CN109433033B - 一种聚合物溶解稀释装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物溶解稀释装置及其组装方法，其中聚合物溶解稀释装置包括输入管汇、强制拉伸溶解罐、输出管汇和混合稀释装置，混合稀释装置设置有聚合物进口和混合液出口，混合稀释装置的聚合物进口与输出管汇的出液口连通或混合稀释装置的混合液出口与输入管汇的进液口连通或多个混合稀释装置设置于溶解单元的出液口和输出管汇的进液口之间。聚合物溶解稀释装置的组装方法包括设置强制拉伸溶解罐、设置输入管汇、设置输出管汇和设置混合稀释装置四个步骤。本发明公开的装置结构简单，方法步骤有效，市场应用前景大，可在空间狭小的海上油田平台应用该稀释溶解装置缓解占地面积大的问题。

Description

一种聚合物溶解稀释装置及其组装方法

技术领域

本发明公开了一种聚合物溶解稀释装置及其组装方法，涉及石油开采技术领域，

背景技术

海上油田平台空间狭小，严重限制了常规聚合物驱配制系统对占地面积的需求，因此，需要聚合物驱系统能够快速、高效地完成聚合物溶解，以减少占地面积。聚合物溶解的影响因素的研究结果表明，聚合物浓度越高、聚合物颗粒的粒径越小，则聚合物溶液的溶解越快。但是，由于聚合物配制浓度的提高，聚合物干粉溶解过程中的粘度均会大幅增加，造成聚合物的溶解和均匀稀释更为困难，需要对常规配制系统进行优化和改进；减少聚合物颗粒粒径，可以有效缩短聚合物溶解时间，但是会对聚合物溶液粘度造成影响，需要通过专有的强制拉伸装置减小配制过程中对聚合物溶胀颗粒的粒径，进而实现较高粘度保留率的条件下大幅缩短聚合物溶解时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合物溶解稀释装置及其组装方法，主要是为提高聚合物溶液配制效率，均匀稀释聚合物溶液。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释装置包括包括输入管汇、强制拉伸溶解罐、输出管汇和混合稀释装置，所述强制拉伸溶解罐包括多个并联连接的溶解单元，每个溶解单元均包括两个相通的溶解腔，并设置有进液口和出液口；所述输入管汇设置有一个进液口和多个出液口，多个所述输入管汇的出液口分别与不同的所述溶解单元的进液口相连通；所述输出管汇设置有多个进液口和一个出液口，所述溶解单元的出液口分别与多个所述输出管汇不同的进液口相连通；所述混合稀释装置设置有聚合物进口和混合液出口，所述混合稀释装置的设置选自下述以下三种方式之一：第一种，所述混合稀释装置的聚合物进口与所述输出管汇的出液口连通；第二种，所述混合稀释装置的混合液出口与所述输入管汇的进液口连通；第三种，多个所述混合稀释装置设置于所述溶解单元的出液口和所述输出管汇的进液口之间。

优选地，所述输入管汇包括输入总管、第一输入分管、第二输入分管、第三输入分管、第四输入分管和第五输入分管，所述输入总管的端口设置有1个输入管进液口，所述输入管进液口中设置有小排量螺杆泵；

所述输入总管上均匀间隔开设有5个输入管分管口，所述第一输入分管、所述第二输入分管、所述第三输入分管、所述第四输入分管和所述第五输入分管的进液口分别与5个所述输入管分管口连通，所述第一输入分管、所述第二输入分管、所述第三输入分管、所述第四输入分管和所述第五输入分管的出液口连通至所述溶解单元的进液口。

