CN110860250B - 一种聚合物高效配制装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚合物高效配制装置及其组装方法，包括输入汇管、强制拉伸聚合物的管式溶解装置、输出汇管和多级传质聚合物深化速溶装置；所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置包括电机、上端座、管式溶解壳体、下端座、轴向设置在所述管式溶解壳体内的传动轴、并联设置在所述管式溶解壳体内的若干个溶解单元；所述电机轴向设置在所述上端座上，并与传动轴传动连接；所述输入汇管与输出汇管均是一端为封闭端，另一端为开口端；所述输出汇管的开口端与多级传质聚合物深化速溶装置连接相通，所述多级传质聚合物深化速溶装置上设有聚合物出口。本发明安装简单、处理量大、重量轻、占地面积小，能有效加速聚合物溶解，可用于海上平台聚合物驱油技术中。

Description

一种聚合物高效配制装置及其组装方法

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，涉及一种聚合物高效配制装置及其组装方法。

背景技术

聚合物高效配注是海上油田实施聚合物驱的关键，然而海上平台对聚合物配注系统提出了严峻挑战。

首先，海上平台空间小、承载有限。海上平台集生产、输送、动力、生活功能为一体，空间利用率高，设备密度大，大型设备的运输、吊装、安装、维修受到限制，可供聚合物配注设备利用的空间十分有限，同时还要考虑平台整体承载的限制，因此，要求聚合物配注装置体积小、质量轻。

其次，污水配聚，溶解困难。海上淡水资源缺乏，聚合物采用经过处理后的产出液污水配制，聚合物溶解时间变长，需要增加额外的熟化罐来保证其溶解时间，这使得海上平台空间更为狭窄，只有缩短在污水配制条件下聚合物的溶解时间，才能从根本上解决这一问题。

海上油田的特殊性要求聚合物配注装置应具备溶解速度快、配注量大、体积和占地面积小、负载轻、黏度保留率高等特点，照搬陆地油田现有聚合物配注设备显然不能满足要求。因此，有必要研究一种聚合物高效配制装置及其组装方法，加快聚合物的溶解，解决海上平台的聚合物配注难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合物高效配制装置及其组装方法，装置安装简单，占地面积小，重量轻，处理量大。该装置主要是针对海上平台空间、承重有限，聚合物溶解时间长的问题，通过该装置能够有效降低聚合物的溶解时间。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种聚合物高效配制装置，包括输入汇管、强制拉伸聚合物的管式溶解装置、输出汇管和多级传质聚合物深化速溶装置；

所述制拉伸聚合物的管式溶解装置包括电机、上端座、管式溶解壳体、下端座、轴向设置在所述管式溶解壳体内的传动轴、并联设置在所述管式溶解壳体内的若干个溶解单元；

所述传动轴从上到下依次贯穿若干个溶解单元，所述电机轴向设置在所述上端座上，并与传动轴传动连接；

所述管式溶解壳体上分别设有与溶解单元相通的输入分管、输出分管，所述输入分管、输出分管分别与输入汇管、输出汇管连接相通；

所述输入汇管与输出汇管均是一端为封闭端，另一端为开口端；所述输出汇管的开口端与多级传质聚合物深化速溶装置连接相通，所述多级传质聚合物深化速溶装置上设有聚合物出口。

进一步的技术方案是，所述溶解单元包括研磨容器和设置在所述研磨容器内的四叶扇叶、拉伸研磨机构，所述四叶扇叶、拉伸研磨机构均套设在所述传动轴上，所述拉伸研磨机构将研磨容器的内腔分隔为进液腔和出液腔，所述四叶扇叶位于进液腔内，所述进液腔和出液腔分别与输入分管、输出分管相通。

进一步的技术方案是，所述拉伸研磨机构包括动齿盘和分别固定在所述动齿盘上下两端的上定齿盘、下定齿盘。

进一步的技术方案是，所述多级传质聚合物深化速溶装置包括壳体、盖住所述壳体的端盖、速溶电机和设置在所述壳体内的传质托盘、多级传质环、盖住所述传质托盘的托盘盖板；所述速溶电机轴向安装所述壳体上，所述传质托盘与所述速溶电机的转轴连接；

所述多级传质环包括内径依次增大的一级传质环、二级传质环、三级传质环，所述传质托盘上设有内径依次增大的一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A；

