專利名稱：帶速溶環(huán)和清潔槽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)明涉及一種加快部分水解聚丙烯酰胺類聚合物的強制拉伸速溶裝置，具體涉及一種帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置。
背景技術(shù)：
聚合物驅(qū)作為油田開發(fā)提高采收率的重要方法之一，在國內(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，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、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(yīng)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(yōu)勢。疏水締合聚合物在常溫(20°C 25°C)下常規(guī)的攪拌熟化時間長，大大制約了其在海上油田上的應(yīng)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采收率技術(shù)具有重要意義。目前已經(jīng)開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)量的熟化罐來保證聚合物的完全溶解，對于空間和承重能力有限的海上平臺來講，尤其是現(xiàn)有的小型平臺，進行聚合物驅(qū)幾乎不可能實現(xiàn)。西南石油大學(xué)提高采收率實驗室在線速溶課題組，通過在管線內(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，縮短溶解時間，并驗證了這種想法的可行性。2006年進行現(xiàn)場放大試驗，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；同時溶脹顆粒堵塞篩網(wǎng)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(jié)構(gòu)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(xiàn)場應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶速溶環(huán)和清潔槽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。本發(fā)明所提供的一種帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置包括儲液腔和拉伸機構(gòu)，所述拉伸機構(gòu)設(shè)置于所述儲液腔內(nèi)；所述儲液腔的上部設(shè)有進液口，下部設(shè)有出液口 ；所述拉伸機構(gòu)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(shè)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(shè)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(shè)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，且所述上定齒和所述下定齒與所述動齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個梯形槽；所述上定齒盤和所述下定齒盤均固定在所述儲液腔的側(cè)壁上，所述動齒盤通過傳動軸固定在所述儲液腔內(nèi)；所述傳動軸與動力機構(gòu)相連接。上述的溶解裝置中，所述梯形槽的2個底角分別可為銳角和鈍角，銳角可在70° 80°的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，鈍角可在120° 130°的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，如銳角為75°，鈍角為125°，在使用過程中，將鈍角的底角端沿所述動齒盤轉(zhuǎn)動方向的前端。上述的溶解裝置中，所述梯形槽沿所述上定齒和所述下定齒的端面均勻布置，其設(shè)置的個數(shù)可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。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，且均采用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(shè)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。，如 15。。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。上述的溶解裝置中，所述傳動軸與所述軸承座之間設(shè)有機械密封；所述機械密封外部設(shè)有扶正器，且所述扶正器固定在所述軸承座上。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為螺栓連接。本發(fā)明提供的溶解裝置可以在短時間內(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、安裝簡單的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置位于下定齒盤上的梯形槽的示意圖；圖3是本發(fā)明帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動齒盤的俯視圖；圖4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(jié)構(gòu)放大剖面圖；圖5是本發(fā)明另一種帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)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梯形槽、20電機。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的帶速溶環(huán)和清潔槽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(gòu)，該拉伸機構(gòu)設(shè)置于儲液腔I內(nèi)；該儲液腔I包括上蓋12和殼體(圖中未標(biāo))，且兩者采用螺栓進行連接和密封；在上蓋12上設(shè)有進液口 10，在殼體的下部設(shè)有出液口 11。該拉伸機構(gòu)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(shè)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(shè)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(shè)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均采用短齒8結(jié)構(gòu)，其高度均為5cm。如圖4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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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1.32_，嚙合間距13下部出口為0.15_，其0.15mm寬度處的深度為5_。通過以上雙級速溶結(jié)構(gòu)，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(shè)有多個均勻布置的刻槽(圖中未標(biāo))，且刻槽之間的間距為5mm,刻槽的深度為1mm。該刻槽為傾斜設(shè)置,且其與動池盤3的中心軸線的夾角為15°。如圖2所示，在上定齒16和下定齒18與動齒17相嚙合的端面上均設(shè)有多個均勻布置的梯形槽19，沿動齒盤4轉(zhuǎn)動方向的前端，該梯形槽19的底角呈125°角，后端其底角呈25°角，這種設(shè)計可以迫使儲液腔I中的流體向前流動，防止堵塞。該上定齒盤3和下定齒盤5均固定在儲液腔I的側(cè)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(shè)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(shè)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,用于帶動傳動軸6轉(zhuǎn)動。圖5為本發(fā)明提供的另一種帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該溶解裝置與上述的溶解裝置的結(jié)構(gòu)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20相連接，電機20通過支架固定。該設(shè)置可以節(jié)約空間，簡化設(shè)備，方便安裝，同時也可以減少液體對傳動軸的腐蝕。使用上述提供的第一種溶解裝置時，首先設(shè)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(zhuǎn)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，由于上定齒盤3、動齒盤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(jié)構(gòu)環(huán)。下定齒盤3和動齒盤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，并且動齒盤4以1400rpm的轉(zhuǎn)速運轉(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，形成粒徑更小的溶脹顆粒。在上定齒盤2、下定齒盤4與動齒盤3相嚙合的端面設(shè)置的梯形槽19可以迫使儲液腔I中的流體向前流動，防止堵塞。被上述過程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，最后進入到熟化罐進行溶解。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種帶速溶環(huán)和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于:所述溶解裝置包括儲液腔和拉伸機構(gòu)，所述拉伸機構(gòu)設(shè)置于所述儲液腔內(nèi)； 所述儲液腔的上部設(shè)有進液口，下部設(shè)有出液口 ； 所述拉伸機構(gòu)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(shè)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(shè)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(shè)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，且所述上定齒和所述下定齒與所述動齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個梯形槽； 所述上定齒盤和所述下定齒盤均固定在所述儲液腔的側(cè)壁上，所述動齒盤通過傳動軸固定在所述儲液腔內(nèi)；所述傳動軸與動力機構(gòu)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解裝置，其特征在于:所述梯形槽的2個底角分別為銳角和鈍角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溶解裝置，其特征在于:所述梯形槽沿所述上定齒和所述下定齒的端面均勻布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的溶解裝置，其特征在于:所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的高度均為3cm 5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的溶解裝置，其特征在于:所述上定齒、所述動齒和所述下定齒的表面上均設(shè)有若干個刻槽； 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(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的溶解裝置，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的溶解裝置，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的溶解裝置，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求7或8所述的溶解裝置，其特征在于:所述傳動軸與所述軸承座之間設(shè)有機械密封； 所述機械密封外部設(shè)有扶正器，且所述扶正器固定在所述軸承座上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的溶解裝置，其特征在于: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。
全文摘要
本發(fā)明公開了帶速溶環(huán)和清潔槽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(gòu)，拉伸機構(gòu)設(shè)置于儲液腔內(nèi)；拉伸機構(gòu)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(shè)有同心圓齒圈a，每個同心圓齒圈a由上定齒組成；動齒盤的上表面和下表面均設(shè)有同心圓齒圈b，每個同心圓齒圈b由動齒組成；下定齒盤的上表面上設(shè)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，且上定齒和下定齒與動齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個梯形槽；上定齒盤和下定齒盤均固定在儲液腔的側(cè)壁上，動齒盤通過傳動軸固定在儲液腔內(nèi)；傳動軸與動力機構(gòu)相連接。本發(fā)明的溶解裝置可以在短時間內(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。
文檔編號B01F1/00GK103143275SQ201310068958
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者趙文森, 張健, 薛新生, 劉立偉, 舒政, 劉寬, 楊光 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(xué)