优选地，所述溶解单元包括

研磨容器，所述研磨容器的侧壁上设置有容器进口和容器出口；

传动轴，同轴地设置在所述研磨容器内；

拉伸研磨机构，固定安装在所述传动轴上且将所述研磨容器的内部空间分隔为上层腔室和下层腔室，所述上层腔室与所述容器进口连通，所述下层腔室与所述容器出口连通；

四叶扇叶，沿周向设置于所述拉伸研磨机构的周围。

优选的，多个所述溶解单元共轴并联，所述传动轴同时驱动各所述拉伸研磨机构同步运转。

优选地，所述输出管汇包括输出总管以及分别与五个所述溶解单元的进液口相连通的第一输出分管、第二输出分管、第三输出分管、第四输出分管、第五输出分管；

所述输出总管的端口设置有1个输出总管出液口，所述输出总管上均匀间隔开设有5个输出管分管口，5个所述输出管分管口分别与所述第一输出分管、所述第二输出分管、所述第三输出分管、所述第四输出分管和所述第五输出分管连通；所述输出总管出液口设置有大排量螺杆泵。

优选地，所述混合稀释装置包括主管道、聚合物管道和稀释组件，所述稀释组件设置于所述聚合物管道与所述主管道的结合处；所述主管道的两端分别设置为进水口和混合液出口，所述主管道的靠近进水口端的管壁上开设有聚合物进口；所述聚合物管道进液端口与所述输出总管出液口相连通，所述聚合物管道的出液端口固定于所述聚合物进口上；所述稀释组件包括水流入口分配板、多根导流管和水流出口分配板，所述水流入口分配板上均匀开设有多个水流入口孔，所述水流入口分配板固定于所述聚合物进口处水流上游的所述主管道内壁上；所述水流出口分配板均匀开设有多个水流出口孔，所述水流出口孔的孔径大于所述导流管的出水端的外径，所述水流出口分配板固定于所述聚合物进口处水流下游的所述主管道内壁上；多个所述导流管于所述水流入口分配板与所述水流出口分配板之间的空间内均匀且相互平行设置，且所述导流管的进水端契合于所述水流入口分配板的水流入口孔上，所述导流管的出水端悬置于所述水流出口分配板的水流出口孔内。

本发明还公开了一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释的方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐；

将所述输入管汇的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐的多个溶解单元的进液口相连通；

将所述输出管汇的多个进液口分别与多个所述溶解单元的出液口相连通；

将所述混合稀释装置的聚合物进口与所述输出管汇的出液口相连通。

本发明还公开了又一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释的方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐；

将所述输入管汇的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐的多个溶解单元的进液口相连通；

将所述混合稀释装置的混合液出口与所述输入管汇的进液口相连通；

将所述输出管汇的多个进液口分别与所述强制拉伸溶解罐的多个所述溶解单元的出液口相连通。

本发明还公开了另一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释的方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐；

将所述输入管汇的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐的多个溶解单元的进液口相连通；

将多个所述混合稀释装置的聚合物进口分别与所述强制拉伸溶解罐的多个溶解单元的出液口相连通；

将所述输出管汇的多个进液口分别与多个所述混合稀释装置的混合液出口相连通，将多个混合稀释装置的混合液出口分别与所述输出管汇的多个进液口相连通。

本发明的有益效果是：本发明公开的聚合物溶解稀释装置包括强制拉伸溶解罐和混合稀释装置，本发明通过强制拉伸溶解罐减小聚合物颗粒粒径，通过混合稀释装置降低聚合物浓度，并提供了三种混合稀释装置在该聚合物溶解稀释装置的安装方式，为聚合物高效配制溶解、混合提供了设备支持和方案技术支持。本发明公开的装置结构简单，方法步骤有效，市场应用前景大，可在空间狭小的海上油田平台应用该稀释溶解装置缓解占地面积大的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的聚合物溶解稀释装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的强制拉伸溶解罐的溶解单元的剖视图。

图3为本发明实施例1提供的混合稀释装置的剖视图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例1提供一种聚合物溶解稀释装置，下面对该混合装置的结构进行详细描述。

