一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的製作方法

2023-12-01 16:36:01

專利名稱：一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加快部分水解聚丙烯醯胺類聚合物的強制拉伸速溶裝置，具體涉及一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置。
背景技術：
聚合物驅作為油田開發提高採收率的重要方法之一，在國內外陸上油田得到廣泛的應用。而海上油田由於缺乏淡水資源，其注入水的礦化度高、鈣鎂離子含量高。傳統部分水解聚丙烯醯胺的抗鹽能力不足，其粘度低，遠不能滿足海上油田的要求。疏水締合聚合物因其主鏈上有少量疏水基團，溶液具有可逆三維網狀結構、剪切稀釋性和注入性良好、抗剪切能力強、抗鹽能力好、粘度高等特點，在高礦化度、高鈣鎂離子含量的水中粘度高，適合在缺乏淡水資源的海上油田應用；對地層滲透率高、原油粘度高的油藏，疏水締合聚合物具有更加突出的優勢。疏水締合聚合物在常溫(20°C 25°C)下常規的攪拌熟化時間長，大大制約了其在海上油田上的應用。因此針對海上油田的礦場實際，加快疏水締合聚合物溶解速度的研究，對海上油田以聚合物為主的提高採收率技術具有重要意義。目前已經開展了疏水締合聚合物的溶解性研究工作，現有方法下疏水締合聚合物的溶解時間為120分鐘以上，這就意味著要有很大體積和數量的熟化罐來保證聚合物的完全溶解，對於空間和承重能力有限的海上平臺來講，尤其是現有的小型平臺，進行聚合物驅幾乎不可能實現。西南石油大學提高採收率實驗室在線速溶課題組，通過在管線內部設置合適間距的不同孔徑篩網或孔板，剝離和切割溶脹顆粒，減小溶脹顆粒的粒徑，縮短溶解時間，並驗證了這種想法的可行性。2006年進行現場放大試驗，採取循環方式，多次剝離和切割AP-P4溶脹顆粒，結果AP-P4的溶解時間大大縮短。但由於反覆切割聚合物分子鏈導致其斷鏈，溶液粘度降低；同時溶脹顆粒堵塞篩 網或孔板，不能滿足海上平臺聚合物配注的要求。因此，急需一種結構簡單、操作方便的疏水締合聚合物速溶裝置，加快疏水締合聚合物的溶解速度，縮短溶解時間，其溶液性能滿足現場應用要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，該裝置能夠更加高效率加速聚合物顆粒溶解。本實用新型所提供的一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，包括儲液腔和拉伸機構，所述拉伸機構設置於所述儲液腔內；所述儲液腔的上部設有進液口，下部設有出液口 ；所述拉伸機構包括由上至下依次配合的上定齒盤、動齒盤和下定齒盤；所述上定齒盤的下表面上設有若干組同心圓齒圈a，所述每個同心圓齒圈a由若干個上定齒組成；所述動齒盤的上表面和下表面均設有若干組同心圓齒圈b,所述每個同心圓齒圈b由若干個動齒組成；所述下定齒盤的上表面上設有若干組同心圓齒圈C，所述每個同心圓齒圈c由若干個下定齒組成；所述動齒與所述上定齒和所述下定齒均可嚙合配合；所述上定齒盤和所述下定齒盤均固定在所述儲液腔的側壁上，所述動齒盤通過傳動軸固定在所述儲液腔內；所述傳動軸與動力機構相連接。上述的溶解裝置中，所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的高度均可為3cm 5cm，且均採用3Crl3鋼加工而成。上述的溶解裝置中，所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的表面上均設有若干個刻槽。上述的溶解裝置中，所 述刻槽之間可為均勻布置；所述刻槽之間的間距可為5mm IOmm,所述刻槽的深度可為0.5mm 1.5mm。上述的溶解裝置中，所述刻槽與所述傳動軸的中心軸線之間的夾角可為10° 20。。上述的溶解裝置中，所述動齒的上端部和所述下定齒的上端部均呈梯形，且所述上定齒與所述動齒之間的嚙合間距和所述動齒與所述下定齒之間的嚙合間距均由上至下逐漸減小。上述的溶解裝置中，所述傳動軸通過軸承座固定在所述儲液腔的底部上，所述傳動軸的一端延伸至所述儲液腔之外且與皮帶輪相連接。上述的溶解裝置中，所述傳動軸通過軸承座固定在所述儲液腔的頂部上，所述傳動軸的一端延伸至所述儲液腔之外且與電機相連接，將電機上置並且直接帶動傳動軸，可以節約空間，簡化設備，方便安裝，同時也可以減少液體對傳動軸的腐蝕。上述的溶解裝置中，所述傳動軸與所述軸承座之間設有機械密封，可防止所述儲液腔裡的溶液進入所述傳動軸從而腐蝕所述傳動軸；所述機械密封外部設有扶正器，且所述扶正器固定在所述軸承座上，可以防止所述傳動軸晃動與偏移。上述的溶解裝置中，所述儲液腔包括殼體和上蓋，所述殼體和所述上蓋之間可為螺栓連接。本實用新型提供的溶解裝置可以在短時間內得到均一的疏水締合聚合物溶液，可用於高礦化度條件下的聚合物驅油技術中，使石油的採收率得以提高，並且還具有處理量大、重量輕、佔地面積小、安裝簡單的優點。

