[发明专利]一种泡沫发生器

说明书

本发明提供了一种泡沫发生器，包括：中空管状的本体部分，在所述本体部分一端设置有沿轴向间隔开的水泥浆入口部和气体入口部；设于所述本体部分内的混合发泡腔，用于使来自所述水泥浆入口部和气体入口部的水泥浆和气体进行混合发泡；设在所述本体部分内的泡沫均化器，用于对来自所述混合发泡腔的泡沫流体进行均化；以及设置在所述本体部分另一端的用于连接固井管线的泡沫水泥浆出口部。

技术领域

本发明涉及油田泡沫流体领域，具体地涉及一种泡沫发生器。

背景技术

泡沫发生器是产生泡沫流体的关键设备。目前，泡沫发生器主要分为两类，一类是灭火用的泡沫发生器，一类是泡沫混凝土用的泡沫发生器。由于国内外对气液两相泡沫研究较多，因此开发的气液两相泡沫发生器的类型也很多，如涡轮式、螺旋式、孔隙式、网式、同心管式等。随着技术的不断升级，早期的发泡机型已发展为以高压充气为主体的现代化机型，泡沫发生器的应用越来越广泛。

但是，目前泡沫发生器在应用过程中仍然存在一些问题。例如，泡沫水泥浆中含有固体颗粒，相比于气液两相起泡较难，流动阻力较大，且泡沫难以保证均匀。此外，一般的泡沫发生器结构复杂，安装、拆卸困难，气体排量控制不精确，不能够满足高压固井的需求。

CN 888200138.8公开了一种用于泡沫钻井、泡沫洗井或者泡沫固井的泡沫发生装置。该装置通过配气盘与水泥浆进行混合产生泡沫。虽然其结构简单，并且能够满足泡沫钻井、洗井、固井的要求。但是，在现场应用时水泥浆很容易进入气体管路，造成拆卸、清洗的不便。

CN 201420647404.5提出了一种在固井泵车的柱塞泵和井口的高压管汇之间增加气液混合的压力式固定泡沫水泥发生装置。该装置结构复杂，并且只能进行一次混合，无法保证泡沫的均匀度。同样，也无法阻止高压水泥浆进入气体管线。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种泡沫发生器。这种高压泡沫发生器利用气体、浆体双喷射作用进行发泡，配合均化器，发泡效果更强。并且该装置安装、拆卸便捷，可防止水泥浆进入气体管路。同时，现场喷嘴等组件更换便捷，气体排量控制简单，满足高压泡沫固井需求。

为此，根据本发明，提供了一种泡沫发生器，包括：中空管状的本体部分，在所述本体部分一端设置有沿轴向间隔开的水泥浆入口部和气体入口部；设于所述本体部分内的混合发泡腔，用于使来自所述水泥浆入口部和气体入口部的水泥浆和气体进行混合发泡；设在所述本体部分内的泡沫均化器，用于对来自所述混合发泡腔的泡沫流体进行均化；以及设置在所述本体部分另一端的用于连接固井管线的泡沫水泥浆出口部。

根据一个优选的实施例，所述水泥浆入口部和气体入口部相互平行地沿径向延伸，且位于所述本体部分的同侧，并且所述气体入口部相对于所述水泥浆入口部处于轴向外侧。

根据一个优选的实施例，所述本体部分包括与所述气体入口部相连通的第一腔体，以及用于安装所述泡沫均化器的且与所述泡沫水泥浆出口部相连通的第二腔体，其中所述混合发泡腔处于所述第一腔体和第二腔体之间并与它们均连通。

根据一个优选的实施例，在所述第一腔体中设有控制气体进入量的气体开关，当注气时所述气体开关打开使气体进入所述混合发泡腔，停止注气时，所述气体开关闭合防止所述混合腔中的水泥浆倒流。

根据一个优选的实施例，所述气体开关包括气体单向阀，所述气体开关通过所述气体单向阀控制其开启与闭合。

根据一个优选的实施例，在所述气体单向阀的出口端安装有气体喷嘴，所述气体喷嘴包括第一圆柱体部分和直径小于第一圆柱体部分的第二圆柱体部分，且在所述第二圆柱体的中的喷嘴部分设置成收缩式或者文丘里喷嘴结构。

根据一个优选的实施例，所述水泥浆入口部设有浆体喷嘴，用于将水泥浆喷射到所述混合发泡腔。