一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物溶解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國石油資源日益減少，在許多油田，石油開采都進(jìn)入了三次采油階段。具體地說，就是利用向地層注入高粘度聚合物的方法提高石油采出率。在三次采油過程中普遍使用聚丙烯酰胺類聚合物作為驅(qū)油介質(zhì)。這類介質(zhì)普遍具有分子量大及高粘度的特點。聚丙烯酰胺為例，工業(yè)聚丙烯酰胺成品為白色粉末狀物質(zhì)，在使用之前需要用水溶解并使其均勻化。目前工業(yè)上普遍采用的技術(shù)是氣流分散溶解，攪拌槽熟化技術(shù)。具體地說，就是使用氣流將聚合物粉體高度分散，與水快速接觸、溶解在其中。由于溶解了的聚合物高粘度特性，在固體顆粒表面形成了一層高粘度液膜，妨礙了顆粒的進(jìn)一步溶解。這就造成了在溶液當(dāng)中存在一些溶解不夠充分的，被稱為“魚眼”的高粘膠狀顆粒。為消除這些“魚眼”，使用了大型攪拌槽，花費數(shù)小時的時間攪拌聚合物的水溶液使其均勻化，并且將懸浮在溶液中的氣泡析出。這套技術(shù)使用了龐大的設(shè)備，能耗高，生產(chǎn)周期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](—)所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的溶解設(shè)備能耗高、生產(chǎn)周期長且溶解不充分的缺陷。
[0004](二)技術(shù)內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，包括溶解罐、定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置、超重力均勻化裝置和真空熟化罐；
位于溶解罐中的水溶性聚合物經(jīng)輸送管道自吸進(jìn)入定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置；所述定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置包括若干套定子和轉(zhuǎn)子，所述定子安裝在機(jī)殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子與傳動軸相連，在電動機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；
超重力均勻化裝置安裝在真空罐上，在負(fù)壓下操作，真空度不低于60kPa ;
超重力均勻化裝置設(shè)有填料層，所述超重力均勻化裝置的進(jìn)口管線上設(shè)有噴頭，所述噴頭將水溶性聚合物均勻地布撒在旋轉(zhuǎn)的填料層的內(nèi)緣；
所述熟化罐內(nèi)設(shè)有呈折線形狀分布的折擋板，所述折擋板分為若干層，其與水平面的夾角在5-45度之間；
水溶性聚合物離開填料層后，進(jìn)入熟化罐，并靠重力流向折流板。
[0005]優(yōu)選地，所述定子和轉(zhuǎn)子間相對線速度為1-lOm/s。
[0006]優(yōu)選地，所述超重力均勻化裝置使用泡沫金屬或金屬絲網(wǎng)填料，所述填料層的徑向厚度不低于0.01m。
[0007](三)有益效果本發(fā)明提供一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)使得聚合物達(dá)到三次采油注入聚合物的質(zhì)量指標(biāo)。整個過程連續(xù)操作，物料在體系中的停留時間小于5分鐘。與目前工業(yè)上普遍采用的攪拌槽式熟化罐相比，熟化時間縮短了 90%以上。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實施例聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不是用來限制本發(fā)明的范圍。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，包括溶解罐1、定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置2、超重力均勻化裝置3和熟化罐5 ;
位于溶解罐I中的水溶性聚合物經(jīng)輸送管道自吸進(jìn)入定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置2 ;所述定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置2包括若干套定子和轉(zhuǎn)子，所述定子安裝在機(jī)殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子與傳動軸相連，在電動機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；
超重力均勻化裝置3安裝在真空罐4上，在負(fù)壓下操作，真空度不低于60kPa ；
超重力均勻化裝置3設(shè)有填料層，所述超重力均勻化裝置的進(jìn)口管線上設(shè)有噴頭，所述噴頭將水溶性聚合物均勻地布撒在旋轉(zhuǎn)的填料層的內(nèi)緣；
所述熟化罐5內(nèi)設(shè)有呈折線形狀分布的折擋板51，所述折擋板51分為若干層，其與水平面的夾角在5-45度之間；
水溶性聚合物離開填料層后，進(jìn)入熟化罐5，并靠重力流向折流板。
[0011]優(yōu)選地，所述超重力均勻化裝置使用泡沫金屬或金屬絲網(wǎng)填料，所述填料層的徑向厚度不低于0.01m。
[0012]具體的，水溶性聚合物從溶解罐經(jīng)輸送管道自吸進(jìn)入定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置。定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置包括若干套定子和轉(zhuǎn)子。定子安裝在機(jī)殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子與傳動軸相連，在電動機(jī)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速，根據(jù)定、轉(zhuǎn)子的大小及二者間距不同而不同。為達(dá)到良好的均質(zhì)效果同時不使剪切力過大而剪斷大分子鏈，保持定轉(zhuǎn)子間相對線速度為l-10m/s。
[0013]經(jīng)過定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置后，聚合物溶液中“魚眼”大部分消除，但從宏觀上看溶液仍然存在較大的不均勻，需要進(jìn)一步熟化。溶液從定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置出來后進(jìn)入超重力均勻化裝置。由于超重力均勻化裝置在負(fù)壓下操作，流體無需動力，可直接流入超重力機(jī)。
[0014]設(shè)置在超重力均勻化裝置液體進(jìn)口管線上的噴頭將液體均勻地布撒在旋轉(zhuǎn)的填料的內(nèi)緣。液體在超重力均勻化裝置填料層表面被離心力多次分散，形成細(xì)小的液滴、液絲和液膜，而后流出填料。在本實施例中，要求填料層的徑向厚度超過0.01m。
