Optimized Shear Gun for Drilling Fluids

Hensikten med prosjektet er å utvikle en effektiv væskemikser som på engelsk heter «shear gun». Dette er et blandeverktøy for væsker hvor man ved hjelp av skjærkrefter river i stykker uønskete strukturer i væsker slik at væskene etter behandling med dette verktøyet får fordelt komponentene i væskene samtidig som de blir homogenisert. Det spesielle med denne væskemikseren er at den består av to justerbare dyser som sender to jetstråler mot hverandre. Jetstrålene kolliderer i et støydempende kammer. En jetstrøm gjennom en dyse vil utsette væsken for store skjærkrefter i seg selv. I tillegg, får man her en blandeeffekt også fra kollisjonen mellom disse to jetstrømmene. I prosjektet vil man studere designet på de justerbare dysene og finne optimal posisjon for kollisjonspunktet for de to jetstrømmene. I utgangspunktet er denne mikseren tenkt brukt til å forenkle blanding av borevæsker til bruk i olje- og geotermiske brønner. Flere av dagens løsninger er støyende og bidrar til stor slitasje på komponenter. Den nye mikseren er opprinnelig er utviklet for borevæskevedlikehold og produksjon, og kan benyttes i andre situasjoner hvor man trenger å blande en basisvæske med for eksempel tykningsmiddel og partikler. Man har også vurdert bruk av en slik mikser til å knuse parasitter i vann, som for eksempel ved oppdrettsanlegg.

-

The scope of the project is development of a high shear mixer, a so-called Shear Gun, for mixing and conditioning drilling and completion fluids. This device is originally intended for oil well applications, but will have a significant potential also in other industries. The device consists of two adjacent opposite nozzles creating jet streams colliding inside a collision chamber. Each nozzle has a flow adjustment needle that can be positioned at any distance inside the nozzle, creating restrictions in the flow path. The optimum angle of attack for the nozzle and the control needle is not known. In the project, drilling fluid will be flown into the nozzles given different nozzle or needle angles. The fluids will have a variable degree of emulsion, polymer or particle content. The length of the collision chamber will be addressed. The scope is to establish performance rules that will be applied in the design of the device prototype. The idea is to create guidelines for mixing and conditioning drilling fluids given its desired composition. In the project the different design parameters will by studied initially using a transparent model, later in a metal device handling more elevated pressure. By using the project’s steering committee meeting discussions actively, the project seek to find optimum and practical solutions for rig site application, application on logistical vessels and on base storage tanks. The project will also seek to demonstrate its applicability for other industries.