固控设备 - 射流混浆漏斗在钻井液中的作用
射流混浆漏斗的核心概述
射流混浆漏斗,也常被称为混合漏斗、泥浆混合漏斗或喷射式混合漏斗,是钻井液固控系统和配制系统中一个至关重要的配制和预处理设备。它的核心作用是利用射流原理,将钻井液(泥浆)的干粉材料(如膨润土、化学添加剂、重晶石等)快速、均匀地混合到液相中,制备出均质的浆液。
主要作用
具体来说,它的作用可以分解为以下几点:
1. 高效混合与剪切
这是最根本的作用。设备通过一台吸入泵(通常是灌注泵)将基浆(水或低密度泥浆)以较高压力打入漏斗的喷射枪(喷嘴)。高速流动的液体在喷嘴处产生一个负压区(文丘里效应),将漏斗上部加入的干粉材料强力吸入并混合。
强力剪切:高速射流对粉状物料产生强大的剪切力,能有效地打散结块的粉末,防止形成“鱼眼”(外部湿润内部干燥的颗粒)。
均匀混合:这种强制性的混合方式确保了添加剂与液体充分、快速地接触,形成均一、稳定的混合物,避免了人工或简单搅拌可能产生的搅拌不均问题。
2. 配制新浆
在开钻前或需要大量补充新浆时,射流混浆漏斗是配制新鲜钻井液的主要设备。它能将膨润土等基础材料高效水化,形成性能稳定的基浆。
3. 补充和调整钻井液性能
在钻井过程中,钻井液的性能会因地层污染、消耗等而发生变化,需要不断补充各种化学处理剂来维持其性能(如调整粘度、切力、控制滤失量、抑制页岩水化等)。
添加化学药品:用于添加CMC、PAC、聚合物等粉状化学处理剂。
加重:用于将重晶石、石灰石粉等加重材料均匀地混合到钻井液中,以提高钻井液密度,平衡地层压力。
4. 预处理与提高后续设备效率
从射流混浆漏斗排出的混合液,通常是高浓度的“母液”或尚未完全水化的浆液。它会进入下一级设备(如搅拌器、泥浆枪等)进行进一步熟化和循环。
通过射流混浆漏斗进行预处理,可以大大减轻后续搅拌设备的工作负荷,提高整个配制系统的效率。
它为后续的剪切泵、高速搅拌器等设备提供了初步但已经相当均匀的混合物,使得添加剂能更快地完全水化和发挥作用。
5. 消除粉尘污染,保障职业健康
相比于直接将粉料倒入敞口罐中,使用射流混浆漏斗是一个相对密闭的过程。粉末从顶部的加料口加入,立即被液体捕获并带走,这极大地减少了粉尘飞扬,改善了工作环境,保护了操作人员的呼吸健康,符合现代HSE(健康、安全、环境)管理要求。
工作流程简述
一个典型的工作流程是:
1、启动:开启漏斗下方的吸入泵,将罐内的基浆泵入漏斗。
2、加料:从漏斗顶部的加料口(通常配有筛网,防止结块物进入)投入需要添加的干粉材料。
3、射流混合:高速液流在喷射枪处产生真空吸力,将粉末吸入并瞬间混合。
4、排出:混合后的浆液从底部的出口排出,返回到循环罐中,由搅拌器继续进行熟化和循环。
总结
总而言之,射流混浆漏斗是连接“干粉”与“液体”的桥梁,是钻井液性能调控的“起点”和“精确入口”。它的存在确保了各种固体和化学添加剂能够被高效、均匀地引入到钻井液系统中,对于维持钻井液性能稳定、保障钻井作业安全、提高钻井效率以及保护环境都起着不可或缺的关键作用。

