石油钻采固井水泥混浆装置制造方法

专利名称:石油钻采固井水泥混浆装置制造方法
【专利摘要】一种石油钻采固井水泥混浆装置，包括灰罐，该灰罐通过干粉泵与高能混合器腔体连接，高能混合器腔体通过清水流量控制阀与供水管连接，其特征是所述高能混合器通过泥浆输送管与混浆罐水平连接，高能混合器腔体中还设有喷气嘴，喷气嘴与单向阀连接，单向阀通过送气管、电动气流控制阀与脉冲气缸连接，脉冲气缸通过送气管与储气罐连接，混浆罐底部的出料口与混浆槽的进料口连接，所述混浆槽端部设置有液压马达，混浆槽中轴向设有转动辊，转动辊端部与液压马达的转轴连接，所述转动辊上均匀分段设有高剪切性混拌叶片，高剪切性混拌叶片上设有多个。本实用新型具有结构简单、节约成本、搅拌均匀、不易产生沉淀等特点。
【专利说明】石油钻采固井水泥混浆装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种石油钻采固井水泥混浆装置。

【背景技术】
[0002]在油田施工作业中，为了加固井壁，保证继续钻进，封油层、气和水层，保证勘探期间的分层试油及在整个开采中合理的油气生产，为此下入优质钢管，并在井筒与钢管环空充填水泥作业，成为固井作业。石油钻采固井用水泥浆的混合能量和混合方式对水泥浆的质量至关重要，混合能量用以水泥和水额初混及多次剪切水泥浆的再次混合，高能混合备受关注，固井水泥的抗压强度与密度有关。
[0003]目前，在油田的钻井和修井作业中，需要配制钻井泥浆来冷却工作中的钻头，同时钻井泥浆携带岩肩送至地面，再通过固控系统清除岩肩，使得钻井泥浆循环使用，钻井和修井作业正常进行，泥浆的主要成分是膨润土等化学物质与水混合，混浆装置是配制或增加钻井泥浆的设备。现有的混浆装置有泥浆容易形成沉积、泥浆不均匀、人工劳动强度大、成本高等弊端。


【发明内容】

[0004]本实用新型提供一种结构简单、可靠性高、节约成本的石油钻采固井水泥混浆装置，以解决现有泥浆容易形成沉积、泥浆不均匀等技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种石油钻采固井水泥混浆装置，包括灰罐，该灰罐通过干粉泵与高能混合器腔体连接，高能混合器腔体通过清水流量控制阀与供水管连接，其特征是所述高能混合器通过泥浆输送管与混浆罐水平连接，高能混合器腔体中还设有喷气嘴，喷气嘴与单向阀连接，单向阀通过送气管、电动气流控制阀与脉冲气缸连接，脉冲气缸通过送气管与储气罐连接，混浆罐底部的出料口与混浆槽的进料口连接，所述混浆槽端部设置有液压马达，混浆槽中轴向设有转动辊，转动辊端部与液压马达的转轴连接，所述转动辊上均匀分段设有高剪切性混拌叶片，高剪切性混拌叶片上设有多个溢流孔，所述混浆槽的出料口与喷浆管连接，喷浆管与管汇连接。
[0006]作为优选，所述干粉泵的供气端通过气阀与储气罐连接。
[0007]作为优选，所述高能混合器的进料口设有单向阀。
[0008]作为优选，所述混浆罐与泥浆输送管接口处设有单向阀，混浆罐内部设有搅拌器，搅拌器上设有搅拌叶，搅拌器与液压马达连接。
[0009]作为优选，所述管汇包括喷浆管、回流管及节流管，所述喷浆管上分别连接有密度计、换流阀，所述回流管上连接有回流控制阀，回流管末端与喷浆管换流阀连接，换流阀还通过支线管、温度传感器、控制阀与换流阀后方的喷浆管连接；位于密度计前方的喷浆管经主控节流管、备用节流管分流后与位于密度计后方的喷浆管连接，主控节流管、备用节流管上均设有控制阀；回流管前端通过循环泵与混浆罐连接。
[0010]作为优选，所述管汇中的控制阀、换流阀与扇形气缸连接并由扇形气缸驱动，所述扇形气缸通过电动气流控制阀、送气管与储气罐连接。
[0011 ] 作为优选，所述密度计、温度传感器、电动气流控制阀、清水流量控制阀、气阀、液压马达的控制阀均与PLC电控装置连接。
[0012]作为优选，所述储气罐与充气泵连接。
[0013]本实用新型具有结构简单、节约成本、搅拌均匀、不易产生沉淀等特点。本实用新型中的高能混合器工作效率高，最适于油气田固井时使用；混浆罐充分搅拌水泥浆，使其均匀混合；混浆槽中的高剪切性混拌叶片不断的搅拌水泥浆，同时对其挤压，使水泥浆更加均匀；喷气嘴对水泥浆混合能量大，提高水泥浆密度，能节约成本，循环泵使水泥浆能多次的搅拌，避免了不合格的水泥浆的产生。本实用新型市场容量大，前景广泛，具有极大的市场价值和社会价值。