圖1是本實用新型雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動齒盤的俯視圖；圖3是本實用新型雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤上的上定齒、動齒盤上的動齒和下定齒盤上的下定齒的結構放大剖面圖；圖4是本實用新型另一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結構示意圖。圖中各標記如下:1儲液腔、2通孔、3上定齒盤、4動齒盤、5下定齒盤、6傳動軸、7軸承座、8短齒、9皮帶輪、10進液口、11出液口、12上蓋、13嚙合間距、14機械密封、15扶正器、16上定齒、17動齒、18下定齒、19電機。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明，但本實用新型並不局限於以下實施例。如圖1和如圖2所示，本實用新型提供的雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置包括儲液腔I和拉伸機構，該拉伸機構設置於儲液腔I內；該儲液腔I包括上蓋12和殼體(圖中未標)，且兩者採用螺栓進行連接和密封；在上蓋12上設有進液口 10，在殼體的下部設有出液口 11。該拉伸機構包括由上至下依次配合的上定齒盤3、動齒盤4和下定齒盤5 ;且在上定齒盤3的下表面上設有多組同心圓齒圈a,每個同心圓齒圈a由多個上定齒16組成；動齒盤4的上表面和下表面均設有多組同心圓齒圈b,每個同心圓齒圈b由多個動齒17組成；下定齒盤5的上表面上設有多組同心圓齒圈c,每個同心圓齒圈c由多個下定齒18組成，且動齒17與上定齒16和下定齒18均可嚙合配合；動齒17、上定齒16與下定齒18均採用短齒結構，其高度均為5cm。如圖3所示，動齒17的上端部和下定齒18的上端部均呈梯形，且上定齒16與動齒17之間的嚙合間距13和動齒17與下定齒18之間的嚙合間距均由上至下逐漸減小，從而上定齒盤3的上定齒16與動齒盤4的動齒17形成一級速溶結構，上定齒16和動齒17相互嚙合而且有嚙合間距13，其嚙合間距13的上部入口為
2.45mm,嚙合間距13下部出口為0.45mm，其0.45mm寬度處的深度為5mm。動齒盤4的動齒17與下定齒盤5的下定齒18形成二級速溶結構，動齒17和下定齒18相互嚙合而且有嚙合間距13，其嚙合間距 13上部入口為1.32mm，嚙合間距13下部出口為0.15mm，其0.15mm寬度處的深度為5_。通過以上雙級速溶結構，能使溶脹顆粒強制拉伸，得到粒徑更小的溶脹顆粒，其效果比只有一個定齒盤和動齒盤要好。在上定齒16、動齒17和下定齒18的表面上均設有多個均勻布置的刻槽(圖中未標)，且刻槽之間的間距為5mm，刻槽的深度為1mm。該刻槽為傾斜設置，且其與 動池盤3的中心軸線的夾角為15°。該上定齒盤3和下定齒盤5均固定在儲液腔I的側壁上，動齒盤4通過傳動軸6固定在儲液腔I的底部上，且傳動軸6通過軸承座7固定在儲液腔I上，在傳動軸6下部與軸承座7中間設有機械密封14，可以防止儲液腔I中的溶液進入傳動軸6從而腐蝕傳動軸6 ;在機械密封14外部設有固定在軸承座7上的扶正器15，以防止傳動軸6晃動與偏移。該傳動軸6的一端延伸至儲液腔I之外且與皮帶輪9相連接，用於帶動傳動軸6轉動。圖4為本實用新型提供的另一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結構示意圖，該溶解裝置與上述的溶解裝置的結構基本相同，不同之處為:傳動軸6固定在儲液腔I的上蓋12上，且其端部直接與電機19相連接，電機19通過支架固定。該設置可以節約空間，簡化設備，方便安裝，同時也可以減少液體對傳動軸的腐蝕。使用本實用新型提供的第一種溶解裝置時，首先設置與該加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置外部動力裝置，使皮帶輪9帶動傳動軸6，從而使動齒盤4轉動。