一種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的製作方法

2023-12-01 16:46:46

專利名稱：一種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型提供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，具體涉及一種帶清潔器和速溶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在於提供一種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，該裝置能夠清理上定齒盤上聚合物溶脹顆粒，防止上定齒盤堵塞，並且能夠更加高效率加速聚合物顆粒溶解。為達此目的，本實用新型採用以下技術方案:—種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於該裝置由清潔器、拉伸單元和儲液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動軸上的清潔器，所述清潔器由多個片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤、動齒盤、下定齒盤、傳動軸、軸承座組成，清潔器下部依次為都具有若干通孔的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動齒盤、下定齒盤均由若干組不等徑的同心圓齒圈連接而成，所述動齒盤的同心圓齒圈與上定齒盤、下定齒盤的同心圓齒圈均勻咬合,上定齒盤和下定齒盤固定在儲液腔上，動齒盤固定在傳動軸上，傳動軸通過軸承座和儲液腔連接皮帶輪，軸承座固定在儲液腔上，拉伸單元位於儲液腔內，儲液腔上部設有進液口，下部設有出液口。優選的，所述清潔器為十字形狀葉輪，該葉輪為4片葉片，清潔器葉輪的葉片垂直於上定齒盤，該設計能更好地清潔粘附在定齒盤上的聚合物溶脹顆粒。優選的，所述清潔器和定齒盤的間距根據聚合物的顆粒確定。優選的，所述上定齒盤、下定齒盤和動齒盤的同心圓齒圈齒高3 5cm,該長度範圍的設計可以降低設計和加工難度，齒圈表面為圓弧過渡設計。優選的，所述動齒盤的同心圓齒圈表面有斜紋，斜紋的間距為5mm,深度為1mm。優選的,所述動齒盤的同心圓齒圈表面的斜紋與動齒盤轉動方向呈現一定的夾角。優選的,所述動齒盤的同心圓齒圈表面的斜紋與動齒盤轉動方向呈現的夾角為15。。優選的，所述動齒盤和下定齒盤的同心圓齒圈上部呈梯形，上定齒盤與動齒盤、動齒盤與下定齒盤的咬合間距從上部到下部逐漸減小。 優選的，所述傳動軸下部與軸承座中間還設有機械密封，機械密封外部設有扶正器，並固定在軸承座上。機械密封防止儲液腔裡的溶液進入傳動軸從而腐蝕傳動軸，扶正器可以防止傳動軸晃動與偏移。優選的，所述儲液腔由上蓋和殼體組成，上蓋和殼體採用連接螺栓連接和密封，進液口設在上蓋上部，出液口設在殼體下部。優選的，所述傳動軸通過軸承座和儲液腔連接外部上置電機，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。本實用新型的有益效果在於:用該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，當定齒盤上有大顆粒聚合物溶脹顆粒時能進行清潔。

