專(zhuān)利名稱(chēng)：帶清潔器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(lèi)聚合物的強(qiáng)制拉伸速溶裝置，具體涉及一種帶清潔器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(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(mǎn)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(xiàn)速溶課題組，通過(guò)在管線(xiàn)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(mǎn)足海上平臺(tái)聚合物配注的要求。因此，急需一種結(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(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶清潔器和清潔槽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(pán)上聚合物溶脹顆粒，防止上定齒盤(pán)堵塞，并且能夠更加高效率加速聚合物顆粒溶解。本發(fā)明所提供的一種帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置包括儲(chǔ)液腔、拉伸機(jī)構(gòu)和清潔器，所述拉伸機(jī)構(gòu)和所述清潔器均設(shè)置于所述儲(chǔ)液腔內(nèi)；所述儲(chǔ)液腔的上部設(shè)有進(jìn)液口，下部設(shè)有出液口 ；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括由上至下依次配合的上定齒盤(pán)、動(dòng)齒盤(pán)和下定齒盤(pán)；所述上定齒盤(pán)的下表面上設(shè)有若干組同心圓齒圈a，所述每個(gè)同心圓齒圈a由若干個(gè)上定齒組成；所述動(dòng)齒盤(pán)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(gè)同心圓齒圈b由若干個(gè)動(dòng)齒組成；所述下定齒盤(pán)的上表面上設(shè)有若干組同心圓齒圈C，所述每個(gè)同心圓齒圈C由若干個(gè)下定齒組成；所述動(dòng)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(dòng)齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個(gè)梯形槽；所述上定齒盤(pán)和所述下定齒盤(pán)均固定在所述儲(chǔ)液腔的側(cè)壁上，所述動(dòng)齒盤(pán)通過(guò)傳動(dòng)軸固定在所述儲(chǔ)液腔內(nèi)；所述傳動(dòng)軸與動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連接；所述清潔器設(shè)于所述上定齒盤(pán)的上部，且固定在所述傳動(dòng)軸上。上述的溶解裝置中，所述清潔器包括十字狀葉片，所述葉片垂直于所述傳動(dòng)軸，所述清潔器可以更好地清潔粘附在所述上定齒盤(pán)的聚合物溶脹顆粒；所述清潔器與所述上定齒盤(pán)之間的間距可以根據(jù)聚合物的顆粒確定。上述的溶解裝置中，所述梯形槽的2個(gè)底角分別可為銳角和鈍角，銳角可在70° 80°的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，鈍角可在120° 130°的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如銳角為75°，鈍角為125°，在使用過(guò)程中，將鈍角的底角端沿所述動(dòng)齒盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。上述的溶解裝置中，所述上定齒、所述動(dòng)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，所述動(dòng)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(dòng)齒之間的嚙合間距和所述動(dòng)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(dòng)軸通過(guò)軸承座固定在所述儲(chǔ)液腔的底部上，所述傳動(dòng)軸的一端延伸至所述儲(chǔ)液腔之外且與皮帶輪相連接。上述的溶解裝置中，所述傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座固定在所述儲(chǔ)液腔的頂部上，所述傳動(dòng)軸的一端延伸至所述儲(chǔ)液腔之外且與電機(jī)相連接。上述的溶解裝置中，所述傳動(dòng)軸與所述軸承座之間設(shè)有機(jī)械密封；所述機(jī)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(chǔ)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(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)單的優(yōu)點(diǎn)，且當(dāng)上定齒盤(pán)上有大顆粒聚合物溶脹顆粒時(shí)能進(jìn)行及時(shí)清潔。


圖1是本發(fā)明帶清潔器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)明帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置位于下定齒盤(pán)上的梯形槽的示意圖；圖3是本發(fā)明帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的動(dòng)齒盤(pán)的俯視圖；圖4是本發(fā)明帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置的上定齒盤(pán)上的上定齒、動(dòng)齒盤(pán)上的動(dòng)齒和下定齒盤(pán)上的下定齒的結(jié)構(gòu)放大剖面圖；圖5是本發(fā)明帶清潔器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是本發(fā)明的另一種帶清潔器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(chǔ)液腔、2通孔、3上定齒盤(pán)、4動(dòng)齒盤(pán)、5下定齒盤(pán)、6傳動(dòng)軸、7軸承座、8短齒、9皮帶輪、10進(jìn)液口、11出液口、12上蓋、13嚙合間距、14機(jī)械密封、15扶正器、16上定齒、17動(dòng)齒、18下定齒、19清潔器、20葉片、21梯形槽、22電機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。