[发明专利]一种泡沫钻进用旋内喷式机械消泡装置及其消泡方法

摘要

本发明涉及一种泡沫钻进用旋内喷式机械消泡装置及其消泡方法，该装置设置了螺旋式第一喷射孔、交汇式第二喷射孔、喇叭状扩散室这样三重相互配合的消泡结构，以压缩空气为动力介质，在消泡装置内部产生有益的流场，联合真空负压、冲击剪切、充气饱和及减速增压扩散四种作用方式快速消泡，以保证上返的泡沫及时彻底的消除，有效提高消泡效率；本发明是一种单纯的气动力消泡方式，整个过程对泡沫流体无任何污染，消泡后的泡沫基液能够反复循环利用，降低了成本；另外，本发明结构简单、加工安装方便、易于操作和维护，可以通过更换不同结构型式的喷射内管来满足现场的实际要求，适用范围广。

主权项

1.一种泡沫钻进用旋内喷式机械消泡装置，包括泡沫接收管(1)、喷射内管(2)及扩散室(3)，所述泡沫接收管(1)的一端具有消泡剂进口(11)，所述泡沫接收管(1)的另一端为与喷射内管(2)的进口相连接的消泡剂出口(12)，所述喷射内管(2)的侧壁上设置有与喷射内管(2)相连通的进气管(4)，所述扩散室(3)与喷射内管(2)的出口相连接，其特征在于：所述喷射内管(2)的外周设置有一过渡腔室(5)，所述的进气管(4)连接于该过渡腔室(5)上；所述喷射内管(2)的前部设置有多个沿周向开设并呈螺旋状布置的第一喷射孔(23)；所述喷射内管(2)的后部设置有多个沿周向开设并呈向后交汇式布置的第二喷射孔(24)，所述第一喷射孔(23)、第二喷射孔(24)均将喷射内管(2)的内腔与过渡腔室(5)相连通；所述各第二喷射孔(24)的轴线在该第二喷射孔(24)后侧的喷射内管(2)轴线上相交汇；所述的扩散室(3)成型为自前向后开口逐渐扩大的喇叭状，且该扩散室(3)开口角度θ4为10～15°；所述第一喷射孔(23)的轴线所在的竖直平面(A)与喷射内管(2)的轴线所在的竖直平面(B)之间的夹角为θ1，且30≤θ1≤80°；所述第一喷射孔(23)的轴线与喷射内管(2)的轴线所在的水平平面(C)之间的夹角为θ2，且35≤θ2≤70°；所述第二喷射孔(24)的轴线与喷射内管(2)的轴线之间的夹角为θ3，且35≤θ3≤70°；所述泡沫钻进用旋内喷式机械消泡装置的消泡方法，包括以下步骤：①压缩空气从进气管进入过渡腔室(5)，一部分气体经过喷射内管(2)上的螺旋式第一喷射孔(23)喷射进入喷射内管(2)中，多股射流在管内受到内壁面的约束作用，气流在向右运动的同时沿着内壁面回转运动，在管内中心通道附近形成局部的旋风式负压流场，携带岩粉屑的泡沫在旋流负压的抽吸作用下混合消泡后继续旋转向右运动；②进入过渡腔室(5)的另一部分压缩空气经过喷射内管(2)上的交汇式第二喷射孔(24)喷射进入喷射内管(2)中，多股射流在前方交汇碰撞并形成局部的负压区域，经过前期消泡之后的残余泡沫受到多股气流的冲击剪切、负压及充气饱和的作用而进一步消泡；③经过两轮的破坏消泡之后，混合流体在扩散室(3)内减速增压，残留的虚泡沫继续破泡，最终在扩散室(3)的出口位置实现气液分离。