專利名稱：一種帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的制作方法
技術領域：
本發明提供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，具體涉及一種帶清潔槽和水滲結構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采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。傳統部分水解聚丙烯酰胺的抗鹽能力不足，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采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，對于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。西南石油大學提高采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，并驗證了這種想法的可行性。2006年進行現場放大試驗，采取循環方式，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。但由于反復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。
發明內容
本發明的目的在于提供一種雙極強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。為達此目的，本發明采用以下技術方案:—種帶清潔槽和水滲結構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，所述上定齒盤和下定齒盤靠近動齒盤的面采用短齒結構，并且和動齒盤兩面的短齒結構均勻咬合，所述上定齒盤、下定齒盤與動齒盤相咬合的面分別設有若干梯形槽，所述上定齒盤和下定齒盤內部設有若干條水滲通道與短齒結構上的若干個噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，所述拉伸單元還包括傳動軸和軸承座，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，拉伸單元位于儲液腔內，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于上定齒盤，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，所述梯形槽在往動齒盤轉動方向的前端其底角呈鈍角，后端其底角呈銳角。優選的，前端其底角呈75°，后端底角呈25°。優選的，所述梯形槽均勻分布在上定齒盤和下定齒盤與動齒盤相咬合的面上，共計132個梯形槽。優選的，所述上定齒盤、下定齒盤和動齒盤的同心圓齒圈采用短齒結構，齒長3 5cm。該長度范圍的設計可以降低設計和加工難度。短齒表面為圓弧過渡設計。優選的，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。優選的，所述水滲通道與短齒結構的噴咀相通，上定齒盤和下定齒盤各有132個噴咀，所述噴咀位于上定齒盤的下盤面和下定齒盤的上盤面。優選的，所述動齒盤和下定齒盤的短齒結構上部呈梯形，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，并固定在軸承座上。機械密封防止儲液腔里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，上蓋和殼體采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，將電機上置并且直接帶動傳動軸，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。本發明的有益效果在于: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，可用于高礦化度條件下的聚合物驅油技術中，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，當定齒盤上有大顆粒聚合物溶脹顆粒時能進行清潔。
圖1是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的結構示意圖；圖2是該帶清潔槽和水滲結構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示意圖；圖3是該帶清潔槽和水滲結構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4是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動齒盤的俯視圖；圖5是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤的短齒結構放大剖面圖6是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的清潔器的俯視圖；圖7是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的另外一種改進的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。如圖1至圖7，該發明帶清潔槽和水滲結構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和下定齒盤5靠近動齒盤4的面采用短齒8結構，并且和動齒盤4兩面的短齒8結構均勻咬合，所述上定齒盤3、下定齒盤5與動齒盤4相咬合的面分別設有若干梯形槽24，所述上定齒盤3和下定齒盤5內部設有若干條水滲通道22與短齒8結構上的若干個噴咀23相通，水滲通道22與外接水管21相連接，所述動齒盤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，拉伸單元位于儲液腔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7，首先將配注水通過外接水管21提供給上定齒盤3和下定齒盤5的水滲通道22，配注水通過水滲通道22從噴咀23噴出。然后設置與該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的外部動力裝置，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1，疏水締合聚合物的水溶液經過清潔器1，然后依次從通孔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均采用短齒8結構，動齒盤4的短齒8結構與上定齒盤3、下定齒盤5的短齒8結構均勻咬合。下定齒盤3和動齒盤4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，并且動齒盤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。在上定齒盤3、下定齒盤5與動齒盤4相咬合的面分別設有若干梯形槽24，如圖2為下定齒盤5上的梯形槽24，該種位于上定齒盤3、下定齒盤5的梯形槽24，往動齒盤4轉動方向的前端其底角呈鈍角，后端其底角呈銳角，可以是梯形槽24在往動齒盤4轉動方向的前端其底角呈75°，后端其底角呈25°，這種設計可以迫使儲液腔I里的流體向前流動，防止堵塞。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，最后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里的溶液進入傳動軸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 清潔槽和水滲結構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示意圖。該梯形槽24具體位于下定齒盤5上的短齒8上。在上定齒盤的梯形槽24也位于上定齒盤上3的短齒8上。
如圖3是帶清潔槽和水滲結構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，配注水通過外接水管21進入水滲通道22，再從水滲通道22通過下定齒18內的噴咀23流出。同時，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4是該帶清潔槽和水滲結構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。如圖5是該帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤、動齒盤、下定齒盤的短齒結構放大剖視圖。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2.45mm,咬合間距13下部出口為0.45mm，其0.45mm的深度為5mm。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0.15mm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。如圖6是該帶清潔槽和水滲結構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于上定齒盤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7是該帶速溶環和清潔槽的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25上置并且直接帶動傳動軸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25連接傳動軸6，電機25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，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種帶清潔槽和水滲結構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，所述上定齒盤和下定齒盤靠近動齒盤的面采用短齒結構，并且和動齒盤兩面的短齒結構均勻咬合，所述上定齒盤、下定齒盤與動齒盤相咬合的面分別設有若干梯形槽，所述上定齒盤和下定齒盤內部設有若干條水滲通道與短齒結構上的若干個噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，所述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，拉伸單元位于儲液腔內，儲液腔上部設有進液口，下部設有出液口。
2.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構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.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述梯形槽在往動齒盤轉動方向的前端其底角呈鈍角，后端其底角呈銳角。
4.如權利要求I或3所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述梯形槽均勻分布在上定齒盤和下定齒盤與動齒盤相咬合的面上，共計132個梯形槽。
5.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述動齒盤采用短齒結構，短齒齒長為3 5cm，短齒表面為圓弧過渡設計。
6.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構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。
7.如權利要求6所述的帶清潔槽和水滲結構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構的噴咀相通，上定齒盤和下定齒盤各有132個噴咀，所述噴咀位于上定齒盤的下盤面和下定齒盤的上盤面。
8.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述動齒盤和下定齒盤的短齒結構上部呈梯形，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。
9.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，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，并固定在軸承座上。
10.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述儲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，進液口設在上蓋上部，出液口設在殼體下部。
11.如權利要求I所述的帶清潔槽和水滲結構的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置，其特征在于，所述傳動軸通過軸承座和儲液腔連接外部上置電機。
全文摘要
本發明公開了一種帶清潔槽和水滲結構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、拉伸單元和儲液腔組成，拉伸單元上部為固定在傳動軸上的清潔器，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，所述上定齒盤和下定齒盤靠近動齒盤的面采用短齒結構，所述上定齒盤、下定齒盤與動齒盤相咬合的面分別設有若干梯形槽，所述上定齒盤和下定齒盤內部設有若干條水滲通道與短齒結構上的若干個噴咀相通，水滲通道與外接水管相連接，儲液腔設有進液口和出液口。本發明安裝簡單，占地面積小，重量輕，處理量大，并且加速了聚合物的溶解。
文檔編號B01F15/00GK103252180SQ201310069889
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
發明者李艷欣, 舒曉, 李代光 申請人:成都諾鑫石油科技有限公司