[实用新型]一种涡流混合系统

说明书

本实用新型提供了一种涡流混合系统，包括盐水舱、进舱管路和出舱管路；盐水舱包括进舱口、出舱口和分配管路，分配管路沿盐水舱内壁面周向布置，进舱管路与进舱口相连，出舱管路与出舱口相连，分配管路与进舱口相连；分配管路上设有多个喷嘴，每一喷嘴的喷流方向为β，10°≤β≤60°，使由各喷嘴喷射出的喷流在盐水舱内形成涡流混合环道。本实用新型通过灵活布设若干分配管路和喷嘴，以形成涡流混合环道带动盐水与舱壁碰撞产生涡流激震作用，实现盐水舱内部上下、左右空间范围内盐水的充分混合。

技术领域

本实用新型涉及石油钻探领域，特别涉及一种涡流混合系统。

背景技术

钻井作业过程中，钻井平台通过盐水舱装置储存盐水并提供一定浓度的盐水用来调配固井泥浆(即钻井液)，以协助钻井平台完成油井完井工作。由于盐水是晶体溶液，长时间在舱中静置，极易在舱底部形成大量的沉淀物，造成盐水比例降低或不均匀。现有技术中通常采用在盐水舱中安装搅拌器，对长时间静置舱中的盐水在使用前进行混合，但对于钻井平台等领域中容积较大或形状较复杂的舱室，搅拌器在舱室内的应用受到舱室容积、形状的限制，对舱室的底部或角落，搅拌器混合的效果有限，难以保证全舱盐水均匀混合，在盐水比例降低或不均匀的情形下，这必然会对完井作业的施工进度以及油井的固井安全性产生不利影响。

实用新型内容

为了上述技术问题，本实用新型实施例提供一种安装方便、布置灵活、混合效果好的涡流混合系统。

为了达到本实用新型的目的，本实用新型提供的涡流混合系统包括盐水舱、进舱管路和出舱管路，所述盐水舱内设置有进舱口、出舱口和分配管路，所述分配管路沿所述盐水舱的内壁面周向布置，所述进舱管路与所述进舱口相连，所述出舱管路与所述出舱口相连，所述分配管路与所述进舱口相连；

所述分配管路上设有多个喷嘴，每一所述喷嘴的喷流方向与所述分配管路的轴线方向成喷射角β，10°≤β≤60°，使由各所述喷嘴喷射出的喷流在所述盐水舱内形成涡流混合环道。

上述的涡流混合系统工作时，启动输送泵，将待混盐水经由进舱管路输送至进舱口，涡流混合组件将待混盐水分配至盐水舱内周向布置的分配管路中，并经由分配管路上的各喷嘴喷出，使由各喷嘴喷射出的喷流螺旋相接，在盐水舱内形成围绕盐水舱内壁面的沿顺时针或逆势针方向旋转的涡流混合环道(呈倒锥台水幕形状)，进而带动盐水与舱壁碰撞产生局部涡流激震，提升盐水中溶质颗粒之间的涡流扩散作用，使盐水中溶质分子细化充分、溶解完全；同时，盐水舱室底部的盐水在混合涡流产生的压差作用下能够运动到盐水舱的上部，达到实现盐水舱内大范围混合均匀的目的，从而解决了盐水比例降低或不均匀引起完井作业和油井安全风险升高的问题。经盐水舱涡流混合完毕后，混合均匀的盐水经过出舱管路输送给用户使用。

相比于现有技术中采用搅拌器进行盐水混合的方式，该涡流混合系统中喷嘴的布置方式和安装数量可根据实际盐水舱容积、形状灵活设计，使由各喷嘴喷射出的喷流形成围绕盐水舱内壁面的沿顺时针或逆势针方向旋转的呈倒锥台水幕形状的涡流混合环道。当β大于60°，意味着喷嘴的喷流距离盐水舱的内侧壁面的距离过大，使环形混合涡流的流动区域面积过于集中，则旋转涡流作用下形成的涡流混合环道的循环区域有限，混合涡流无法遍及盐水舱的底部和各个角落位置，难以实现盐水在盐水舱内大范围循环流动，因此无法保证全舱盐水均匀混合。而当β小于10°时，即喷射角过小，喷嘴的喷流无法达到盐水舱的中心区域，进而在盐水舱中心区域形成较大面积范围的无涡流死角区域，难以带动整舱盐水流动以形成倒锥台水幕形状的涡流混合环道，进而导致混合效果不佳。

此外，将进舱口设置在出舱口的上方，以利于减小盐水流动阻力，进而减少流动阻力引起盐水流动过程中的沿程压力损失，提高喷嘴喷流速度的可靠性，以确保涡流混合作用效果。

可选地，所述分配管路上还包括多个导流管，每一所述导流管上设有一个或多个所述喷嘴。