【附图说明】

[0014]图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图2是图1中混浆槽的结构示意图；
[0016]图3是图2中高剪切性混拌叶片的主视图；
[0017]图4是图1中管汇的结构示意图。

【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0019]结合图1所示，该石油钻采固井水泥混浆装置，包括灰罐1、高能混合器3、混浆罐13及混浆槽15，灰罐I通过干粉泵2与高能混合器3腔体连接，高能混合器3的进料口 31设有单向阀8，防止灰罐I中的水泥倒灌。干粉泵2的供气端通过气阀4与储气罐12连接，储气罐12供气，便于干粉泵2将灰罐I中水泥快速抽入高能混合器3，同时也避免水泥堵塞干粉泵2。
[0020]高能混合器3腔体通过清水流量控制阀5与供水管6连接，高能混合器3腔体中还设有喷气嘴7，喷气嘴7与单向阀8连接，单向阀8通过送气管25与脉冲气缸10连接，接口处设有电动气流控制阀52，脉冲气缸10通过送气管25与储气罐12连接，脉冲气缸10与储气罐12连接。脉冲气缸10通过喷气嘴7喷出强烈的气流对高能混合器3提供了巨大的混合能量，能显著提高水泥浆密度，每次作业可降低使用成本10% ;脉冲气缸10使高能混合器3的混合能力为2.3m3 /min,初步混合水泥楽密度为1.2一3.2g/cm3,误差在±0.03g/cm3。储气罐12与充气泵42连接，充气泵42充气，储气罐12为整个系统提供源源不断的气流。
[0021 ] 高能混合器3通过泥浆输送管11与混浆罐13水平连接，混浆罐13与泥浆输送管11接口处设有单向阀8，混浆罐13内部设有搅拌器29，搅拌器29上设有搅拌叶30，其搅拌器29与液压马达18连接，液压马达18开动，搅拌器29上搅拌叶30搅拌混浆罐13内的水泥浆。
[0022]混浆罐13底部的出料口 14与混浆槽15的进料口 16连接，混浆槽15端部设置液压马达18，混浆槽15中轴向设有转动辊19，转动辊19端部与液压马达18的转轴连接，液压马达18与液压泵32连接，液压泵32与油箱35连接，油箱35出有口设有滤油器37，滤油器37与流量控制阀38连接，流量控制阀38通过进油管39与液压泵32连接，油箱35为液压系统中提供液压油，滤油器37进行过滤，流量控制阀38控制油量；油箱35下部设有散热器36，油箱35底部通过回油管40与液压泵32连接。散热器36为液压系统中液压油散热。转动辊19上均匀分段设有高剪切性混拌叶片20，高剪切性混拌叶片20上设有多个溢流孔21，水泥浆经过混浆罐13的增加混合能量，进入混浆槽15，混浆槽15中的转动辊19对水泥浆进行充分的搅拌、切割，水泥浆从溢流孔21中溢出，溢流孔21挤压使水泥浆均匀混合；水泥浆的密度为1.5—2.5g/cm3，误差在±0.02g/ cm3。
[0023]管汇27包括喷浆管24、回流管41及节流管47，喷浆管24上分别连接有密度计28、换流阀43，回流管41上连接有回流控制阀51，回流管41末端与喷浆管24上的换流阀43连接，换流阀43还通过支线管50、温度传感器45、控制阀与换流阀43后方的喷浆管24连接；位于密度计28前方的喷浆管24经主控节流管48、备用节流管49分流后与位于密度计28后方的喷浆管24连接，主控节流管48、备用节流管49上均设有控制阀46，备用节流管49为了防止主控节流管48突发意外而准备的。回流管41前端通过循环泵33与混浆罐13连接。密度计28测试水泥浆的密度，如果达不到标准，换流阀43改流，水泥浆进入回流管41，在入混浆罐13从新在混浆。