参考图1至图3，聚合物溶解稀释装置包括输入管汇1、强制拉伸溶解罐2、输出管汇3和混合稀释装置4，所述强制拉伸溶解罐2包括多个并联连接的溶解单元20，每个溶解单元20均包括两个相通的溶解腔，并设置有进液口和出液口；所述输入管汇1设置有一个进液口和多个出液口，多个所述输入管汇1的出液口分别与不同的所述溶解单元20的进液口相连通；所述输出管汇3设置有多个进液口和一个出液口，所述溶解单元20的出液口分别与多个所述输出管汇3不同的进液口相连通；所述混合稀释装置4设置有聚合物进口和混合液出口412，混合稀释装置4的设置为：所述混合稀释装置4的聚合物进口与所述输出管汇3的出液口连通；

进一步地，输入管汇1包括输入总管10、第一输入分管11、第二输入分管12、第三输入分管13、第四输入分管14和第五输入分管15，输入总管10的端口设置有1个输入管进液口，输入管进液口中设置有小排量螺杆泵；输入总管10上均匀间隔开设有5个输入管分管口，第一输入分管11、第二输入分管12、第三输入分管13、第四输入分管14和第五输入分管15的进液口分别与5个输入管分管口连通，第一输入分管11、第二输入分管12、第三输入分管13、第四输入分管14和第五输入分管15的出液口连通至溶解单元20的进液口。

进一步地，溶解单元20包括

研磨容器21，研磨容器21的侧壁上设置有容器进口211和容器出口212；

传动轴22，同轴地设置在研磨容器21内；

拉伸研磨机构23，固定安装在传动轴22上且将研磨容器21的内部空间分隔为上层腔室231和下层腔室232，上层腔室231与容器进口211连通，下层腔室232与容器出口212连通；

四叶扇叶24，沿周向设置于拉伸研磨机构23的周围。

多个所述溶解单元20共轴并联，所述传动轴22同时驱动各所述拉伸研磨机构23同步运转。

具体地，各溶解单元20可拆装地立式或卧式并联连接。拉伸研磨机构23采用由上定转子、动转子、下定转子组成的定-动-定转子结构。即上定转子和下定转子固定于拉伸研磨机构23的机壳中，动转子为可旋转的旋转轴。

进一步地，输出管汇3包括输出总管30以及分别与五个溶解单元20的进液口相连通的第一输出分管31、第二输出分管32、第三输出分管33、第四输出分管34、第五输出分管55；输出总管30的端口设置有1个输出总管出液口，输出总管30上均匀间隔开设有5个输出管分管口，5个输出管分管口分别与第一输出分管31、第二输出分管32、第三输出分管33、第四输出分管34和第五输出分管55连通；输出总管出液口设置有大排量螺杆泵。

优选地，混合稀释装置4包括主管道41、聚合物管道42和稀释组件43，稀释组件43设置于聚合物管道42与主管道41的结合处；主管道41的两端分别设置为进水口411和混合液出口412，主管道41的靠近进水口端的管壁上开设有聚合物进口413；聚合物管道42的出液端口固定于聚合物进口413上；稀释组件43包括水流入口分配板431、多根导流管432和水流出口分配板433，

水流入口分配板431上均匀开设有多个水流入口孔，水流入口分配板431固定于聚合物进口413处水流上游的主管道41内壁上；

水流出口分配板433均匀开设有多个水流出口孔，水流出口孔的孔径大于导流管432的出水端的外径，水流出口分配板433固定于聚合物进口413处水流下游的主管道41内壁上；

多个导流管432于水流入口分配板431与水流出口分配板433之间的空间内均匀且相互平行设置，且导流管432的进水端契合于水流入口分配板431的水流入口孔上，导流管432的出水端悬置于水流出口分配板433的水流出口孔内。

本实施例还涉及了一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，聚合物溶解稀释的方法包括以下步骤：

设置强制拉伸溶解罐2；

将输入管汇1的多个出液口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的进液口相连通；

将输出管汇3的多个进液口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的出液口相连通；

所述混合稀释装置4的聚合物进口与所述输出管汇3的出液口连通。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2进行了一些改进，该改进之处为：

混合稀释装置4的设置为：混合稀释装置4的混合液出口412与输入管汇1的进液口连通。

本实施例2还提供一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，聚合物溶解稀释装置的组装方法包括以下步骤：

