一种泡沫混合切割器的制作方法

1.本发明涉及油田开发技术领域，更具体地说，涉及一种泡沫混合切割器。


背景技术：

2.随着油田发展形势不断变化，泡沫液在油田的应用更加广泛，泡沫冲砂、泡沫调剖、泡沫酸化、泡沫混排等技术应用于各大油田。油井开发方式不断发展，泡沫应用也不断刷新应用井深记录。油井垂深由最初的500-1000米发展到4000米；水平段由最初的200米发展到2000米。
3.随着油田发展新技术、新设备、新开发方式等应用，对泡沫液提出了更高的要求标准。油井垂深不断增加，水平段长度不断增加，使连续油管成为了新的主要作业工具。但连续油管长度在6000米，导致作业过程中出口气液分离气体滑脱成为主要的作业矛盾，严重影响作业效果。
4.因此，针对超深、超长水平段井对泡沫液提出了更高的要求，提高发泡效果和泡沫稳定性势在必行。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种泡沫混合切割器，其具体技术方案如下：
6.一种泡沫混合切割器，包括：
7.泡沫产生机构，所述泡沫产生机构为具有四个管口的四通管式结构，四个管口分别为进液口、进气口、泡沫原液进口以及初级泡沫液出口；所述进液口连接洗井液供应设备，且所述进液口所在的对应管路上设有液体控制阀；所述进气口连接气体供应设备，且所述进气口所在的对应管路上设有气体控制阀；所述泡沫原液进口连接泡沫原液供应设备，且所述泡沫原液进口所在的对应管路上设有原液控制阀；
8.泡沫混合切割形成机构，所述泡沫混合切割形成机构的进口与所述初级泡沫液出口连通，所述泡沫混合切割形成机构的内部沿泡沫液的流动方向依次设有相连通的一级混合区、二级切割区、终级泡沫液出口；所述一级混合区内设有使气液多次转向融合的导流叶片；所述二级切割区上部固定有上剪切刀片，下部固定有下剪切刀片，且所述上剪切刀片和所述下剪切刀片上下交错布置。
9.本发明泡沫混合切割器的主要目的是提高泡沫液的稳定性，减少破泡率，防止气体滑脱。
10.洗井液、气体以及泡沫原液通过在四通管式结构内初次混合碰撞产生泡沫，泡沫经初级泡沫液出口进入泡沫混合切割形成机构，通过一级混合区的导流叶片进行多次更充分的转向、搅拌混合，形成稳定泡沫液，防止气体滑脱；混合搅拌充分后，泡沫液再通过二级切割区流动切割形成直径更小的泡沫液，增加了泡沫液的稳定性和粘度，使由终级泡沫液出口流出的泡沫直径更小、更稳定，形成均匀稳定、不易破裂的泡沫液。
11.优选地，所述四通管式结构为高压四通。
12.优选地，所述气体供应设备供应的气体为氮气、二氧化碳或空气。
13.优选地，所述导流叶片呈折返形或螺旋形。
14.优选地，所述上剪切刀片的底部刀尖与所述下剪切刀片的顶部刀尖互相穿插。
15.优选地，泡沫混合切割器整体采用高压合金材料制作而成。
16.优选地，所述泡沫原液供应设备包括泡沫原液储存箱、原料加注泵、变频调节器，所述原料加注泵的进口连接所述泡沫原液储存箱，出口连接所述泡沫原液进口，所述原料加注泵与能够调节出液压力的所述变频调节器电性连接。
17.优选地，所述原料加注泵为高压柱塞泵。
附图说明
18.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做简单的介绍，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而言，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。
19.图1为本发明一种泡沫混合切割器的整体结构示意图。
20.图2为螺旋形结构的导流叶片的结构示意图。
21.图3为二级切割区的结构示意图。
22.图中：1-进液口，2-进气口，3-泡沫原液进口，4-初级泡沫液出口，5-液体控制阀，6-气体控制阀，7-原液控制阀，8-泡沫原液储存箱，9-原料加注泵，10-变频调节器，11-一级混合区，12-二级切割区，13-导流叶片，14-上剪切刀片，15-下剪切刀片，16-终级泡沫液出口。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.实施例：
26.如图1所示，本发明一种泡沫混合切割器，包括泡沫产生机构、泡沫混合切割形成机构。
27.泡沫产生机构为具有四个管口的四通管式结构，四个管口分别为进液口1、进气口2、泡沫原液进口3以及初级泡沫液出口4。为了确保装置整体的稳定性，四通管式结构为高压四通。
28.进液口1连接洗井液供应设备，且进液口1所在的对应管路上设有液体控制阀5。洗井液供应设备属于现有技术，此处不再进行过多详述。
29.进气口2连接气体供应设备，且进气口2所在的对应管路上设有气体控制阀6。气体供应设备属于现有技术，此处不再进行过多详述。气体供应设备供应的气体为氮气、二氧化碳或空气等。
30.泡沫原液进口3连接泡沫原液供应设备，且泡沫原液进口3所在的对应管路上设有原液控制阀7。
31.洗井液、气体以及泡沫原液通过在四通管式结构内初次混合碰撞产生泡沫。
32.进一步地，泡沫原液供应设备包括泡沫原液储存箱8、原料加注泵9、变频调节器10，原料加注泵9的进口连接泡沫原液储存箱8，出口连接泡沫原液进口3，原料加注泵9与能够调节出液压力的变频调节器10电性连接。
33.其中，原料加注泵9优选使用高压柱塞泵。
34.本发明中，原料加注泵9通过变频调节器10可以实现气液不同排量下对泡沫原液不同浓度加注需求，可以实现高压精确配液，保证泡沫液的稳定性。
35.泡沫混合切割形成机构的进口与初级泡沫液出口4连通，泡沫混合切割形成机构的内部沿泡沫液的流动方向依次设有相连通的一级混合区11、二级切割区12、终级泡沫液出口16。
36.一级混合区11内设有使气液多次转向融合的导流叶片13。该导流叶片13呈折返形(如图1所示)或螺旋形(如图2所示)。
37.本发明泡沫混合切割器通过一级混合区11的导流叶片13使泡沫原液、洗井液、气体在正反旋转转向过程中充分融合，有效地解决了气液流速不同气体容易滑脱的问题，具体原理为：导流叶片13在引导气液多次转向的过程中降低了气体流速，可防止因气体流速大于液体流速导致的气体滑脱。
38.如图3所示，二级切割区12上部固定有上剪切刀片14，下部固定有下剪切刀片15，且上剪切刀片14和下剪切刀片15上下交错布置。
39.本发明泡沫混合切割器在二级切割区12内设置上剪切刀片14、下剪切刀片15，通过剪切原理把泡沫液气泡直径变小，形成更加稳定不易破裂的泡沫液，且使泡沫液粘度更高。
40.进一步地，上剪切刀片14的底部刀尖与下剪切刀片15的顶部刀尖互相穿插，也能起到与导流叶片13相似的作用，即防止气液分离，气体滑脱。
41.更进一步地，本发明泡沫混合切割器整体采用高压合金材料制作而成，能够满足不同压力施工情况，最高可实现105mpa高压施工要求。
42.本发明改进后的泡沫混合切割器经实际施工应用后，确认效果明显，气体无滑脱现象显现，出口泡沫液稳定，粘度高携砂能力突出，能够满足施工要求。
43.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
44.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。对这些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这些实施例，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。

