CN103127849B - 一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于：该装置由拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元由定齿盘、动齿盘、传动轴、轴承座组成，拉伸单元从上依次为都具有若干通孔的定齿盘、动齿盘，定齿盘下部面和动齿盘上部面采用短齿结构，动齿盘与定齿盘的短齿结构均匀咬合，定齿盘固定在储液腔上，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上，拉伸单元位于储液腔的内，储液腔上部设有进液口，下部设有出液口。本发明能加速聚合物的溶解使石油的采收率得以提高，并且还具有安装简单，占地面积小，重量轻，处理量大。

Description

一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置

技术领域

本发明提供一种加快部分水解聚丙烯酰胺类聚合物的强制拉伸速溶装置，具体涉及一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置。

背景技术

聚合物驱作为油田开发提高采收率的重要方法之一，在国内外陆上油田得到广泛的应用。而海上油田由于缺乏淡水资源，其注入水的矿化度高、钙镁离子含量高。传统部分水解聚丙烯酰胺的抗盐能力不足，其粘度低，远不能满足海上油田的要求。疏水缔合聚合物因其主链上有少量疏水基团，溶液具有可逆三维网状结构、剪切稀释性和注入性良好、抗剪切能力强、抗盐能力好、粘度高等特点，在高矿化度、高钙镁离子含量的水中粘度高，适合在缺乏淡水资源的海上油田应用；对地层渗透率高、原油粘度高的油藏，疏水缔合聚合物具有更加突出的优势。疏水缔合聚合物在常温（20℃～25℃）下常规的搅拌熟化时间长，大大制约了其在海上油田上的应用。因此针对海上油田的矿场实际，加快疏水缔合聚合物溶解速度的研究，对海上油田以聚合物为主的提高采收率技术具有重要意义。

目前已经开展了疏水缔合聚合物的溶解性研究工作，现有方法下疏水缔合聚合物的溶解时间为120分钟以上，这就意味着要有很大体积和数量的熟化罐来保证聚合物的完全溶解，对于空间和承重能力有限的海上平台来讲，尤其是现有的小型平台，进行聚合物驱几乎不可能实现。

西南石油大学提高采收率实验室在线速溶课题组，通过在管线内部设置合适间距的不同孔径筛网或孔板，剥离和切割溶胀颗粒，减小溶胀颗粒的粒径，缩短溶解时间，并验证了这种想法的可行性。2006年进行现场放大试验，采取循环方式，多次剥离和切割AP-P4溶胀颗粒，结果AP-P4的溶解时间大大缩短。但由于反复切割聚合物分子链导致其断链，溶液粘度降低；同时溶胀颗粒堵塞筛网或孔板，不能满足海上平台聚合物配注的要求。因此，急需一种结构简单、操作方便的疏水缔合聚合物速溶装置，加快疏水缔合聚合物的溶解速度，缩短溶解时间，其溶液性能满足现场应用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现与现场对接的加快疏水缔合聚合物溶胀颗粒溶解装置，并且安装简单，占地面积小，重量轻，处理量大。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于该装置由拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元由定齿盘、动齿盘、传动轴、轴承座组成，拉伸单元从上依次为都具有若干通孔的定齿盘、动齿盘，定齿盘下部面和动齿盘上部面采用短齿结构，动齿盘与定齿盘的短齿结构均匀咬合，定齿盘固定在储液腔上，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上，拉伸单元位于储液腔的内，储液腔上部设有进液口，下部设有出液口。

优选的，所述动齿盘采用短齿结构，短齿表面为圆弧过渡设计。可以降低聚合物溶胀颗粒被切开的几率，聚合物溶胀颗粒在加速聚合物溶胀颗粒溶解装置内主要是被短齿结构碾压展开。

优选的，所述动齿盘的短齿齿长为3～5cm。该长度范围的设计可以降低设计和加工难度。

优选的，所述动齿盘的短齿结构上部呈梯形，定齿盘与动齿盘咬合间距从上部到下部逐渐减小。其咬合间距上部的间距为2.45mm，下部的间距为0.45mm。

优选的，所述皮带轮可由电机或者其他设备提供动力。

优选的，所述传动轴下部与轴承座中间还设有机械密封。机械密封防止储液腔里的溶液进入传动轴从而腐蚀传动轴。

优选的，所述机械密封外部设有扶正器，并固定在轴承座上。扶正器可以防止传动轴晃动与偏移。

优选的，所述储液腔由上盖和壳体组成，上盖和壳体采用连接螺栓连接和密封，进液口设在上盖上部，出液口设在壳体下部。

优选的，所述传动轴通过轴承座和储液腔连接外部上置电机，将电机上置并且直接带动传动轴，可以节约空间，简化设备，方便安装，同时也可以减少液体对传动轴的腐蚀。

本发明的有益效果在于：用该装置可以在短时间内得到均一的疏水缔合聚合物溶液，可用于高矿化度条件下的聚合物驱油技术中，使石油的采收率得以提高，并且还具有处理量大、重量轻、占地面积小、安装简单。