[0015]離開填料層后，液體在機(jī)殼上匯集，靠重力流向折流板。折流板為安裝在熟化罐內(nèi)的呈折線形狀的折擋板，分為若干層，其與水平面的夾角在5-45度之間。流體在折擋板上逐層向下流動，直到進(jìn)入罐底液層。在此過程中，溶液中存在的大小氣泡在真空的作用下破裂，形成清亮透明、質(zhì)地均勻的、滿足注入要求的三次采油驅(qū)油劑。
[0016]熟化罐在負(fù)壓下操作。真空由水環(huán)式或其它類型真空栗形成，其真空度不小于60kPa。積存在罐底的溶液由螺桿栗抽出送往中間罐或直接輸送到聚合物注入站使用。
[0017]其中，定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置可以安裝在地面，亦可以安裝在熟化罐罐體之上。
[0018]所述的超重力均勻化裝置可以安裝在熟化罐罐體頂部。通常采用立式結(jié)構(gòu)，使用但不限于泡沫金屬或金屬絲網(wǎng)填料。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不高于1200rpm。
[0019]本實例在某油田聚合物配制站實施。高分子聚合物為聚丙烯酰胺，處理量為30m3/hr ο預(yù)配好的聚合物溶液由前工段通過螺桿栗打入定轉(zhuǎn)子均質(zhì)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速設(shè)定為500rpmo經(jīng)定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置處理后的聚合物溶液自吸進(jìn)入超重力機(jī)。超重力機(jī)轉(zhuǎn)子外徑為500mm,內(nèi)徑為200mm，軸向高度為300mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為llOOrpm，安裝在熟化罐之上。熟化罐高度為4m，直徑為2.5m，內(nèi)部裝有4層折流板。罐體外部管線上裝有一臺螺桿栗，將積存在罐內(nèi)的溶液排出。真空系統(tǒng)為水環(huán)式真空栗，操作真空度為80kPa。經(jīng)測算，流體經(jīng)過本系統(tǒng)共耗時4分鐘。經(jīng)過本系統(tǒng)處理，聚合物水溶液粘度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
[0020]本發(fā)明實施例提供的聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，利用微觀混合原理將初步溶解了的水溶性聚合物快速均勻化，加速熟化并脫除氣泡，形成均質(zhì)化、高粘度、滿足油田三次采油注入要求的聚合物溶液。本系統(tǒng)由定、轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置重力均勻化裝置以及熟化罐組成。初步配制的聚合物水溶液經(jīng)過定、轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置第一次均質(zhì)后進(jìn)入超重力進(jìn)一步熟化。熟化后的聚合物水溶液在真空熟化罐內(nèi)脫除氣泡，達(dá)到三次采油注入聚合物的質(zhì)量指標(biāo)。整個過程連續(xù)操作，物料在體系中的停留時間小于5分鐘。與目前工業(yè)上普遍采用的攪拌槽式熟化罐相比，熟化時間縮短了 95%以上。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，其特征在于，包括溶解罐、定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置、超重力均勻化裝置和熟化罐； 位于溶解罐中的水溶性聚合物經(jīng)輸送管道自吸進(jìn)入定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置；所述定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置包括若干套定子和轉(zhuǎn)子，所述定子安裝在機(jī)殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子與傳動軸相連，在電動機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 超重力均勻化裝置安裝在真空罐上，在負(fù)壓下操作，真空度不低于60kPa ; 超重力均勻化裝置設(shè)有填料層，所述超重力均勻化裝置的進(jìn)口管線上設(shè)有噴頭，所述噴頭將水溶性聚合物均勻地布撒在旋轉(zhuǎn)的填料層的內(nèi)緣； 所述熟化罐內(nèi)設(shè)有呈折線形狀分布的折擋板，所述折擋板分為若干層，其與水平面的夾角在5-45度之間； 水溶性聚合物離開填料層后，進(jìn)入熟化罐，并靠重力流向折流板。2.如權(quán)利要求1所述的聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，其特征在于，所述定子和轉(zhuǎn)子間相對線速度為l-10m/s。3.如權(quán)利要求1所述的聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)，其特征在于，所述超重力均勻化裝置使用泡沫金屬或金屬絲網(wǎng)填料，所述填料層的徑向厚度不低于0.01m。
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚合物溶解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合物快速均勻溶解、無氣泡熟化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括溶解罐、定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置、超重力均勻化裝置和熟化罐；定轉(zhuǎn)子均質(zhì)裝置包括若干套定子和轉(zhuǎn)子，定子安裝在機(jī)殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子與傳動軸相連，在電動機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；超重力均勻化裝置安裝在真空罐上，超重力均勻化裝置設(shè)有填料層，超重力均勻化裝置的進(jìn)口管線上設(shè)有噴頭，熟化罐內(nèi)設(shè)有呈折線形狀分布的折擋板，所述折擋板分為若干層。本發(fā)明提供的熟化系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)使得聚合物達(dá)到三次采油注入聚合物的質(zhì)量指標(biāo)。整個過程連續(xù)操作，物料在體系中的停留時間小于5分鐘。與目前工業(yè)上普遍采用的攪拌槽式熟化罐相比，熟化時間縮短了90%以上。
【IPC分類】B01F1/00, B01F13/10
【公開號】CN104998564
【申請?zhí)枴緾N201510518694
【發(fā)明人】董云龍, 董雪耕
【申請人】大慶匯達(dá)興業(yè)機(jī)械制造有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月21日