所述托盘盖板上设有与一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A相对应的一级圆环状卡槽B、二级圆环状卡槽B、三级圆环状卡槽B，所述一级传质环、二级传质环、三级传质环分别嵌于所述一级圆环状卡槽A与一级圆环状卡槽A之间、二级圆环状卡槽A与二级圆环状卡槽B之间、三级圆环状卡槽A与三级圆环状卡槽B之间；

所述输出汇管的开口端轴向连接在端盖上并延伸至传质托盘内，所述壳体上设有与聚合物出口相通的聚合物进口。

进一步的技术方案是，所述一级传质环包括上支撑环、下支撑环、内支撑网、外支撑网，所述上支撑环、下支撑环分别固定在所述内支撑网、外支撑网的两端，其内支撑网位于所述外支撑网内，所述内支撑网、外支撑网设有泡沫金属铜，其所述二级传质环、三级传质环的结构均与一级传质环的结构相同，只是大小不同而已。

进一步的技术方案是，所述输出汇管与托盘盖板之间、传质托盘和速溶电机转轴的连接部与壳体之间分别设有机械密封A、机械密封B。

一种聚合物高效配制装置的组装方法，包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置；

将所述输入汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元的相连通；

将所述输出汇管的分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通；

将所述输出汇管的与所述多级传质聚合物深化速溶装置的聚合物进口相连通。

一种聚合物高效配制装置的组装方法，包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置；

将所述多级传质聚合物深化速溶装置的聚合物出口与所述输入汇管相连通；

将所述输入汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通；

将所述输出汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通。

本发明的有益效果：用该装置可以在短时间内得到均一的缔合聚合物溶液，可用于海上平台聚合物驱油技术中，使石油的采收率得以提高，并且还具有安装简单、处理量大、重量轻、占地面积小的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明溶解单元结构示意图；

图3为本发明多级传质聚合物深化速溶装置的结构示意图；

图4为本发明多级传质环的结构示意图。

图5为本发明传质托盘的结构示意图；

图6为本发明托盘盖板的结构示意图。

图中所示：1-电机、2-输入汇管、3-第一输入分管、4-第二输入分管、5-第三输入分管、6-溶解单元、7-输出汇管、8-第一输出分管、9-第二输出分管、10-第三输出分管、11-聚合物出口、12-多级传质聚合物深化速溶装置、13-进液口、14-四叶扇叶、15-进液腔、16-上定齿盘、17-动齿盘、18-下定齿盘、19-出液口、20-出液腔、21-下端座、22-机械密封A、23-托盘盖板、24-盖板、25壳体、26-传质托盘、27-速溶电机、28-机械密封B、29-聚合物进口、30-多级传质环、31-上支撑环、32-下支撑环、33-内支撑网、34-外支撑网、35-泡沫金属铜、36-研磨容器、37-传动轴、38-拉伸研磨机构、39-上端座、40-管式溶解壳体。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。

实施例一

如图1-6所示，本发明的一种聚合物高效配制装置，包括输入汇管2、强制拉伸聚合物的管式溶解装置、输出汇管7和多级传质聚合物深化速溶装置12；

所述制拉伸聚合物的管式溶解装置包括电机1、上端座39、管式溶解壳体40、下端座21、轴向设置在所述管式溶解壳体40内的传动轴37、共轴并联在所述管式溶解壳体40内的三个溶解单元6；

所述传动轴37从上到下依次贯穿三个溶解单元6，所述电机1轴向设置在所述上端座39上，并与传动轴37传动连接；

所述管式溶解壳体40左侧上分别设有与三个溶解单元6相通的第一输入分管3、第二输入分管4、第三输入分管5，右侧上与三个溶解单元6相通的第一输出分管8、第二输出分管9、第三输出分管10，所述第一输入分管3、第二输入分管4、第三输入分管5和第一输出分管8、第二输出分管9、第三输出分管10分别与输入汇管2、输出汇管7连接相通；

所述输入汇管2与输出汇管7均是一端为封闭端，另一端为开口端；所述输出汇管7的开口端与多级传质聚合物深化速溶装置12连接相通，所述多级传质聚合物深化速溶装置12上设有聚合物出口11。

