CN103306647B - 一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，属于油田稠油开采的井下混合搅拌设备，它主要由筒体、中心轴、动力叶轮、搅拌叶轮、上轴承、下轴承、平键、限位套、导流叶片、动力叶片、搅拌叶片、圆盘和过流孔组成，所述筒体上端通过内螺纹与上轴承连接，筒体下端通过内螺纹与下轴承连接；所述在中心轴上设置有一组动力叶轮与搅拌叶轮，混合油流入混合器，经过导流叶片后垂直冲击动力叶轮旋转，动力叶轮通过平键连接传递转矩给中心轴，中心轴再通过平键连接将转矩传递给搅拌叶轮；所述动力叶轮与搅拌叶轮之间设置有限位套，所述导流叶片焊接在筒体内壁并位于动力叶轮下方。本发明，结构简单，组装、拆卸方便。

Description

一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器

技术领域

本发明涉及一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，属于油田稠油开采的井下混合搅拌设备。

背景技术

井下混配工艺技术主要是用来解决在超稠油井掺稀开采时，稠油与稀油混合不均，容易造成稠油入泵、泵的工作载荷增加，进而导致检泵周期缩短、生产成本增加等严重后果。因此，应用良好的井下混配工具，使稠油与稀油充分混合，就显得极为重要。

目前，国内有关适合井下液体混合的工具种类较少，主要为静态和动态混合器两种：静态混合器是采用在管道内安装相互垂直的异型模版，形成特殊通道的方法改变流经介质的流动状态来使两种或多种介质得到混合。但是对于高粘稠油掺稀或化学降粘时，由于稠油油质较稠，流动过程中运动摩阻较大，容易堵塞流道，另外通过混合器时，井筒流动介质多次与变径挡板接触而改变流动方向，压降较多，一定程度上影响了油井产量。动态混合器虽然无需另外增加动力设备就能够起到混合效果，也在一定程度上降低了压降，但是现有动态混合器在井筒流动介质冲击叶轮被动旋转时，直接从叶片间流过，叶轮对流体的流动方向改变小，对流体剪切效果不明显，涡旋混合效应较弱，稠油与稀油混合效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术不足，提供一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，它是一种无需外加动力，稠油叶轮主动旋转的动态混合器，通过改变流体的流动方向，提高叶轮对流体的剪切效果和涡旋混合效应，解决稠油掺稀生产中井筒流动介质压降较多，稠油与稀油混合效果不佳的问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，主要由筒体、中心轴、动力叶轮、搅拌叶轮、上轴承、下轴承、平键、限位套、导流叶片、动力叶片、搅拌叶片、圆盘和过流孔组成，所述筒体上端通过外螺纹与油管相连，筒体下端通过内螺纹与油管或井下工具相连；所述筒体上下两端设置有内螺纹，所述筒体上端通过内螺纹与上轴承连接，筒体下端通过内螺纹与下轴承连接；所述中心轴两端分别与上轴承和下轴承连接，在中心轴两端分别安装有垫圈和螺母，用于固定上轴承与下轴承，增加了上轴承与下轴承的抗挤压能力；所述在中心轴上设置有一组动力叶轮与搅拌叶轮，混合油流入混合器，经过导流叶片后垂直冲击动力叶轮旋转，动力叶轮通过平键连接传递转矩给中心轴，中心轴再通过平键连接将转矩传递给搅拌叶轮；所述动力叶轮与搅拌叶轮之间设置有限位套，通过限位套来调整动力叶轮与搅拌叶轮的间距；所述下轴承与动力叶轮之间设置有限位套用以调整间距，所述上轴承与搅拌叶轮之间设置有限位套用以调整间距；所述导流叶片焊接在筒体内壁并位于动力叶轮下方，导流叶片均匀地分布在筒体内壁上；所述动力叶轮上的动力叶片为3-5个，动力叶片形状为45°倾斜圆弧扭曲状，均匀地分布在动力叶轮上，动力叶片外径为筒体内径的0.6-0.9倍；所述搅拌叶轮由搅拌叶片和圆盘组成，搅拌叶片为4-6个，垂直均匀焊接在圆盘上，搅拌叶片外径为筒体内径的0.6-0.9倍，圆盘上均匀分布有4-6个过流孔；所述的导流叶片为3-5个，导流叶片形状为45°圆弧扭曲状，导流叶片弧面与动力叶片弧面垂直。

本发明具有以下优点：1、结构简单，组装、拆卸方便、安全实用，成本低；2、无需外加动力设备即可实现搅拌叶轮的主动旋转搅拌；3、混合效率高、压降低、不改变油井生产工艺、不影响油井产量；4、可以通过混合器上端外螺纹与下端内螺纹连接，实现多个混合器串连使用，增强混合效果。

