專利名稱：一種帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種加快部分水解聚丙烯酰胺類聚合物的強(qiáng)制拉伸速溶裝置，具體涉及一種帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)作為油田開(kāi)發(fā)提高采收率的重要方法之一，在國(guó)內(nèi)外陸上油田得到廣泛的應(yīng)用。而海上油田由于缺乏淡水資源，其注入水的礦化度高、鈣鎂離子含量高。傳統(tǒng)部分水解聚丙烯酰胺的抗鹽能力不足，其粘度低，遠(yuǎn)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(tuán)，溶液具有可逆三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、剪切稀釋性和注入性良好、抗剪切能力強(qiáng)、抗鹽能力好、粘度高等特點(diǎn)，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(yīng)用；對(duì)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(yōu)勢(shì)。疏水締合聚合物在常溫(20°C 25°C)下常規(guī)的攪拌熟化時(shí)間長(zhǎng)，大大制約了其在海上油田上的應(yīng)用。因此針對(duì)海上油田的礦場(chǎng)實(shí)際，加快疏水締合聚合物溶解速度的研究，對(duì)海上油田以聚合物為主的提高采收率技術(shù)具有重要意義。目前已經(jīng)開(kāi)展了疏水締合聚合物的溶解性研究工作，現(xiàn)有方法下疏水締合聚合物的溶解時(shí)間為120分鐘以上，這就意味著要有很大體積和數(shù)量的熟化罐來(lái)保證聚合物的完全溶解，對(duì)于空間和承重能力有限的海上平臺(tái)來(lái)講，尤其是現(xiàn)有的小型平臺(tái)，進(jìn)行聚合物驅(qū)幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。西南石油大學(xué)提高采收率實(shí)驗(yàn)室在線速溶課題組，通過(guò)在管線內(nèi)部設(shè)置合適間距的不同孔徑篩網(wǎng)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(shí)間，并驗(yàn)證了這種想法的可行性。2006年進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放大試驗(yàn)，采取循環(huán)方式，多次剝離和切割A(yù)P-P4溶脹顆粒，結(jié)果AP-P4的溶解時(shí)間大大縮短。但由于反復(fù)切割聚合物分子鏈導(dǎo)致其斷鏈，溶液粘度降低；同時(shí)溶脹顆粒堵塞篩網(wǎng)或孔板，不能滿足海上平臺(tái)聚合物配注的要求。因此，急需ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)間，其溶液性能滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙極強(qiáng)制拉伸聚合物溶脹顆粒加速溶解裝置，該裝置能夠更加高效率加速聚合物顆粒溶解。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:—種帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于該裝置由清潔器、拉伸單元和儲(chǔ)液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動(dòng)軸上的清潔器，所述清潔器由多個(gè)片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤、傳動(dòng)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(dòng)齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動(dòng)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(dòng)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，所述上定齒盤和下定齒盤內(nèi)部設(shè)有若干條水滲通道與短齒結(jié)構(gòu)上的若干個(gè)噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，上定齒盤和下定齒盤固定在儲(chǔ)液腔上，動(dòng)齒盤固定在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座和儲(chǔ)液腔連接皮帶輪，軸承座固定在儲(chǔ)液腔上，拉伸單元位于儲(chǔ)液腔內(nèi)，儲(chǔ)液腔上部設(shè)有進(jìn)液ロ，下部設(shè)有出液ロ。優(yōu)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于上定齒盤，該設(shè)計(jì)能更好地清潔粘附在定齒盤上的聚合物溶脹顆粒。優(yōu)選的，其特征在于，所述清潔器和定齒盤的間距根據(jù)聚合物的顆粒確定。