附图说明

图1是该发明一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的结构示意图；

图2是该发明一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置中的动齿轮的俯视图；

图3是该发明一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置中的另外一种改进的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

从图1至图3可得知加速聚合物溶胀颗粒溶解装置由拉伸单元和储液腔1组成，拉伸单元由定齿盘2、动齿盘3、传动轴4、轴承座5组成，拉伸单元从上依次为都具有若干通孔的定齿盘2、动齿盘3，定齿盘2下部面和动齿盘上部面采用短齿7结构，动齿盘2与定齿盘3的短齿7结构均匀咬合，定齿盘2固定在储液腔1上，动齿盘3固定在传动轴4上，传动轴4通过轴承座5和储液腔1连接皮带轮8，轴承座5固定在储液腔1上，拉伸单元位于储液腔1的内，储液腔1上部设有进液口9，下部设有出液口10。

使用时，如图1至图3，首先设置与该加速聚合物溶胀颗粒溶解装置外部动力装置，使皮带轮8带动传动轴4，从而使动齿盘3转动。未完全溶解的疏水缔合聚合物的水溶液从上盖11的进液口9进入储液腔1，疏水缔合聚合物的水溶液依次进入定齿盘2和动齿盘3，从定齿盘2上的通孔6进到动齿盘3，由于定齿盘2和动齿盘3采用短齿7结构，动齿盘3的短齿7结构上部呈梯形，定齿盘2与动齿盘3咬合间距从上部到下部逐渐减小，并且动齿盘3以1400rpm的转速运转，所以疏水缔合聚合物的水溶液中的疏水缔合聚合物的溶胀颗粒被短齿7结构碾压展开，形成粒径更小的溶胀颗粒。被处理过了的溶胀颗粒，通过出液口10，进入到与熟化罐相连的管线中，最后进入到熟化罐进行溶解。

传动轴4下部与轴承座5中间所设的机械密封12防止了储液腔1里的溶液进入传动轴4从而腐蚀传动轴4。而机械密封12外部所设的固定在轴承座5上的扶正器13，可以防止传动轴4晃动与偏移。

图2是该发明一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置中的动齿轮3的俯视图，动齿盘3通过传动轴4带动进行运转，疏水缔合聚合物的溶胀颗粒被短齿7结构碾压展开，形成粒径更小的溶胀颗粒，从通孔6中流出。定齿盘2上的通孔6和短齿7结构和动齿盘3是相似的而且相互咬合。

图3是该发明一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置中的另外一种改进的示意图，该改进将电机14上置并且直接带动传动轴4，传动轴4通过机械密封12、扶正器13、轴承座5连接在储液腔1上，电机14连接传动轴4，电机14通过支架固定。该改进可以节约空间，简化设备，方便安装，同时也可以减少液体对传动轴的腐蚀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于：该装置由拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元由定齿盘、动齿盘、传动轴、轴承座组成，拉伸单元从上依次为都具有若干通孔的定齿盘、动齿盘，定齿盘下部面和动齿盘上部面采用短齿结构，动齿盘与定齿盘的短齿结构均匀咬合，定齿盘固定在储液腔上，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上，拉伸单元位于储液腔的内，储液腔上部设有进液口，下部设有出液口。

2.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述动齿盘采用短齿结构，短齿表面为圆弧过渡设计。

3.如权利要求2所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述动齿盘的短齿齿长为3～5cm。

4.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述动齿盘的短齿结构上部呈梯形，定齿盘与动齿盘咬合间距从上部到下部逐渐减小。

5.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述皮带轮可由电机或者其他设备提供动力。

6.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述传动轴下部与轴承座中间还设有机械密封。

7.如权利要求6所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述机械密封外部设有扶正器，并固定在轴承座上。

8.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述储液腔由上盖和壳体组成，上盖和壳体采用连接螺栓连接和密封，进液口设在上盖上部，出液口设在壳体下部。

9.如权利要求1所述的加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述传动轴通过轴承座和储液腔连接外部上置电机。