本实施例中如图2所示，所述溶解单元6的具体结构是包括研磨容器36和设置在所述研磨容器36内的四叶扇叶14、拉伸研磨机构38，所述四叶扇叶14、拉伸研磨机构38均套设在所述传动轴37上，所述拉伸研磨机构38将研磨容器36的内腔分隔为进液腔15和出液腔20，所述四叶扇叶14位于进液腔15内，所述进液腔15和出液腔20分别与输入分管、输出分管相通。

本实施例的工作流程是：聚合物溶液通过输入汇管1分别进入溶解单元6，通过电机1带动传动轴37转动，进而带动四叶扇叶14、拉伸研磨机构38转动；使得四叶扇叶14在进液腔15内对聚合物溶液进行搅拌，然后通过拉伸研磨机构38对聚合物溶液进行拉伸研磨，最后进入输出分管，再通过输出分管进入多级传质聚合物深化速溶装置12内进行深化速溶，最后从聚合物出口得到均一的缔合聚合物溶液。

其中更具体的是，所述拉伸研磨机构38包括动齿盘17和分别固定在所述动齿盘17上下两端的上定齿盘16、下定齿盘18。

如图3-6所示，本实施例中，所述多级传质聚合物深化速溶装置12包括壳体25、盖住所述壳体25的端盖24、速溶电机27和设置在所述壳体25内的传质托盘26、多级传质环30、盖住所述传质托盘26的托盘盖板23；所述速溶电机27轴向安装所述壳体25上，所述传质托盘26与所述速溶电机27的转轴连接；所述多级传质环30包括内径依次增大的一级传质环、二级传质环、三级传质环，所述传质托盘26上设有内径依次增大的一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A；所述托盘盖板23上设有与一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A相对应的一级圆环状卡槽B、二级圆环状卡槽B、三级圆环状卡槽B，所述一级传质环、二级传质环、三级传质环分别嵌于所述一级圆环状卡槽A与一级圆环状卡槽A之间、二级圆环状卡槽A与二级圆环状卡槽B之间、三级圆环状卡槽A与三级圆环状卡槽B之间；所述输出汇管7的开口端轴向连接在端盖24上并延伸至传质托盘26内，所述壳体25上设有与聚合物出口11相通的聚合物进口29。

其中内径：一级传质环＜二级传质环＜三级传质环；孔隙尺寸：一级传质环＞二级传质环＞三级传质环。

如图4所示，本实施例中，所述一级传质环包括上支撑环31、下支撑环32、内支撑网33、外支撑网34，所述上支撑环31、下支撑环32分别固定在所述内支撑网33、外支撑网34的两端，其内支撑网33位于所述外支撑网34内，所述内支撑网33、外支撑网34设有泡沫金属铜35，其所述二级传质环、三级传质环的结构均与一级传质环的结构相同，只是大小不同而已。

如图3所示，本实施例中，为了更进一步提高密封效果，优选的实施方式是，所述输出汇管7与托盘盖板23之间、传质托盘26和速溶电机27转轴的连接部与壳体25之间分别设有机械密封A22、机械密封B28。通过机械密封A22、机械密封B28二者来提高密封效果。

本实施例的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置39；

将所述输入汇管2分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的三个溶解单元6的进液口13相连通；

将所述输出汇管7分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的三个溶解单元6的出液口19相连通；

将所述输出汇管7与所述多级传质聚合物深化速溶装置12的聚合物进口连通。

实施例二

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：

多级传质聚合物深化速溶装置12的聚合物出口29与所述输入汇管2的进液口连通。

本实施例2还提供了另一种聚合物高效配制装置的组装方法，采用上述的聚合物高效配制装置，所述聚合物高效配制装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置；

将所述多级传质聚合物深化速溶装置12的聚合物出口29与所述输入汇管2连通；

将所述输入汇管2分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元6的进液口13相连通；

将所述输出汇管7分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置39的多个溶解单元6的出液口19相连通

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种聚合物高效配制装置，其特征在于，包括输入汇管（2）、强制拉伸聚合物的管式溶解装置、输出汇管（7）和多级传质聚合物深化速溶装置（12）；

所述制拉伸聚合物的管式溶解装置包括电机（1）、上端座（39）、管式溶解壳体（40）、下端座（21）、轴向设置在所述管式溶解壳体（40）内的传动轴（37）、并联设置在所述管式溶解壳体（40）内的若干个溶解单元（6）；