设置强制拉伸溶解罐2；

将输入管汇1的多个出液口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的进液口相连通；

将输出管汇3的多个进液口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的出液口相连通；

将混合稀释装置4的混合液出口412与输入管汇1的进液口相连通。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例3又进行了一些改进，该改进之处为：

混合稀释装置4的设置为：多个混合稀释装置4设置于溶解单元20的出液口和输出管汇3的进液口之间。

本实施例3还提供一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用上述的聚合物溶解稀释装置，聚合物溶解稀释装置的组装方法包括以下步骤：

设置强制拉伸溶解罐2；

将输入管汇1的多个出液口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的进液口相连通；

将输出管汇3的多个进液口分别与多个混合稀释装置4的混合液出口相连通；

将多个混合稀释装置4的聚合物进口分别与强制拉伸溶解罐2的多个溶解单元20的出液口相连通，将多个混合稀释装置4的混合液出口412分别与所述输出管汇3的多个进液口相连通。

实施例4

本实施例4提供一种聚合物溶解稀释装置的稀释方法，采用实施例1的聚合物溶解稀释装置，聚合物溶解稀释的方法包括以下步骤：

步骤S1：小排量螺杆泵启动，将聚合物溶液从输入管进液口吸入至输入总管10，并经输入总管10流入至强制拉伸溶解罐2内；

步骤S2：聚合物分子在强制拉伸溶解罐2内被强制拉伸、溶解；

步骤S3：被强制拉伸后的聚合物分子溶液经5个输出管分管口分别流入至第一输出分管31、第二输出分管32、第三输出分管33、第四输出分管34和第五输出分管55，最后汇总至输出总管30；

步骤S4：聚合物溶液从输出总管30流入至聚合物管道42，并与流入稀释组件43的水混合，聚合物溶液被稀释。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种聚合物溶解稀释装置，其特征在于，该装置包括输入管汇（1）、强制拉伸溶解罐（2）、输出管汇（3）和混合稀释装置（4），

所述强制拉伸溶解罐（2）包括多个并联连接的溶解单元（20），每个溶解单元（20）均包括两个相通的溶解腔，并设置有进液口和出液口；

所述溶解单元（20）包括

研磨容器（21），所述研磨容器（21）的侧壁上设置有容器进口（211）和容器出口（212）；

传动轴（22），同轴地设置在所述研磨容器（21）内；

拉伸研磨机构（23），固定安装在所述传动轴（22）上且将所述研磨容器（21）的内部空间分隔为上层腔室（231）和下层腔室（232），所述上层腔室（231）与所述容器进口（211）连通，所述下层腔室（232）与所述容器出口（212）连通；