優(yōu)選的，其特征在于，所述水滲通道和噴咀均勻分布在上定齒盤和下定齒盤上，所述水滲通道從上定齒盤和下定齒盤圓周引向圓心均勻分布，上定齒盤和下定齒盤各有12條水滲通道。優(yōu)選的，所述水滲通道與短齒結(jié)構(gòu)的噴咀相通，上定齒盤和下定齒盤各有132個(gè)噴咀，所述噴咀位于上定齒盤的下盤面和下定齒盤的上盤面。優(yōu)選的，所述上定齒盤、下定齒盤和動(dòng)齒盤的同心圓齒圈齒高3 5cm,該長(zhǎng)度范圍的設(shè)計(jì)可以降低設(shè)計(jì)和加工難度，齒圈表面為圓弧過(guò)渡設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，所述動(dòng)齒盤的同心圓齒圈表面有斜紋，斜紋的間距為5mm，深度為1mm，所述斜紋與動(dòng)齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向呈現(xiàn)一定的夾角，夾角為15°。優(yōu)選的，所述動(dòng)齒盤和下定齒盤的同心圓齒圈上部呈梯形，上定齒盤與動(dòng)齒盤、動(dòng)齒盤與下定齒盤的咬合間距從上部到下部逐漸減小。優(yōu)選的，所述傳動(dòng)軸下部與軸承座中間還設(shè)有機(jī)械密封，機(jī)械密封外部設(shè)有扶正器，并固定在軸承座上。機(jī)械密封防止儲(chǔ)液腔里的溶液進(jìn)入傳動(dòng)軸從而腐蝕傳動(dòng)軸，扶正器可以防止傳動(dòng)軸晃動(dòng)與偏移。優(yōu)選的，所述儲(chǔ)液腔由上蓋和殼體組成，上蓋和殼體采用連接螺栓連接和密封，進(jìn)液ロ設(shè)在上蓋上部，出液ロ設(shè)在殼體下部。優(yōu)選的，所述傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座和儲(chǔ)液腔連接外部上置電機(jī)，將電機(jī)上置并且直接帶動(dòng)傳動(dòng)軸，可以節(jié)約空間，簡(jiǎn)化設(shè)備，方便安裝，同時(shí)也可以減少液體對(duì)傳動(dòng)軸的腐蝕。本發(fā)明的有益效果在于:用該裝置可以在短時(shí)間內(nèi)得到均一的疏水締合聚合物溶液，可用于高礦化度條件下的聚合物驅(qū)油技術(shù)中，使石油的采收率得以提高，并且還具有處理量大、重量輕、占地面積小、安裝簡(jiǎn)單，當(dāng)定齒盤上有大顆粒聚合物溶脹顆粒時(shí)能進(jìn)行清潔。


圖1是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的下定齒盤水滲通道示意圖；圖3是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動(dòng)齒盤的俯視圖；圖4是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤的短齒結(jié)構(gòu)放大剖面圖；圖5是該帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的清潔器的俯視圖；圖6是該帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的另外ー種改進(jìn)的 示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1至圖6得知，該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)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(chǔ)液腔I組成，拉伸單元上部為固定在傳動(dòng)軸6上的清潔器19，所述清潔器19由多個(gè)片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤3、動(dòng)齒盤4、下定齒盤5、傳動(dòng)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(dòng)齒盤4、下定齒盤5，所述上定齒盤3、動(dòng)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(dòng)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,所述上定齒盤3和下定齒盤5內(nèi)部設(shè)有若干條水滲通道22與短齒8結(jié)構(gòu)上的若干個(gè)噴咀23相通，水滲通道22外接水管21相連接，上定齒盤3和下定齒盤5固定在儲(chǔ)液腔I上，動(dòng)齒盤3固定在傳動(dòng)軸6上，傳動(dòng)軸6通過(guò)軸承座7和儲(chǔ)液腔I連接皮帶輪9，軸承座7固定在儲(chǔ)液腔I上，拉伸單元位于儲(chǔ)液腔I內(nèi)，儲(chǔ)液腔I上部設(shè)有進(jìn)液ロ 10，下部設(shè)有出液ロ 11。使用吋，如圖1至圖6，首先將配注水通過(guò)外接水管21提供給上定齒盤3和下定齒盤5的水滲通道22,配注水通過(guò)水滲通道22從噴咀23噴出。然后設(shè)置與該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的外部動(dòng)カ裝置，使皮帶輪9帶動(dòng)傳動(dòng)軸6，從而使動(dòng)齒盤4轉(zhuǎn)動(dòng)。