CN206240477U - 一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器 - Google Patents

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张绍彬
卢聪
苟波
任山
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Abstract

本实用新型公开了一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，它包括反应釜主体（1）、设置于反应釜主体（1）顶部的上盖（2）、固定安装于上盖（2）顶部的电机A（3），电机A（3）的输出端连接有设置于反应釜主体（1）内的搅拌轴，反应釜主体（1）的左右壁上设置有进气口A（7）和进气口B（8），进气口B（8）位于进气口A（7）的下方；转盘（12）内设置有连通空心轴（11）的空腔，转盘（12）顶表面分布有多个呈螺旋形的加热棒（13），加热棒（13）位于桨叶（4）的下方，空心轴（11）的下端部连接有电机C（14）。本实用新型的有益效果是：提高产品分子量、提高产品粘度稳定性、极大提高反相乳液降阻剂生产速度。

Description

一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器
技术领域
本实用新型涉及反相乳液降阻剂生产的设备的技术领域，特别是一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器。
背景技术
目前，反相乳液降阻剂在钻井液中的应用逐步得到重视，它能大幅度降低施工摩阻，降低施工压力，改善压裂改造效，而且还对对储层伤害小。用于生产反相乳液降阻剂的设备由反应釜主体、反应釜上盖和桨叶组成，反应釜主体的外部设有夹套，反应釜上盖固定安装于反应釜本体顶部，反应釜本体内安装有桨叶。反相乳液降阻剂的制备工艺是：先在反应釜本体内加入一定量的丙烯酰胺水溶液，再在桨叶搅拌作用下向反应釜本体内加入含乳化剂的脂烃中进行乳化，然后加入可溶于水的自由基引发剂，向夹套内通入热水使物料在一定温度下物料进行聚合，聚合生成反相乳液降阻剂，聚合完毕后加入添加剂以减少残余单体含量，再经脱水、脱油和转相，可得到固含量为30%~50%的产品。
由于在夹套加热下乳化剂、丙烯酰胺水溶液、可溶于水自由基引发剂混合搅拌生成的反相乳液降阻剂粘度增大，导致桨叶运转时功率明显增大，搅拌速度迟缓，混合不均匀，降低了生产效率，进一步导致生产出的反相乳液降阻剂存在粘度不稳定、易分层、分子量低、分散性差的缺陷。此外，升温加热物料时，夹套上的温度需要经反应釜才能传递到物料上，因此存在升温速度慢、热量损耗大的缺陷，无法达到反应所需的温度，最终导致不能充分反应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高产品分子量、提高产品粘度稳定性、极大提高反相乳液降阻剂生产速度的搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，它包括反应釜主体、设置于反应釜主体顶部的上盖、固定安装于上盖顶部的电机A，电机A的输出端连接有设置于反应釜主体内的搅拌轴，搅拌轴上安装有桨叶，所述的反应釜主体的侧壁上设置有进液口和成品出口，反应釜主体的左右壁上设置有进气口A和进气口B，进气口B位于进气口A的下方；该系统还包括乳化剂储罐、丙烯酰胺水溶液储罐和螺旋输料装置，乳化剂储罐和丙烯酰胺水溶液储罐均位于螺旋输料装置的正上方，乳化剂储罐和丙烯酰胺水溶液储罐均与螺旋输料装置的一端连接，螺旋输料装置的另一端与反应釜主体连接，所述的反应釜主体的底部旋转有空心轴，空心轴的上端部安装有位于反应釜主体内的转盘，转盘内设置有连通空心轴的空腔，转盘顶表面分布有多个呈螺旋形的加热棒，加热棒位于桨叶的下方，空心轴的下端部连接有电机C。
所述的螺旋输送装置由筒体、电机B以及设置于筒体内的螺旋杆组成，电机B的输出端与螺旋杆连接，乳化剂储罐与筒体之间、丙烯酰胺水溶液储罐与筒体之间均连接有气动蝶阀。
所述的电机A和电机C均垂向设置。
所述的加热棒均匀分布在转盘上。