四叶扇叶（24），沿周向设置于所述拉伸研磨机构（23）的周围；

多个所述溶解单元（20)共轴并联，所述传动轴（22）同时驱动各所述拉伸研磨机构（23）同步运转；

所述输入管汇（1）设置有一个进液口和多个出液口，多个所述输入管汇（1）的出液口分别与不同的所述溶解单元（20）的进液口相连通；

所述输出管汇（3）设置有多个进液口和一个出液口，所述溶解单元（20）的出液口分别与多个所述输出管汇（3）不同的进液口相连通；

所述混合稀释装置（4）包括主管道（41）、聚合物管道（42）和稀释组件（43），所述稀释组件（43）设置于所述聚合物管道（42）与所述主管道（41）的结合处；

所述主管道（41）的两端分别设置为进水口（411）和混合液出口（412），所述主管道（41）的靠近进水口端的管壁上开设有聚合物进口（413）；

所述聚合物管道（42）进液端口与所述输出总管（3）的出液口相连通，所述聚合物管道（42）的出液端口固定于所述聚合物进口（413）上；

所述稀释组件（43）包括水流入口分配板（431）、多根导流管（432）和水流出口分配板（433），所述水流入口分配板（431）上均匀开设有多个水流入口孔，所述水流入口分配板（431）固定于所述聚合物进口（413）处水流上游的所述主管道（41）内壁上；所述水流出口分配板（433）均匀开设有多个水流出口孔，所述水流出口孔的孔径大于所述导流管（432）的出水端的外径，所述水流出口分配板（433）固定于所述聚合物进口（413）处水流下游的所述主管道（41）内壁上；多个所述导流管（432）于所述水流入口分配板（431）与所述水流出口分配板（433）之间的空间内均匀且相互平行设置，且所述导流管（432）的进水端契合于所述水流入口分配板（431）的水流入口孔上，所述导流管（432）的出水端悬置于所述水流出口分配板（433）的水流出口孔内；

所述混合稀释装置（4）的设置选自下述三种方式之一：

第一种，所述混合稀释装置（4）的聚合物进口（413）与所述输出管汇（3）的出液口连通；

第二种，所述混合稀释装置（4）的混合液出口（412）与所述输入管汇（1）的进液口连通；

第三种，多个所述混合稀释装置（4）设置于所述溶解单元（20）的出液口和所述输出管汇（3）的进液口之间。

2.如权利要求1所述的聚合物溶解稀释装置，其特征在于，

所述输入管汇（1）包括输入总管（10）、第一输入分管（11）、第二输入分管（12）、第三输入分管（13）、第四输入分管（14）和第五输入分管（15），所述输入总管（10）的端口设置有1个输入管进液口，所述输入管进液口中设置有小排量螺杆泵；

所述输入总管（10）上均匀间隔开设有5个输入管分管口，所述第一输入分管（11）、所述第二输入分管（12）、所述第三输入分管（13）、所述第四输入分管（14）和所述第五输入分管（15）的进液口分别与5个所述输入管分管口连通，所述第一输入分管（11）、所述第二输入分管（12）、所述第三输入分管（13）、所述第四输入分管（14）和所述第五输入分管（15）的出液口连通至所述溶解单元（20）的进液口。

3.如权利要求1所述的聚合物溶解稀释装置，其特征在于，

所述输出管汇（3）包括输出总管（30）以及分别与五个所述溶解单元（20）的进液口相连通的第一输出分管（31）、第二输出分管（32）、第三输出分管（33）、第四输出分管（34）、第五输出分管（55）；

所述输出总管（30）的端口设置有1个输出总管出液口，所述输出总管（30）上均匀间隔开设有5个输出管分管口，5个所述输出管分管口分别与所述第一输出分管（31）、所述第二输出分管（32）、所述第三输出分管（33）、所述第四输出分管（34）和所述第五输出分管（55）连通；

所述输出总管出液口设置有大排量螺杆泵。

4.一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用权利要求1至3任一所述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐（2）；

将所述输入管汇（1）的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐（2）的多个溶解单元（20）的进液口相连通；

将所述输出管汇（3）的多个进液口分别与多个所述溶解单元（20）的出液口相连通；

将所述混合稀释装置（4）的聚合物进口与所述输出管汇（3）的出液口相连通。

5.一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用权利要求1至3任一所述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐（2）；

将所述输入管汇（1）的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐（2）的多个溶解单元（20）的进液口相连通；

将所述输出管汇（3）的多个进液口分别与所述强制拉伸溶解罐（2）的多个所述溶解单元（20）的出液口相连通；

将所述混合稀释装置（4）的混合液出口（412）与所述输入管汇（1）的进液口相连通。

6.一种聚合物溶解稀释装置的组装方法，采用权利要求1至3任一所述的聚合物溶解稀释装置，所述聚合物溶解稀释装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸溶解罐（2）；

将所述输入管汇（1）的多个出液口分别与所述强制拉伸溶解罐（2）的多个溶解单元（20）的进液口相连通；

将所述输出管汇（3）的多个进液口分别与多个所述混合稀释装置（4）的混合液出口相连通；

将多个所述混合稀释装置（4）的聚合物进口分别与所述强制拉伸溶解罐（2）的多个溶解单元（20）的出液口相连通。

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