未完全溶解的疏水締合聚合物的水溶液從上蓋12的進液口 10進入儲液腔I，疏水締合聚合物的水溶液依次從通孔2進入上定齒盤3和動齒盤4，再從動齒盤4進入下定齒盤5，由於上定齒盤3、動齒盤4和下定齒盤5均採用同心圓齒圈,該齒圈採用短齒8結構,動齒盤4的同心圓齒圈與上定齒盤3、下定齒盤5的同心圓齒圈均勻嚙合，從而形成速溶結構環。下定齒盤3和動齒盤4的同心圓齒圈上的短齒8結構上部呈梯形，上定齒盤3與動齒盤4、動齒盤4和下定齒盤5咬合間距13從上部到下部逐漸減小，並且動齒盤4以1400rpm的轉速運轉，所以疏水締合聚合物的水溶液中的疏水締合聚合物的溶脹顆粒被短齒8結構碾壓展開，形成粒徑更小的溶脹顆粒。被處理過了的溶脹顆粒，通過出液口 11，進入到與熟化罐相連的管線中，最後進入到熟化罐進行溶解。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準 。
權利要求1.一種雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於:所述溶解裝置包括儲液腔和拉伸機構，所述拉伸機構設置於所述儲液腔內； 所述儲液腔的上部設有進液口，下部設有出液口 ； 所述拉伸機構包括由上至下依次配合的上定齒盤、動齒盤和下定齒盤；所述上定齒盤的下表面上設有若干組同心圓齒圈a，所述每個同心圓齒圈a由若干個上定齒組成；所述動齒盤的上表面和下表面均設有若干組同心圓齒圈b,所述每個同心圓齒圈b由若干個動齒組成；所述下定齒盤的上表面上設有若干組同心圓齒圈C，所述每個同心圓齒圈c由若干個下定齒組成；所述動齒與所述上定齒和所述下定齒均可嚙合配合； 所述上定齒盤和所述下定齒盤均固定在所述儲液腔的側壁上，所述動齒盤通過傳動軸固定在所述儲液腔內；所述傳動軸與動力機構相連接。
2.根據權利要求1所述的溶解裝置，其特徵在於:所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的高度均為3cm 5cm。
3.根據權利要求1所述的溶解裝置，其特徵在於:所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的表面上均設有若干個刻槽。
4.根據權利要求3所述的溶解裝置，其特徵在於:所述刻槽之間為均勻布置； 所述刻槽之間的間距為5mm IOmm,所述刻槽的深度為0.5mm 1.5mm。
5.根據權利要求4所述的溶解裝置，其特徵在於:所述刻槽與所述傳動軸的中心軸線之間的夾角為10° 20°。
6.根據權利要求5中任一項所述的溶解裝置，其特徵在於:所述動齒的上端部和所述下定齒的上端部均呈梯形，且所述上定齒與所述動齒之間的嚙合間距和所述動齒與所述下定齒之間的嚙合間距均由上至下逐漸減小。
7.根據權利要求6中任一項所述的溶解裝置，其特徵在於:所述傳動軸通過軸承座固定在所述儲液腔的底部上，所述傳動軸的一端延伸至所述儲液腔之外且與皮帶輪相連接。
8.根據權利要求6中任一項所述的溶解裝置，其特徵在於:所述傳動軸通過軸承座固定在所述儲液腔的頂部上，所述傳動軸的一端延伸至所述儲液腔之外且與電機相連接。
9.根據權利要求8所述的溶解裝置，其特徵在於:所述傳動軸與所述軸承座之間設有機械密封； 所述機械密 封外部設有扶正器，且所述扶正器固定在所述軸承座上。
10.根據權利要求8所述的溶解裝置，其特徵在於:所述儲液腔包括殼體和上蓋，所述殼體和所述上蓋之間為螺栓連接。
專利摘要本實用新型公開了雙級帶速溶結構環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置。它包括儲液腔和拉伸機構，拉伸機構設置於儲液腔內；儲液腔的上部設有進液口，下部設有出液口；拉伸機構包括由上至下依次配合的上定齒盤、動齒盤和下定齒盤；上定齒盤的下表面上設有同心圓齒圈a，每個同心圓齒圈a由若干個上定齒組成；動齒盤的上表面和下表面均設有同心圓齒圈b，每個同心圓齒圈b由若干個動齒組成；下定齒盤的上表面上設有同心圓齒圈c，每個同心圓齒圈c由下定齒組成；動齒與上定齒和下定齒均可嚙合配合；傳動軸與動力機構相連接。
文檔編號B01F15/00GK203139917SQ20132009900
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者張健, 楊光, 趙文森, 舒政, 賴南君, 郭光範, 薛新生 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 西南石油大學