Акустическое устройство

РЦ ЕНИЯ К Эв К видетельству СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗО(71) Конструкторско-технологическое бюро технических средств бурения скважин(66) Авторское свидетельство СССР й 1432887, улВ О 6 В 1/20, 1986.(67) Изобретение м.б. использовано в акустическихустр-вах для создания колебаний давления в про -1 ц 1 Я 7451 пы А 11 В 06 В 1 20 точной жидкой среде, шение эффективности путем стабилизации ча боковых стенках 5 корп полостью выполнены и корпусе-статоре устан ми 7. Полость соедине 4 с вихревой камерой 3 6. Камера 3 расположе верстиями 6 и сообщен Цель изобретения - повыфункционирования устр-ва стотной характеристики. В уса-статора с подводящей злучающие отверстия 6. В овпен полый ротор г с окнаа тангенциальным каналом Оеа 7 соосны отверстиям а в корпусе-статоре за отсними. 4 ил.40 50 Изобретение относится к устройствам для создания колебаний давления в проточной жидкой среде и может быть использовано для интенсификации технологических процессов в нефтяной и химической отраслях промышленности, в частности для раскольматации (или кольматации) проницаемой породы стенок скважины.Цель изобретения - повышение эффективности функционирования устройства.На фиг, 1 изображено устройство, общий вид с радиально расходящимися вихревыми камерами; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - вид устройства с радиально сходящимися в роторе вихревыми камерами; на фиг. 4 - вид устройства с торцовым сопряжением ротора и вихревых камер.Акустическое устройство содержит корпус-статор 1, размещенный в нем полый ротор 2, радиально расходящиеся от него вихревые камеры 3 (см. фиг. 1) с тангенциальными каналами 4. В стенках 5 корпусастатора 1 выполнены излучающие отверстия 6; а на сопряженной с ними поверхности ротора 2 - окна 7, В корпусе-статоре 1 установлены также привод 8 ротора 2, радиально-осевая опара 9 и образована подводящая полость 10 избыточного давления, соединенная тангенциальными каналами 4 с вихревыми камерами 3, выходы 11 последних обращены в рабочую камеру 12 (полость сквахсины), в которой размещен обрабатываемый обьект 13 (стенка скважины) и имеется подлежащий удалению слой грязи 14 (фильтрационная корка). В случае акустической обработки наружных поверхностей небольших по размерам объектов рабочая камера 12 может быть разме-,щена внутри устройства (см, фиг, 3), а верхние камеры 3 выполнены радиальносходящимися в нее. Для обработки наружных поверхностей больших по размерам обьектов в устройстве вихревые камеры 3 могут быть размещены в корпусе-сгаторе 1 аксиально к торцовой поверхности пологоротора 2 (см, фиг. 4), в котором в корпусестаторе 1 выполнен гидроканал 15 для подвода рабочей среды к тангенциальным каналам 4.Акустическое устройство работает следующим образом.Промывочную рабочую среду подают по трубам, вращающимся и поступательно перемещающимся с устройством в рабочей камере 12 (скважине), на привод 8, которыйначинает вращать ротор 2. Откуда она через полость 10 и тангенциальные каналы 4 соскоростью до 120 м/с поступает в вихревыекамерь 3, где образует вращающиеся (вихревые) потоки. Под действием центробеж 5 10 15 20 25 30 35 ных сил в осевых зонах камер 3 возникают области с пониженным давлением на 2-4 МПа по сравнению с давлением окружающей среды. Одновременно с этим процессом (благодаря вращению ротора 2) его окна 7 периодически открывают (закрывают) излучающие отверстия 6 в стенках 5, тем самым в камерах 3 возбуждаются плоские волны давления с амплитудой 7-12 МПа и частотой до 600 Гц, при прохождении полуволн разряжения которых в области пониженного давления осевой зоны камеры 3 возникают кавитационные парогазовые каверны. Зародышами каверн обычно являются твердые частицы примесей рабочей среды с трещинами, заполненными газом, микроскопические газовые пузырьки, Особенно много зародышей кавитации в виде микропуэырьков, защемленных в трещинах пористых объектов, например, породы стенки скважины, находится в продуктивных горизонтах скважин. Затем при прохождении полуволны повышенного давления часть кавитационных каверн резко захлопывается, а часть пузырьков, особенно находящиеся на периферии вихревого потока, где статическое давление изменяется в сторону увеличения приблизительно по параболическому закону, мигрирует к осевой зоне камеры 3, увеличивается до критических размеров, и тоже захлопывается. Это сопровождается порождением микроударных волн и акустических течений среды, разрушающихся и смывающих слои грязи на обрабатываемом объекте 13. При этом возникают колебания давления в широком спектре частот от 1 до 9 кГц, Вращающийся поток рабочей среды в вихревой камере 3 достигает выхода 11, иэ которого вытекает в полость рабочей камеры 12 в виде радиальных потоков, расстекаюшихся по поверхности обрабатываемого объекта 13, при этом смывает и растворяет прилипшие к ней частицы грязи. Пониженное давление в осевой зоне камеры 3 способствует процессу очистки и раскольматации прилегающего к ней участка стенки обрабатываемого обьекта. Под действием скачков давления микро- ударных волн, порождаемых при захлопывании кавитационных пузырьков вблизи стенки объекта, рабочая среда проникает в поровые каналы, размывает кольматирующие тромбы в них. При обработке обьектов с небольшими диаметральными размерами (пористые стержни) можно использовать акустическое устройство, внугри которого коаксиально размещена рабочая камера 12 (см, фиг. 3), В этом случае колебания давления, генерируемые устройством, принимают характер синфаэных сходящихся волн, эасчет наложения которых друг на друга возрастает ампЛитуда звукового давления, повышается эффективность функционирования устройства, Для обработки крупногабаритных обьектов, например при окраске полотен ткани, применяется устройство с аксиальным размещением вихревых камер Э (см. фиг. 4). В тангенциальные каналы 4 этих камер рабочая среда поступает через гидроканал 15. Таким образом, использование акустического устройства позволяет создавать в условиях высоких статических давлений акустическую кавитацию, способствующую 5 быстрой очистке обрабатываемых обьектовот загрязнений, пористого мАтериала от слоя кольматации, эмульгированию несмешивающихся жидкостей, диспергированию твердой фазы жидких сред, что позволяет 10 повысить эффективность функционирования устройства, Формула изобретенияАКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус-статор с подводящей полостью и излучающими отверстиями, вихревую камеру с тангенциальным каналом и полый ротор с окнами, установленный в корпусе-статоре, причем полость ротора сообщена с подводящей полостью, а окна ротора соосны излучающим отверстиям, отличающееся тем,что, с целью повышения эффективности его функционирования путем стабилизации частотной характеристики и создания общей поверхности излучения спектра частот вихревая камера расположена в корпусе-статоре за излу чающими отверстиями и сообщена споследними, а тангенциальный канал вихревой камеры связан с подводящей полостью.1637451 едактор Т.Шагова уст аказ 5 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,роизводств Составитель З.ПимаТехред М.Моргентал ваКоррект