CN103611456A - 一种超声场加药静态混合器 - Google Patents

Abstract

一种超声场加药静态混合器，包括混合器罐体，混合器罐体上装设有混合回流入口、稠油入口、药剂入口、药剂回流入口、混合液出口，混合器罐体内设有锥面搅拌器。在混合回流入口内依次装设有螺旋沟槽混合器和超声助混器。本发明实现了宏观强力混合与微观超声强力空化场传质混合相结合的混合特征。具有三种流型、三次强力高效混合过程。整个设备无动力配置、免维护、可任意串联或者并联装配组合，从而满足生产过程中生产量的变化对设备能力的需求。

Description

一种超声场加药静态混合器

技术领域

本发明涉及一种采油设备，特别是涉及一种超声场加药静态混合器。

背景技术

目前现有采油技术中，在油品中添加乳化剂、破乳剂已经是三采中普遍广泛应用的采油技术。而添加方法最常见的是在管道上直接接管加入法和集输大储罐加注法。这两种方法效率低下、能耗高、占地面积大，又由于稠油流动性差物理特性特殊，药剂破乳自然沉降时间多在48小时左右。这样就需要在每个油田的稠油区块建设多处集输大储罐，每个罐的容积在2000～5000m³，占地面积依采油量确定而不等。无论在一次性投资建设还是后期运行、环保管理都存在许多问题。罐储区所需油泵等其他动力功率在100～200KW左右、检修费用、运行费用普遍很高。而药剂与稠油的混合只经过管输混搅、油泵输送搅拌，效率低下属于自然态混合。

传统的稠油药剂混合装置存在以下不足：

（1）、喷射混合设备的能耗大，一般电机功率都在45KW以上。

（2）、集输大储罐自然沉降法占地面积大，一次投资高，功耗大100～200KW/站左右且运行成本高、效率低，多属于自然混合沉降状态，间歇工作时间为48小时。

（3）、设备检修点、泄漏点多，维修费用高。

（4）、不适合连续在线工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声场加药静态混合器，该混合器体积小，无泄漏点，实现了稠油、特稠油和超稠油在乳化破乳工艺中添加破乳剂的在线连续工作，且混合质量好，效率高。

采用的技术方案是：

一种超声场加药静态混合器，包括混合器罐体、超声助混器、螺旋沟槽混合器和给药调节阀，其特征在于：

混合器罐体上分别装设有第一混合回流入口、第二混合回流入口、稠油入口和药剂入口。混合器罐体的上端盖装设有药剂回流入口，混合器罐体的下端盖上装设有混合液出口。

混合器罐体内装设有锥面搅拌器。混合器罐体内，位于锥面搅拌器的上方水平固定有调节板，调节板有中心孔，混合器罐体的上端盖上有调节阀通孔，给药调节阀通过调节阀通孔插入混合器罐体内，给药调节阀的下端锥体部分能伸入或离开调节板上中心孔。

第一混合回流入口和第二混合回流入口内分别依次装设有超声助混器和螺旋沟槽混合器。

超声助混器的上端盖上有回流入口，超声助混器的下端盖上有回流出口，超声助混器内设置有流体激振平板，平板的上端有尖角。

螺旋沟槽混合器为圆柱体，螺旋沟槽混合器的外壁上螺旋交叉沟槽。

 

本发明的优点及积极效果：

1、超声场加药静态混合器实现了一器、三种流型三次混合的高效混合效能。混合器实现了在线连续工作，根据工艺需要通过回流调节混合质量，其效率可达100%。

2、超声场加药静态混合器整个设备无动力、免维护、运行费用低、解决了工业化大生产的设备产能问题。

3、高效超声场加药静态混合器内部无传动结构及动力电机、无泄漏点、可实现无污染环保工作。

4、适用行业范围广、处理能力大、占地小，多组件任意组合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为螺旋沟槽混合器结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为超声助混器剖面图。

图5为图4的俯视图。

图6为调节板剖面图。

图7为图6的俯视图。

具体实施方式

一种超声场加药静态混合器，包括混合器罐体7、超声助混器9、螺旋沟槽混合器11和给药调节阀5，其特征在于：

混合器罐体7上分别装设有第一混合回流入口2、第二混合回流入口14、稠油入口1和药剂入口6。混合器罐体7的上端盖12装设有药剂回流入口4，混合器罐体7的下端盖上装设有混合液出口8。

混合器罐体7内装设有锥面搅拌器3。混合器罐体7内，位于锥面搅拌器3的上方水平固定有调节板10，调节板10有中心孔13，混合器罐体的上端盖12上有调节阀通孔15，给药调节阀5通过调节阀通孔15插入混合器罐体7内，给药调节阀5的下端锥体部分16能伸入或离开调节板10上中心孔13。

第一混合回流入口2和第二混合回流入口14内分别依次装设有超声助混器9和螺旋沟槽混合器11。

 

