角，且出液管16相对搅拌桶10的径向倾斜于搅拌叶片15的旋转方向。

如图1所示，本实施例中，搅拌桶10的顶盖与曝气罐18的顶部固定连接，搅拌桶10的顶盖与搅拌轴11之间设置有动静环密封8，搅拌桶10的顶盖上安装有支撑筒(图中未标记)，支撑筒与安装在搅拌轴11上的储脂桶7固定连接，储脂桶7内安装有与搅拌轴11套接的轴承(图中未标记)，电机6固定安装在支撑筒的上端。

支撑筒的下部侧壁开设有溢流口14，当曝气罐18内压力过高导致液体克服动静环密封8的密封阻力从动静环之间泄露时，液体能够从溢流口14排液泄压。

为了便于补充润滑脂，在储脂桶7的中部设置有注脂口13。

为了保证搅拌轴11高速旋转时的同心度，本实施例在搅拌轴11的下端连接有扶正器12。

为了便于曝气罐18内残液的排空，本实施例中，曝气罐18的底部设置有排污管5，并在排污管5上设置有球阀(图中未示出)。

为了整体保护泡沫修井液发生装置的各部分，可以在曝气罐18和射流融合器17外部罩一个箱体20，如图1所示，进液管4和微泡液管21沿水平方向贯穿箱体20的侧壁，支撑筒沿竖直方向贯穿箱体20的顶部，这样箱体20可以对穿过的各部件起到固定支撑作用。

具体实际应用中，可以将曝气罐18和箱体20安装在撬装底座23上，为了便于排污和清洗，可以在射流融合器17的中部设置朝下的排污法兰口19，如图1所示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。