圖1是該帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結構示意圖；圖2是該帶清潔器和速溶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是該帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤的同心圓齒圈上的短齒結構放大剖面圖；圖4是該帶清潔器的雙極加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的清潔器的俯視圖；圖5是該帶清潔器的雙極加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的另外一種改進的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖並通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。從圖1至圖5得知，該帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置由清潔器19、拉伸單元和儲液腔I組成，拉伸單元上部為固定在傳動軸6上的清潔器19，所述清潔器19由多個片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤3、動齒盤4、下定齒盤5、傳動軸6、軸承座7組成，清潔器19下部依次為都具有若干通孔2的上定齒盤3、動齒盤4、下定齒盤5，所述上定齒盤3、動齒盤4、下定齒盤5均由若干組不等徑的同心圓齒圈連接而成，所述動齒盤4的同心圓齒圈與上定齒盤3、下定齒盤5的同心圓齒圈均勻咬合,上定齒盤3和下定齒盤5固定在儲液腔I上，動齒盤4固定在傳動軸6上，傳動軸6通過軸承座7和儲液腔I連接皮帶輪9，軸承座7固定在儲液腔I上，拉伸單元位於儲液腔I內，儲液腔I上部設有進液口 10，下部設有出液口 11。使用時，如圖1至圖5，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經過清潔器19，然後依次從通孔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的同心圓齒圈均勻咬合，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。傳動軸6下部與軸承座7中間所設的機械密封14防止了儲液腔I裡的溶液進入傳動軸6從而腐蝕傳動軸6，而機械密封14外部所設的固定在軸承座7上的扶正器15，可以防止傳動軸6晃動與偏 移。圖2是該帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動齒盤的俯視圖，動齒盤4通過傳動軸6帶動進行運轉，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，從通孔2中流出。圖3是該帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤的同心圓齒圈上的短齒結構放大剖面圖。上定齒盤3的上定齒16與動齒盤4的動齒17組成一級速溶結構，上定齒16和動齒17相互咬合而且有咬合間距13，其咬合間距13上部入口為2.45_，咬合間距13下部出口為0.45_，其0.45mm的深度為5_。動齒盤4的動齒17與下定齒盤5的下定齒18組成二級速溶結構，動齒17和下定齒18相互咬合而且有咬合間距13，其咬合間距13上部入口為1.32mm,咬合間距13下部出口為0.15mm,其0.15_的深度為5_。通過以上的雙極速溶結構，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。圖4是該帶清潔器的雙極加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的清潔器的俯視圖，清潔器19固定在傳動軸6上，在電機的帶動下，葉輪轉動，可以清理上定齒盤3上的聚合物溶脹顆粒。因為當聚合物溶脹顆粒大時會附著於上定齒盤3上，會堵塞上定齒盤3上的通孔2影響裝置的正常運行或者降低效率，此時清潔器19在傳動軸6的帶動下而運轉，清理上定齒盤3上的附著聚合物溶脹顆粒，4片葉片20組成十字形狀葉輪的清潔器結構簡單清理的效果也較佳，而清潔器19與上定齒盤3的距離則根據聚合物的規格來定，以便達到最佳效果。圖5是該帶清潔器的雙極加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的另外一種改進的示意圖，該改進將電機21上置並且直接帶動傳動軸6，傳動軸6通過機械密封14、扶正器15、軸承座7連接在儲液腔I上，電機21連接傳動軸6，電機21通過支架固定。該改進可以節約空間，簡化設備，方便安裝，同時也可以減少液體對傳動軸的腐蝕。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1.一種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於:該裝置由清潔器、拉伸單元和儲液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動軸上的清潔器，所述清潔器由多個片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤、動齒盤、下定齒盤、傳動軸、軸承座組成，清潔器下部依次為都具有若干通孔的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動齒盤、下定齒盤均由若干組不等徑的同心圓齒圈連接而成，所述動齒盤的同心圓齒圈與上定齒盤、下定齒盤的同心圓齒圈均勻咬合,上定齒盤和下定齒盤固定在儲液腔上，動齒盤固定在傳動軸上，傳動軸通過軸承座和儲液腔連接皮帶輪，軸承座固定在儲液腔上，拉伸單元位於儲液腔內，儲液腔上部設有進液口，下部設有出液口。
2.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述清潔器為十字形狀葉輪，清潔器葉輪的葉片垂直於上定齒盤。
3.如權利要求2所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述清潔器和定齒盤的間距根據聚合物的顆粒確定。
4.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述上定齒盤、下定齒盤和動齒盤的同心圓齒圈齒高3 5cm,齒圈表面為圓弧過渡設計。
5.如權利要求4所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述動齒盤的同心圓齒圈表面的斜紋與動齒盤轉動方向呈現一定的夾角。
6.如權利要求4所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述動齒盤的同心圓齒圈表面的斜紋與動齒盤轉動方向呈現的夾角為15°。
7.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述動齒盤和下定齒盤的同心圓齒圈上部呈梯形，上定齒盤與動齒盤、動齒盤與下定齒盤的咬合間距從 上部到下部逐漸減小。
8.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述傳動軸下部與軸承座中間還設有機械密封，機械密封外部設有扶正器，並固定在軸承座上。
9.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述儲液腔由上蓋和殼體組成，上蓋和殼體採用連接螺栓連接和密封，進液口設在上蓋上部，出液口設在殼體下部。
10.如權利要求1所述的帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於，所述傳動軸通過軸承座和儲液腔連接外部上置電機。
專利摘要本實用新型公開了一種帶清潔器和速溶環的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特徵在於該裝置由清潔器、拉伸單元和儲液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動軸上的清潔器，所述清潔器由多個片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤、動齒盤、下定齒盤、傳動軸、軸承座組成，清潔器下部依次為都具有若干通孔的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動齒盤、下定齒盤均由若干組不等徑的同心圓齒圈連接而成，所述動齒盤的同心圓齒圈與上定齒盤、下定齒盤的同心圓齒圈均勻咬合，動齒盤固定在傳動軸上，儲液腔設有進液口和出液口。本實用新型安裝簡單，佔地面積小，重量輕，處理量大，並且加速了聚合物的溶解，具備內部清潔的功能。
文檔編號B01F15/00GK203123851SQ20132009987
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者舒政, 葉仲斌, 施雷庭, 陳洪, 馮思思, 楊澤恩, 孟紅麗 申請人:西南石油大學