技术特征：
1.一种泡沫混合切割器，其特征在于，包括：泡沫产生机构，所述泡沫产生机构为具有四个管口的四通管式结构，四个管口分别为进液口(1)、进气口(2)、泡沫原液进口(3)以及初级泡沫液出口(4)；所述进液口(1)连接洗井液供应设备，且所述进液口(1)所在的对应管路上设有液体控制阀(5)；所述进气口(2)连接气体供应设备，且所述进气口(2)所在的对应管路上设有气体控制阀(6)；所述泡沫原液进口(3)连接泡沫原液供应设备，且所述泡沫原液进口(3)所在的对应管路上设有原液控制阀(7)；泡沫混合切割形成机构，所述泡沫混合切割形成机构的进口与所述初级泡沫液出口(4)连通，所述泡沫混合切割形成机构的内部沿泡沫液的流动方向依次设有相连通的一级混合区(11)、二级切割区(12)、终级泡沫液出口(16)；所述一级混合区(11)内设有使气液多次转向融合的导流叶片(13)；所述二级切割区(12)上部固定有上剪切刀片(14)，下部固定有下剪切刀片(15)，且所述上剪切刀片(14)和所述下剪切刀片(15)上下交错布置。2.根据权利要求1所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述四通管式结构为高压四通。3.根据权利要求1所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述气体供应设备供应的气体为氮气、二氧化碳或空气。4.根据权利要求1所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述导流叶片(13)呈折返形或螺旋形。5.根据权利要求1所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述上剪切刀片(14)的底部刀尖与所述下剪切刀片(15)的顶部刀尖互相穿插。6.根据权利要求1任意一项所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，泡沫混合切割器整体采用高压合金材料制作而成。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述泡沫原液供应设备包括泡沫原液储存箱(8)、原料加注泵(9)、变频调节器(10)，所述原料加注泵(9)的进口连接所述泡沫原液储存箱(8)，出口连接所述泡沫原液进口(3)，所述原料加注泵(9)与能够调节出液压力的所述变频调节器(10)电性连接。8.根据权利要求7任意一项所述的一种泡沫混合切割器，其特征在于，所述原料加注泵(9)为高压柱塞泵。

技术总结
本发明公开了一种泡沫混合切割器，包括泡沫产生机构、泡沫混合切割形成机构，泡沫产生机构为具有四个管口的四通管式结构，四个管口分别为进液口、进气口、泡沫原液进口、初级泡沫液出口；进液口连接洗井液供应设备，进气口连接气体供应设备，泡沫原液进口连接泡沫原液供应设备；泡沫混合切割形成机构的进口与初级泡沫液出口连通，泡沫混合切割形成机构的内部依次设有相连通的一级混合区、二级切割区、终级泡沫液出口；一级混合区内设有使气液多次转向融合的导流叶片；二级切割区上部固定有上剪切刀片，下部固定有下剪切刀片，且上剪切刀片和下剪切刀片上下交错布置。本发明能够提高泡沫液的稳定性，减少破泡率，防止气体滑脱。防止气体滑脱。防止气体滑脱。


技术研发人员：余波 卢成慧 白智文 高志君 宋慧 冯保 王强 邱振扬 李强强
受保护的技术使用者：克拉玛依北腾石油工程技术服务有限公司
技术研发日：2022.02.11
技术公布日：2022/5/25