所述传动轴（37）从上到下依次贯穿若干个溶解单元（6），所述电机（1）轴向设置在所述上端座（39）上，并与传动轴（37）传动连接；

所述管式溶解壳体（40）上分别设有与溶解单元（6）相通的输入分管、输出分管，所述输入分管、输出分管分别与输入汇管（2）、输出汇管（7）连接相通；

所述输入汇管（2）与输出汇管（7）均是一端为封闭端，另一端为开口端；所述输出汇管（7）的开口端与多级传质聚合物深化速溶装置（12）连接相通，所述多级传质聚合物深化速溶装置（12）上设有聚合物出口（11）；

所述多级传质聚合物深化速溶装置（12）包括壳体（25）、盖住所述壳体（25）的端盖（24）、速溶电机（27）和设置在所述壳体（25）内的传质托盘（26）、多级传质环（30）、盖住所述传质托盘（26）的托盘盖板（23）；所述速溶电机（27）轴向安装所述壳体（25）上，所述传质托盘（26）与所述速溶电机（27）的转轴连接；

所述多级传质环（30）包括内径依次增大的一级传质环、二级传质环、三级传质环，其孔隙尺寸：一级传质环＞二级传质环＞三级传质环；所述传质托盘（26）上设有内径依次增大的一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A；

所述托盘盖板（23）上设有与一级圆环状卡槽A、二级圆环状卡槽A、三级圆环状卡槽A相对应的一级圆环状卡槽B、二级圆环状卡槽B、三级圆环状卡槽B，所述一级传质环、二级传质环、三级传质环分别嵌于所述一级圆环状卡槽A与一级圆环状卡槽A之间、二级圆环状卡槽A与二级圆环状卡槽B之间、三级圆环状卡槽A与三级圆环状卡槽B之间；

所述输出汇管（7）的开口端轴向连接在端盖（24）上并延伸至传质托盘（26）内，所述壳体（25）上设有与聚合物出口（11）相通的聚合物进口（29）；

所述一级传质环包括上支撑环（31）、下支撑环（32）、内支撑网（33）、外支撑网（34），所述上支撑环（31）、下支撑环（32）分别固定在所述内支撑网（33）、外支撑网（34）的两端，其内支撑网（33）位于所述外支撑网（34）内，所述内支撑网（33）、外支撑网（34）设有泡沫金属铜（35）；其所述二级传质环、三级传质环的结构均与一级传质环的结构相同，只是大小不同而已。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物高效配制装置，其特征在于，所述溶解单元（6）包括研磨容器（36）和设置在所述研磨容器（36）内的四叶扇叶（14）、拉伸研磨机构（38），所述四叶扇叶（14）、拉伸研磨机构（38）均套设在所述传动轴（37）上，所述拉伸研磨机构（38）将研磨容器（36）的内腔分隔为进液腔（15）和出液腔（20），所述四叶扇叶（14）位于进液腔（15）内，所述进液腔（15）和出液腔（20）分别与输入分管、输出分管相通。

3.根据权利要求2所述的一种聚合物高效配制装置，其特征在于，所述拉伸研磨机构（38）包括动齿盘（17）和分别固定在所述动齿盘（17）上下两端的上定齿盘（16）、下定齿盘（18）。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物高效配制装置，其特征在于，所述输出汇管（7）与托盘盖板（23）之间、传质托盘（26）和速溶电机（27）转轴的连接部与壳体（25）之间分别设有机械密封A（22）、机械密封B（28）。

5.一种聚合物高效配制装置的组装方法，采用权利要求1至4中任一所述的聚合物高效配制装置，其特征在于，所述聚合物高效配制装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置；

将所述输入汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元的相连通；

将所述输出汇管的分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通；

将所述输出汇管的与所述多级传质聚合物深化速溶装置的聚合物进口相连通。

6.一种聚合物高效配制装置的组装方法，采用权利要求1至4中任一所述的聚合物高效配制装置，其特征在于，所述聚合物高效配制装置的组装方法包括以下步骤：

设置所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置；

将所述多级传质聚合物深化速溶装置的聚合物出口与所述输入汇管相连通；

将所述输入汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通；

将所述输出汇管分别与所述强制拉伸聚合物的管式溶解装置的多个溶解单元相连通。

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