Устройство вспенивания суспензий

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для вспенивания суспензий при тушении подземных пожаров. Устройство содержит эжектор, гильзу с комбинированным каналом, диспергатор, камеру смешения. В эжекторе суспензия разделяется на две части. Основной поток идет через гильзу. Он дробится на диспергаторе. Дополнительный поток проходит через кольцевую щель. Далее он отклоняется конусным отбойником на пеногенераторную сетку и стекает вниз. Инертный газ проходит в полости газовой рубашки. Образует высокократную пенопульпу. Основной поток смешивается с пенопульпой. В камере смешения образуется вспененная суспензия. Повышается эффективность приготовления суспензий на коротких скважинах за счет интенсификации процесса вспенивания. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для вспенивания различных суспензий, используемых при тушении или предупреждении подземных пожаров.

Известно устройство для вспенивания глинистой пульпы, включающее эжектор, снабженный гильзой с калиброванным отверстием и диспергатором компонентов смеси (авт. св. СССР N 951898, кл. E 21 F 5/00, 1980) [1].

Недостаток устройства в низкой эффективности смешивания компонентов смеси на начальном участке трубопровода. Пульпа недостаточно вспенивается, нестабильна и неоднородна по структуре, при этом на скважинах с незначительной глубиной не достигается эффективная объемная профилактическая обработка аварийного участка отработанной части пласта.

Известно также универсальное устройство для профилактики и тушения подземных пожаров через скважину, включающее эжектор с выходным отверстием, в котором установлена гильза с калиброванным каналом и диспергатором компонентов смеси и камеру смешивания (патент РФ N 2007584, кл. E 21 F 5/00, 1991) [2].

Недостаток известного устройства в том, что на коротких скважинах пенопульпа не успевает вспениться до необходимой кратности, что значительно снижает эффективность тушения пожара и качество работ по его профилактике.

Цель изобретения - повышение эффективности приготовления инертных суспензий на коротких скважинах за счет интенсификации процесса вспенивания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство вспенивания суспензий, включающее эжектор с гильзой и диспергатором и камеру смешения, дополнительно снабжено газовой рубашкой с патрубком подачи газа и пеногенераторной сеткой, выполненной с внутренней стороны рубашки. При этом рубашка размещена в эжекторе перед камерой смешения, а гильза образует с выходным отверстием эжектора кольцевую щель и содержит конфузор. Причем на гильзе закреплен конусный отбойник, размещенный перед выходом кольцевой щели с возможностью отклонения потока суспензии из нее на пеногенераторную сетку.

Предложенная совокупность отличительных признаков позволяет обеспечить положительный эффект. За счет быстрого вспенивания части потока суспензии до состояния высокократной пенопульпы и смешивания ее с остальным потоком, происходит резкая интенсификация процесса вспенивания всего потока суспензии. Это дает возможность эффективно тушить подземные пожары через короткие скважины. Кроме того, при этом достигается снижение аэродинамического сопротивления начального участка пенопровода (обсадной трубы), исключается засорение пеногенераторной сетки при генерировании пенопульпы.

На чертеже показан общий вид устройства вспенивания суспензий, продольный разрез.

Устройство содержит эжектор 1, гильзу 2 с калиброванным каналом 3, к которой посредством стержней-пилонов 4 прикреплен диспергатор 5, выполненный в виде конуса с перфорацией. В верхней части гильза 2 снабжена конфузором 6 и конусным отбойником 7 и образует с эжектором 1 кольцевую щель 8. Перед камерой смещения 9 размещена газовая рубашка 10 с патрубком 11 подачи инертного газа и пеногенераторной сеткой 12. Устройство содержит также подсоединительные фланцы 13 и 14 для подсоединения устройства на обсадную скважину и к магистральному трубопроводу подачи суспензии (не показаны).

Устройство вспенивания суспензий работает следующим образом.

После монтажа устройства на скважину (не показана) и подсоединения к нему магистрального трубопровода подачи суспензии (не показан) посредством подсоединительных фланцев 13 и 14 приступают к профилактическим работам по тушению пожара. Для этого в эжектор 1 подают суспензию, например глинистую пульпу, в смеси с пенообразователем или суспензию золы-уноса тепловых электростанций или котельных. Одновременно в газовую рубашку 10 через патрубок 11 подают инертный газ, например азот после газификатора (не показан). Поток суспензии в эжекторе 1 разделяется на две части. Основная часть потока идет через калиброванный канал 3 гильзы 2 и, дробясь на диспергаторе 5, проходит через окна между стержнями-пилонами 4 в камеру смешения 9. Другая часть потока суспензии протекает через кольцевую щель 8, и, попадая на конусный отбойник 7, отклоняется на цилиндрическую пеногенераторную сетку 12 и стекает по ней вниз. При этом инертный газ из полости газовой рубашки 10 продувается сквозь пеногенераторную сетку 12 и образует на ней высокократную пенопульпу, которая в виде пены поступает в камеру смешения 9, где смешивается с основным потоком пульпы. При этом уже на начальном участке скважины образуется пенопульпа средней кратности, которая двигаясь по скважине продолжает перемешиваться в турбулентном режиме, образуя устойчивую и однородную вспененную суспензию.

Предлагаемое изобретение позволяет интенсифицировать процесс образования пенопульпы уже на начальном участке скважины и таким образом повысить эффективность профилактических работ по локализации и тушению пожара, что весьма важно при необходимости использовать короткие скважины.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство N 951898, кл. E 21 F 5/00, 1980.

2. Патент РФ N 2007584, кл. E 21 F 5/00, 1991.

Формула изобретения

Устройство вспенивания суспензий, включающее эжектор с выходным отверстием, в котором установлена гильза с калиброванным каналом и диспергатором компонентов смеси, и камеру смешения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено газовой рубашкой с патрубком подачи газа и пеногенераторной сеткой, выполненной с внутренней стороны рубашки, при этом рубашка размещена в эжекторе перед камерой смешения, а гильза образует с выходным отверстием эжектора кольцевую щель и содержит конфузор, причем на гильзе закреплен конусный отбойник, размещенный перед выходом кольцевой щели с возможностью отклонения потока суспензии из нее на пеногенераторную сетку.

РИСУНКИ

Рисунок 1