如圖1-圖5所示，本發(fā)明提供的帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置包括儲(chǔ)液腔1、拉伸機(jī)構(gòu)和清潔器19，該拉伸機(jī)構(gòu)和清潔器19均設(shè)置于儲(chǔ)液腔I內(nèi)；該儲(chǔ)液腔I包括上蓋12和殼體(圖中未標(biāo))，且兩者采用螺栓進(jìn)行連接和密封；在上蓋12上設(shè)有進(jìn)液口 10，在殼體的下部設(shè)有出液口 11。該拉伸機(jī)構(gòu)包括由上至下依次配合的上定齒盤(pán)3、動(dòng)齒盤(pán)4和下定齒盤(pán)5 ;且在上定齒盤(pán)3的下表面上設(shè)有多組同心圓齒圈a,每個(gè)同心圓齒圈a由多個(gè)上定齒16組成；動(dòng)齒盤(pán)4的上表面和下表面均設(shè)有多組同心圓齒圈b,每個(gè)同心圓齒圈b由多個(gè)動(dòng)齒17組成；下定齒盤(pán)5的上表面上設(shè)有多組同心圓齒圈c,每個(gè)同心圓齒圈c由多個(gè)下定齒18組成,且動(dòng)齒17與上定齒16和下定齒18均可哨合配合；動(dòng)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(dòng)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(dòng)齒17之間的嚙合間距13和動(dòng)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(pán)3的上定齒16與動(dòng)齒盤(pán)4的動(dòng)齒17形成一級(jí)速溶結(jié)構(gòu)，上定齒16和動(dòng)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(dòng)齒盤(pán)4的動(dòng)齒17與下定齒盤(pán)5的下定齒18形成二級(jí)速溶結(jié)構(gòu)，動(dòng)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(guò)以上雙級(jí)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(pán)和動(dòng)齒盤(pán)要好。如圖2所示，在上定齒16和下定齒18與動(dòng)齒17相嚙合的端面上均設(shè)有多個(gè)均勻布置的梯形槽19，沿動(dòng)齒盤(pán)4轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)可以迫使儲(chǔ)液腔I中的流體向前流動(dòng)，防止堵塞。該上定齒盤(pán)3和下定齒盤(pán)5均固定在儲(chǔ)液腔I的側(cè)壁上，動(dòng)齒盤(pán)4通過(guò)傳動(dòng)軸6固定在儲(chǔ)液腔I的底部上，且傳動(dòng)軸6通過(guò)軸承座7固定在儲(chǔ)液腔I上，在傳動(dòng)軸6下部與軸承座7中間設(shè)有機(jī)械密封14，可以防止儲(chǔ)液腔I中的溶液進(jìn)入傳動(dòng)軸6從而腐蝕傳動(dòng)軸6 ;在機(jī)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(dòng)軸6晃動(dòng)與偏移。該傳動(dòng)軸6的一端延伸至儲(chǔ)液腔I之外且與皮帶輪9相連接,用于帶動(dòng)傳動(dòng)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1和圖5所示，清潔器19設(shè)置于上定齒盤(pán)3的上部，且固定在傳動(dòng)軸6上。該清潔器19包括呈十字狀的葉片20，葉片20垂直于傳動(dòng)軸6，在傳動(dòng)軸6的帶動(dòng)下，葉片20轉(zhuǎn)動(dòng)，可以清理上定齒盤(pán)3上的顆粒。因?yàn)楫?dāng)聚合物溶脹顆粒大時(shí)會(huì)附著于上定齒盤(pán)3上，會(huì)堵塞上定齒盤(pán)3上的通孔2影響該溶解裝置的正常運(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(pán)3上的附著聚合物，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(pán)3的距離可根據(jù)聚合物的規(guī)格來(lái)定，以便達(dá)到最佳效果。圖6為本發(fā)明提供的另一種帶清潔器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(dòng)軸6固定在儲(chǔ)液腔I的上蓋12上，且其端部直接與電機(jī)22相連接，電機(jī)22通過(guò)支架固定。該設(shè)置可以節(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。使用上述提供的第一種溶解裝置時(shí)，首先設(shè)置與該加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置外部動(dòng)力裝置，使皮帶輪9帶動(dòng)傳動(dòng)軸6，從而使動(dòng)齒盤(pán)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)液口 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(pán)3和動(dòng)齒盤(pán)4,再?gòu)膭?dòng)齒盤(pán)4進(jìn)入下定齒盤(pán)5,由于上定齒盤(pán)3、動(dòng)齒盤(pán)4和下定齒盤(pán)5均采用短齒8結(jié)構(gòu)，動(dòng)齒盤(pán)4的短齒8結(jié)構(gòu)與上定齒盤(pán)3、下定齒盤(pán)5的短齒8結(jié)構(gòu)均勻嚙合。