[0024]管汇27中的控制阀46、回流控制阀51、换流阀43与扇形气缸22连接并由扇形气缸22驱动，扇形气缸22等通过电动气流控制阀52、送气管25与储气罐12连接，电动气流控制52与PLC电控装置53连接。扇形气缸22输出扭矩为100N.m。
[0025]密度计28、温度传感器45、电动气流控制阀52与PLC电控装置53连接；清水流量控制阀5、气阀4、液压马达的控制阀55均与PLC电控装置53连接。
[0026]PLC电控装置53可以根据密度计28、温度传感器45的信号反馈，对电动气流控制阀52、清水流量控制阀5、气阀4、液压马达的控制阀55进行调整，将水泥浆调到最适合工艺参数。此外，PLC电控装置53还可以与远程计算机54连接。计算机54通过PLC电控装置53控制管汇27的运转，调到水泥浆最合适的工艺参数。
[0027]最后应当指出，以上【具体实施方式】仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述【具体实施方式】，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上【具体实施方式】所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种石油钻采固井水泥混浆装置，包括灰罐，该灰罐通过干粉泵与高能混合器腔体连接，高能混合器腔体通过清水流量控制阀与供水管连接，其特征是所述高能混合器通过泥浆输送管与混浆罐水平连接，高能混合器腔体中还设有喷气嘴，喷气嘴与单向阀连接，单向阀通过送气管与脉冲气缸连接，脉冲气缸通过送气管与储气罐连接，混浆罐底部的出料口与混浆槽的进料口连接，所述混浆槽端部设置有液压马达，混浆槽中轴向设有转动辊，转动辊端部与液压马达的转轴连接，所述转动辊上均匀分段设有高剪切性混拌叶片，高剪切性混拌叶片上设有多个溢流孔，所述混浆槽的出料口与喷浆管连接，喷浆管与管汇连接。2.根据权利要求1所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述干粉泵的供气端通过气阀与储气罐连接。3.根据权利要求1所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述高能混合器的进料口设有单向阀。4.根据权利要求1所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述混浆罐与泥浆输送管接口处设有单向阀，混浆罐内部设有搅拌器，搅拌器上设有搅拌叶，搅拌器与液压马达连接。5.根据权利要求1所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述管汇包括喷浆管、回流管及节流管，所述喷浆管上分别连接有密度计、换流阀，所述回流管上连接有回流控制阀，回流管末端与喷浆管换流阀连接，换流阀还通过支线管、温度传感器、控制阀与换流阀后方的喷浆管连接；位于密度计前方的喷浆管经主控节流管、备用节流管分流后与位于密度计后方的喷浆管连接，主控节流管、备用节流管上均设有控制阀；回流管前端通过循环泵与混浆罐连接。6.根据权利要求5所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述管汇中的控制阀、换流阀与扇形气缸连接并由扇形气缸驱动，所述扇形气缸通过电动气流控制阀、送气管与储气罐连接。7.根据权利要求1所述的石油钻采固井水泥混浆装置，其特征是所述储气罐与充气泵连接。
【文档编号】E21B33-13GK204299535SQ201420657044
【发明者】胡妮, 肖述华, 梁超, 肖洒, 龚斌华, 张文洪, 王文明[申请人]湖北三通石油机械有限公司