附图说明

图1为本发明一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器的结构示意图；

图2为本发明的三维结构示意图；

图3为本发明的搅拌叶轮结构二维结构示意图。

图中：1.筒体，2.中心轴，3.动力叶轮，4.搅拌叶轮，5.上轴承，6.下轴承，7.平键，8.平键，9.垫圈，10.螺母，11.导流叶片，12.动力叶片，13.搅拌叶片，14.圆盘，15.过流孔，16.限位套，17.限位套，18.限位套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，主要由筒体1、中心轴2、动力叶轮3、搅拌叶轮4、上轴承5、下轴承6、平键7、平键8、导流叶片11、动力叶片12、搅拌叶片13、圆盘14、过流孔15、限位套16、限位套17、限位套18组成，所述筒体1上端通过外螺纹与油管相连，筒体1下端通过内螺纹与油管或井下工具相连，所述筒体1上下两端设置有内螺纹，所述筒体1上端通过内螺纹与上轴承5连接，筒体1下端通过内螺纹与下轴承6连接，在中心轴2两端分别安装有垫圈9和螺母10，用于固定上轴承5与下轴承6，增加了上轴承5与下轴承6的抗挤压能力；所述中心轴2两端分别与上轴承5和下轴承6连接，在中心轴2上设置有一组动力叶轮3和搅拌叶轮4，混合油流入混合器，经过导流叶片11后垂直冲击动力叶轮3旋转，动力叶轮3通过平键8连接传递转矩给中心轴2，中心轴2通过平键7连接将转矩传递给搅拌叶轮4，所述动力叶轮3与搅拌叶轮4之间设置有限位套18，通过限位套18来调整动力叶轮3与搅拌叶轮4的间距，所述下轴承6与动力叶轮3之间设置有限位套17用以调整间距，所述上轴承5与搅拌叶轮4之间设置有限位套16用以调整间距；所述筒体1内壁设置有导流叶片11，导流叶片11焊接的筒体1内壁并位于动力叶轮3下方，导流叶片11均匀地分布在筒体1内壁上；所述动力叶轮3上的动力叶片12为3-5个，动力叶片12形状为45°倾斜圆弧扭曲状，动力叶片12均匀地分布在动力叶轮3上，动力叶片12外径为筒体1内径的0.6-0.9倍；所述搅拌叶轮4由搅拌叶片13和圆盘14组成，搅拌叶片13为4-6片，搅拌叶片13垂直均匀焊接在圆盘14上，搅拌叶片13外径为筒体1内径的0.6-0.9倍，圆盘14上均匀分布有4-6个过流孔15，所述导流叶片11为3-5个，导流叶片11的形状为45°圆弧扭曲状，导流叶片11弧面与动力叶片12弧面垂直。

工作原理：

在实际生产过程中，本发明通过以下途径实现其功能：在稠油掺稀生产时，混合油流入混合器后，经过导流叶片11调整混合油流向后使混合油垂直地冲击动力叶轮3，使动力叶轮3旋转，动力叶轮3通过平键8连接传递转矩给中心轴2，中心轴2再通过平键7连接将转矩传递给搅拌叶轮4，搅拌叶轮4以一定速度旋转，对流经搅拌叶轮4的混合油进行剪切搅拌，从而实现无需外加动力设备的情况下实现搅拌叶轮4的主动旋转搅拌、减少压降的情况下提高混合效果的目的。

Claims (1)

1.一种适用于稠油掺稀开采的主动旋转动态混合器，主要由筒体(1)、中心轴(2)、动力叶轮(3)、搅拌叶轮(4)、上轴承(5)、下轴承(6)、第一平键(7)、第二平键(8)、导流叶片(11)、动力叶片(12)、搅拌叶片(13)、圆盘(14)、过流孔(15)、第一限位套(16)、第二限位套(17)和第三限位套(18)组成，筒体(1)上端通过内螺纹与上轴承(5)连接，筒体(1)下端通过内螺纹与下轴承(6)连接，中心轴(2)两端分别与上轴承(5)和下轴承(6)连接，动力叶轮(3)与搅拌叶轮(4)之间设置有第三限位套(18)，通过第三限位套(18)来调整动力叶轮(3)与搅拌叶轮(4)的间距，下轴承(6)与动力叶轮(3)之间设置有第二限位套(17)用以调整间距，上轴承(5)与搅拌叶轮(4)之间设置有第一限位套(16)用以调整间距，动力叶轮(3)与中心轴(2)之间通过第二平键(8)连接，搅拌叶轮(4)与中心轴(2)之间通过第一平键(7)连接；其特征在于：在中心轴(2)上设置有一组动力叶轮(3)和搅拌叶轮(4)，混合油流入混合器，经过导流叶片(11)后垂直冲击动力叶轮(3)旋转，动力叶轮(3)传递转矩给中心轴(2)，中心轴(2)将转矩传递给搅拌叶轮(4)；所述筒体(1)内壁设置有导流叶片(11)，导流叶片(11)焊接的筒体(1)内壁并位于动力叶轮(3)下方，导流叶片(11)均匀地分布在筒体(1)内壁上；

所述动力叶轮(3)上的动力叶片(12)为3个或者5个，动力叶片(12)的形状为45°倾斜圆弧扭曲状，均匀地分布在动力叶轮(3)上，动力叶片(12)外径为筒体(1)内径的0.6-0.9倍；所述搅拌叶轮(4)由搅拌叶片(13)与圆盘(14)组成，搅拌叶片(13)为5个或者6个，搅拌叶片(13)为垂直均匀焊接在圆盘(14)上，搅拌叶片(13)外径为筒体(1)内径的0.6-0.9倍，圆盘(14)上均匀分布有4-6个过流孔(15)；

所述的导流叶片(11)为3-5个，导流叶片(11)的形状为45°圆弧扭曲状，导流叶片(11)的弧面与动力叶片(12)的弧面垂直。