未完全溶解的疏水締合聚合物的水溶液從上蓋12的進(jìn)液ロ 10進(jìn)入儲(chǔ)液腔1，疏水締合聚合物的水溶液經(jīng)過(guò)清潔器19，然后依次從通孔2進(jìn)入上定齒盤3和動(dòng)齒盤4，再?gòu)膭?dòng)齒盤4進(jìn)入下定齒盤5，由于上定齒盤3、動(dòng)齒盤4和下定齒盤5均采用同心圓齒圈，該齒圈采用短齒8結(jié)構(gòu),動(dòng)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，從而形成速溶結(jié)構(gòu)環(huán)。下定齒盤3和動(dòng)齒盤4的同心圓齒圈上的短齒8結(jié)構(gòu)上部呈梯形，上定齒盤3與動(dòng)齒盤4、動(dòng)齒盤4和下定齒盤5咬合間距13從上部到下部逐漸減小，并且動(dòng)齒盤4以1400rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)碾壓展開(kāi)，形成粒徑更小的溶脹顆粒。被處理過(guò)了的溶脹顆粒，通過(guò)出液ロ 11，進(jìn)入到與熟化罐相連的管線中，最后進(jìn)入到熟化罐進(jìn)行溶解。傳動(dòng)軸6下部與軸承座7中間所設(shè)的機(jī)械密封14防止了儲(chǔ)液腔I里的溶液進(jìn)入傳動(dòng)軸6從而腐蝕傳動(dòng)軸6，而機(jī)械密封14外部所設(shè)的固定在軸承座7上的扶正器15，可以防止傳動(dòng)軸6晃動(dòng)與偏移。如圖2是帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的下定齒盤水滲通道示意圖，配注水從配注水方向通過(guò)外接水管21進(jìn)入水滲通道22，再?gòu)乃疂B通道22通過(guò)下定齒18內(nèi)的噴咀23流出。同吋，噴咀23也可位于上定齒盤3和下定齒盤5的盤面其他地方。如圖3是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動(dòng)齒盤的俯視圖，動(dòng)齒盤4通過(guò)傳動(dòng)軸6帶動(dòng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，疏水締合聚合物的溶脹顆粒被短齒8結(jié)構(gòu)碾壓展開(kāi)，形成粒徑更小的溶脹顆粒，從通孔2中流出。如圖4是該帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤的短齒結(jié)構(gòu)放大剖視圖。上定齒盤3的上定齒16與動(dòng)齒盤4的動(dòng)齒17組成ー級(jí)速溶結(jié)構(gòu)，上定齒16和動(dòng)齒17相互咬合而且有咬合間距13，其咬合間距13上部入ロ為2.45mm,咬合間距13下部出口為0.45mm，其0.45mm的深度為5mm。動(dòng)齒盤4的動(dòng)齒17與下定齒盤5的下定齒18組成ニ級(jí)速溶結(jié)構(gòu)，動(dòng)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0.15mm的深度為5_。通過(guò)以上的雙極速溶結(jié)構(gòu)，能使溶脹顆粒強(qiáng)制拉伸，得到粒徑更小的溶脹顆粒，其效果比只有一個(gè)定齒盤和動(dòng)齒盤要好。如圖5是該帶速溶環(huán)和清潔槽的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(dòng)軸6上，在電機(jī)的帶動(dòng)下，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可以清理上定齒盤3上的聚合物溶脹顆粒。因?yàn)楫?dāng)聚合物溶脹顆粒大時(shí)會(huì)附著于上定齒盤3上，會(huì)堵塞上定齒盤3上的通孔2影響裝置的正常運(yùn)行或者降低效率，此時(shí)清潔器19在傳動(dòng)軸6的帶動(dòng)下而運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jù)聚合物的規(guī)格來(lái)定，以便達(dá)到最佳效果。如圖6是該帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的另外ー種改進(jìn)的示意圖，該改進(jìn)將電機(jī)25上置并且直接帶動(dòng)傳動(dòng)軸6，傳動(dòng)軸6通過(guò)機(jī)械密封14、扶正器15、軸承座7連接在儲(chǔ)液腔I上，電機(jī)25連接傳動(dòng)軸6，電機(jī)25通過(guò)支架固定。該改進(jìn)可以節(jié)約空間，簡(jiǎn)化設(shè)備，方便安裝，同時(shí)也可以減少液體對(duì)傳動(dòng)軸的腐蝕。