超声助混器9的上端盖19上有回流入口18，超声助混器9的下端盖23上有回流出口20，超声助混器内设置有流体激振平板21，平板21的上端有尖角22。

 

螺旋沟槽混合器11为圆柱体，螺旋沟槽混合器11的外壁上有左旋和右旋螺旋交叉沟槽17。

本发明的工作原理：

按照稠油处理工艺要求乳化稠油由稠油入口1进入混合器罐体7中，与此同时药剂通过药剂入口6进入混合器罐体7中，药剂与乳化稠油进行预初混，预初混的液流由混合回流入口2和14成对向180o切线进入，在锥面搅拌器3表面形成强力切向流，进而形成旋涡流进行初混。初混液通过第一混合回流入口2和第二混合回流入口14时超声助混器9和助混器螺旋沟槽混合器11对其进行超声空化场微观强力二混和沟槽传质混合。经过初混、二混的混液由于上部流入压力与混合液出口8的下面连接动力泵吸入口压力所形成的压差，液流在混合器罐体7中产生射流下行排出，完成三次混合。在此过程中，药剂添加量通过药调节阀5和调节板10及药剂回流入口4进行计量调节。当混合器工作平稳后，药调节阀5不需再做调节。

本发明的优点：

高效超声场加药静态混合器实现了宏观强力混合与微观超声空化场传质混合相结合的混合特征。具体有三种流型、三次强力高效混合。整个设备无动力配置、免维护、可任意串联或者并联装配组合，从而满足生产过程中生产量的变化对设备能力的需求。

1、宏观强力混合：混流由第一、第二混合回流入口成对向180^o切线进入，在锥面搅拌器表面形成强力切向流湍流进而形成旋涡流进行初混。

2、 微观超声空化场传质混合：混合液经第一、第二混合回流入口的同时，由于流体动力的激振效应超声助混器内设置的流体激振平板便发声工作，源源不断的超声就形成了混合器罐体全空间的超声空化场，药剂与稠油在空化场里得到了微观强力混合传质作用。

3、 三种流型、三次强力高效混合：

①切向湍流、旋涡流初混：切向湍流、强力扰动混合，稠油和药剂混流在锥形搅拌器表面形成的切向湍流，由于切向流切向旋转进行形成旋涡流，完成强力初混。

②超声空化场第二次混合：混合液回流通过混合回流入口上安装的超声助混器和助混器螺旋沟槽混合器时产生的强超声空化场在混合罐中进行微观强力混合。

③射流第三次混合：经过初混、二混的混液由于上部流入压力与混合液出口的下面连接动力泵吸入口压力所形成的压差，液流在混合器罐体中产生射流下行排出，完成三次射流完成混合。

4、静态混合器无动力设计：

①稠油系统:稠油自稠油入口进入混合器罐体与药剂进行无动力切向湍流、旋涡流混合，混合液从混合液出口排出，通过回流工艺管路实现混合传质，直至达到100%传质均混。

②药剂系统：药剂（破乳剂）从药剂入口加入到混合器罐体，通过药剂回流入口实现药剂循环添加，而添加量通过药剂调节阀、调节板实现无动力控制添加。

③混和系统：混液通过回流系统实现稠油原液与药剂的三次混合传质，具体通过锥面搅拌器、超声助混器、助混器螺旋沟槽混合器、混合器罐体的结构设计实现无动力设计。

Claims (1)

1.一种超声场加药静态混合器，包括混合器罐体（7）、超声助混器（9）、螺旋沟槽混合器（11）和给药调节阀（5），其特征在于：

混合器罐体（7）上分别装设有第一混合回流入口（2）、第二混合回流入口（14）、稠油入口（1）和药剂入口（6），混合器罐体（7）的上端盖（12）装设有药剂回流入口（4），混合器罐体（7）的下端盖上装设有混合液出口（8）；

混合器罐体（7）内装设有锥面搅拌器（3），混合器罐体（7）内，位于锥面搅拌器（3）的上方水平固定有调节板（10），调节板（10）有中心孔（13），混合器罐体的上端（12）上有调节阀通孔（15），给药调节阀（5）通过调节阀通孔（15）插入混合器罐体（7）内，给药调节阀（5）的下端锥体部分（16）能伸入或离开调节板（10）上中心孔13；

第一混合回流入口（2）和第二混合回流入口（14）内分别依次装设有超声助混器（9）和螺旋沟槽混合器（11）；

螺旋沟槽混合器（11）为圆柱体，螺旋沟槽混合器（11）的外壁上有左旋和右旋螺旋交叉沟槽（17）；

超声助混器（9）的上端盖（19）上有回流入口（18），超声助混器（9）的下端盖（23）上有回流入口（20），超声助混器内设置有流体激振平板（21），平板（21）的上端有尖角（22）。

Images