下定齒盤(pán)3和動(dòng)齒盤(pán)4的短齒8結(jié)構(gòu)上部呈梯形，上定齒盤(pán)3與動(dòng)齒盤(pán)4、動(dòng)齒盤(pán)4和下定齒盤(pán)5咬合間距13從上部到下部逐漸減小，并且動(dòng)齒盤(pán)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。在上定齒盤(pán)3、下定齒盤(pán)5與動(dòng)齒盤(pán)4相嚙合的端面分別設(shè)有多個(gè)梯形槽21，如圖2為下定齒盤(pán)5上的梯形槽21，該種位于上定齒盤(pán)3、下定齒盤(pán)5的梯形槽21，沿動(dòng)齒盤(pán)4轉(zhuǎn)動(dòng)方向的前端其底角呈鈍角，后端其底角呈銳角，這種設(shè)計(jì)可以迫使儲(chǔ)液腔I中的流體向前流動(dòng)，防止堵塞。通過(guò)上述過(guò)程處理過(guò)了的溶脹顆粒，通過(guò)出液口 11，進(jìn)入到與熟化罐相連的管線(xiàn)中，最后進(jìn)入到熟化罐進(jìn)行溶解。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
1.一種帶清潔器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(chǔ)液腔、拉伸機(jī)構(gòu)和清潔器，所述拉伸機(jī)構(gòu)和所述清潔器均設(shè)置于所述儲(chǔ)液腔內(nèi)； 所述儲(chǔ)液腔的上部設(shè)有進(jìn)液口，下部設(shè)有出液口 ； 所述拉伸機(jī)構(gòu)包括由上至下依次配合的上定齒盤(pán)、動(dòng)齒盤(pán)和下定齒盤(pán)；所述上定齒盤(pán)的下表面上設(shè)有若干組同心圓齒圈a，所述每個(gè)同心圓齒圈a由若干個(gè)上定齒組成；所述動(dòng)齒盤(pán)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(gè)同心圓齒圈b由若干個(gè)動(dòng)齒組成；所述下定齒盤(pán)的上表面上設(shè)有若干組同心圓齒圈C，所述每個(gè)同心圓齒圈c由若干個(gè)下定齒組成；所述動(dòng)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(dòng)齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個(gè)梯形槽； 所述上定齒盤(pán)和所述下定齒盤(pán)均固定在所述儲(chǔ)液腔的側(cè)壁上，所述動(dòng)齒盤(pán)通過(guò)傳動(dòng)軸固定在所述儲(chǔ)液腔內(nèi)；所述傳動(dòng)軸與動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連接； 所述清潔器設(shè)于所述上定齒盤(pán)的上部，且固定在所述傳動(dòng)軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶解裝置，其特征在于:所述清潔器包括十字狀葉片，所述葉片垂直于所述傳動(dòng)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溶解裝置，其特征在于:所述梯形槽的2個(gè)底角分別為銳角和鈍角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的溶解裝置，其特征在于:所述上定齒、所述動(dòng)齒和所述下定齒的高度均為3cm 5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的溶解裝置，其特征在于:所述動(dòng)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(dòng)齒之間的嚙合間距和所述動(dòng)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(xiàng)所述的溶解裝置，其特征在于:所述傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座固定在所述儲(chǔ)液腔的底部上，所述傳動(dòng)軸的一端延伸至所述儲(chǔ)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(xiàng)所述的溶解裝置，其特征在于:所述傳動(dòng)軸通過(guò)軸承座固定在所述儲(chǔ)液腔的頂部上，所述傳動(dòng)軸的一端延伸至所述儲(chǔ)液腔之外且與電機(jī)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(dòng)軸與所述軸承座之間設(shè)有機(jī)械密封； 所述機(jī)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(chǔ)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(kāi)了帶清潔器和清潔槽的加速聚合物溶脹顆粒溶解裝置。它所包括儲(chǔ)液腔、拉伸機(jī)構(gòu)和清潔器，拉伸機(jī)構(gòu)和所述清潔器均設(shè)置于所述儲(chǔ)液腔內(nèi)；拉伸機(jī)構(gòu)包括由上至下依次配合的上定齒盤(pán)、動(dòng)齒盤(pán)和下定齒盤(pán)；上定齒盤(pán)的下表面上設(shè)有圓齒圈a，每個(gè)同心圓齒圈a由上定齒組成；動(dòng)齒盤(pán)的上表面和下表面均設(shè)有同心圓齒圈b，每個(gè)同心圓齒圈b由動(dòng)齒組成；下定齒盤(pán)的上表面上設(shè)有圓齒圈c，每個(gè)同心圓齒圈c由下定齒組成；動(dòng)齒與所述上定齒和下定齒均可嚙合配合，且上定齒和下定齒與動(dòng)齒相嚙合的端面上均設(shè)有若干個(gè)梯形槽；清潔器設(shè)于所述上定齒盤(pán)的上部，且固定在傳動(dòng)軸上。本發(fā)明的溶解裝置可以在短時(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。
文檔編號(hào)B01F1/00GK103143276SQ20131006906
公開(kāi)日2013年6月12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)明者趙文森, 薛新生, 張健, 楊光, 舒政, 董軍, 劉立偉 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 西南石油大學(xué)