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于:該裝置由清潔器、拉伸單元和儲(chǔ)液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動(dòng)軸上的清潔器，所述清潔器由多個(gè)片葉輪組成，拉伸單元由上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤、傳動(dòng)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(dòng)齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動(dòng)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(dòng)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，所述上定齒盤和下定齒盤內(nèi)部設(shè)有若干條水滲通道與短齒結(jié)構(gòu)上的若干個(gè)噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，上定齒盤和下定齒盤固定在儲(chǔ)液腔上，動(dòng)齒盤固定在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座和儲(chǔ)液腔連接皮帶輪，軸承座固定在儲(chǔ)液腔上，拉伸單元位于儲(chǔ)液腔內(nèi)，儲(chǔ)液腔上部設(shè)有進(jìn)液ロ，下部設(shè)有出液ロ。
2.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述清潔器為十字形狀葉輪，清潔器葉輪的葉片垂直于上定齒盤。
3.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在干，所述水滲通道和噴咀均勻分布在上定齒盤和下定齒盤上，所述水滲通道從上定齒盤和下定齒盤圓周引向圓心均勻分布，上定齒盤和下定齒盤各有12條水滲通道。
4.如權(quán)利要求3所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述水滲通道與短齒結(jié)構(gòu)的噴咀相通，上定齒盤和下定齒盤各有132個(gè)噴咀，所述噴咀位于上定齒盤的下盤面和下定齒盤的上盤面。
5.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述上定齒盤、下定齒盤和動(dòng)齒盤的同心圓齒圈齒高3 5cm,齒圈表面為圓弧過(guò)渡設(shè)計(jì)。
6.如權(quán)利要求3所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述動(dòng)齒盤的同心圓齒圈表面有斜紋，斜紋的間距為5mm，深度為1mm，所述斜紋與動(dòng)齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向呈現(xiàn)一定的夾角，夾角為15°。
7.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述動(dòng)齒盤和下定齒盤的同心圓齒圈上部呈梯形，上定齒盤與動(dòng)齒盤、動(dòng)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(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)軸下部與軸承座中間還設(shè)有機(jī)械密封，機(jī)械密封外部設(shè)有扶正器，并固定在軸承座上。
9.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)液腔由上蓋和殼體組成，上蓋和殼體采用連接螺栓連接和密封，進(jìn)液ロ設(shè)在上蓋上部，出液ロ設(shè)在殼體下部。
10.如權(quán)利要求1所述的帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座和儲(chǔ)液腔連接外部上置電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶速溶環(huán)和水滲結(jié)構(gòu)的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于該裝置由清潔器、拉伸單元和儲(chǔ)液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動(dòng)軸上的清潔器，拉伸單元由上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤、傳動(dòng)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(dòng)齒盤、下定齒盤，所述上定齒盤、動(dòng)齒盤、下定齒盤均由若干組不等徑的同心圓齒圈連接而成，所述上定齒盤和下定齒盤內(nèi)部設(shè)有若干條水滲通道與短齒結(jié)構(gòu)上的若干個(gè)噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，動(dòng)齒盤固定在傳動(dòng)軸上，儲(chǔ)液腔設(shè)有進(jìn)液口和出液口。本發(fā)明安裝簡(jiǎn)單，占地面積小，重量輕，處理量大，并且加速了聚合物的溶解，具備內(nèi)部清潔的功能。
文檔編號(hào)B01F15/00GK103111201SQ201310069749
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者李艷欣, 舒曉, 李代光 申請(qǐng)人:成都諾鑫石油科技有限公司