本实用新型具有以下优点：（1）本实用新型的桨叶对位于反应釜主体内上层物料进行搅拌，转盘上的加热棒对位于反应釜主体内下层物料进行搅拌，实现了上下分层式搅拌物料，提高了搅拌速度，加快了反相乳液降阻剂的生成速度，且使物料搅拌得更加均匀，增大反相乳液降阻剂内分子量，提高粘度稳定性。（2）螺旋杆将乳化剂和丙烯酰胺水溶液预先混合，混合后螺旋杆又将物料输送到反应釜主体内与可溶于水的自由基引发剂混合，因此实现了两种物料的边输送边混合，缩短了后续混合均匀所用时间，提高了生产效率。（4）本实用新型的反应釜主体的左右壁上设置有进气口A和进气口B，进气口B位于进气口A的下方，通入N2后，物料翻滚，进一使搅拌更加均匀，提高反应速度。（5）本实用新型加热棒位于反应釜主体内，因此能够直接加热物料，无需外部加热，实现了物料的快速升温，且避免了热量的浪费，保证达到反应所需的温度。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图
图中，1-反应釜主体，2-上盖，3-电机A，4-桨叶，5-进液口，6-成品出口，7-进气口A，8-进气口B，9-乳化剂储罐，10-丙烯酰胺水溶液储罐，11-空心轴，12-转盘，13-加热棒，14-电机C，15-筒体，16-电机B，17-螺旋杆，18-气动蝶阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，它包括反应釜主体1、设置于反应釜主体1顶部的上盖2、固定安装于上盖2顶部的电机A3，电机A3的输出端连接有设置于反应釜主体1内的搅拌轴，搅拌轴上安装有桨叶4，当电机A3启动后，电机A3带动桨叶4转动，桨叶4对位于反应釜主体1内上层物料进行搅拌。所述的反应釜主体1的侧壁上设置有进液口5和成品出口6，反应釜主体1的左右壁上设置有进气口A7和进气口B8，进气口B8位于进气口A7的下方；该系统还包括乳化剂储罐9、丙烯酰胺水溶液储罐10和螺旋输料装置，乳化剂储罐9和丙烯酰胺水溶液储罐10均位于螺旋输料装置的正上方，乳化剂储罐9和丙烯酰胺水溶液储罐10均与螺旋输料装置的一端连接，螺旋输料装置的另一端与反应釜主体1连接。
如图1所示，所述的反应釜主体1的底部旋转有空心轴11，空心轴11的上端部安装有位于反应釜主体1内的转盘12，转盘12内设置有连通空心轴11的空腔，可在空心轴11内和空腔内布置连接加热棒13的导线，加热棒13通电后表面温度升高，转盘12顶表面均匀分布有多个呈螺旋形的加热棒13，加热棒13位于桨叶4的下方，空心轴11的下端部连接有电机C14，电机A3和电机C14均垂向设置。当电机C14启动后，电机C14带动转盘12转动，转盘12上的加热棒13对位于反应釜主体1内下层物料进行搅拌，同时结合电机A3的启动，实现了上下分层式搅拌物料，提高了搅拌速度，加快了反相乳液降阻剂的生成速度。使物料搅拌得更加均匀，增大反相乳液降阻剂内分子量，提高粘度稳定性。
如图1所示，所述的螺旋输送装置由筒体15、电机B16以及设置于筒体15内的螺旋杆17组成，电机B16的输出端与螺旋杆17连接，乳化剂储罐9与筒体15之间、丙烯酰胺水溶液储罐10与筒体15之间均连接有气动蝶阀18。打开气动蝶阀18后，乳化剂进入在重力作用下进入筒体15内，丙烯酰胺水溶液在重力作用下进入筒体15内，螺旋杆17将乳化剂和丙烯酰胺水溶液预先混合，混合后螺旋杆17又将物料输送到反应釜主体1内与可溶于水的自由基引发剂混合，因此实现了两种物料的边输送边混合，缩短了后续混合均匀所用时间，提高了生产效率。
本实用新型生产反相乳液降阻剂的过程如下：
S1、经进气口A7和进气口B8向反应釜主体1内通入N2，以排出反应釜主体1内的O2；
S2、经进液口5向反应釜主体1内通入可溶于水的自由基引发剂；
S3、打开气动蝶阀18和电机B16，乳化剂储罐9内的乳化剂在重力下进入筒体15内，而丙烯酰胺水溶液储罐10内的丙烯酰胺水溶液在重力下也进入筒体15内；电机B16带动螺旋杆17做旋转运动，螺旋杆17将乳化剂和丙烯酰胺水溶液预先混合，混合后螺旋杆17又将物料输送到反应釜主体1内与可溶于水的自由基引发剂混合；
S4、打开电机A3、电机C14同时向加热棒13通电，电机C14带动空心轴11转动，空心轴11带动转盘12转动，加热棒13加热并搅拌下层物料；而电机A3带动桨叶4转动，桨叶4对上层物料进行搅拌，此外从进气口A7和进气口B8内通入的N2，两相反方向的气流使物料顺时针翻滚，不仅加快了反相乳液降阻剂的生成速度，又使物料混合得更加均匀，增大反相乳液降阻剂内分子量，提高粘度稳定性。

Claims (4)

1.一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，其特征在于：它包括反应釜主体（1）、设置于反应釜主体（1）顶部的上盖（2）、固定安装于上盖（2）顶部的电机A（3），电机A（3）的输出端连接有设置于反应釜主体（1）内的搅拌轴，搅拌轴上安装有桨叶（4），所述的反应釜主体（1）的侧壁上设置有进液口（5）和成品出口（6），反应釜主体（1）的左右壁上设置有进气口A（7）和进气口B（8），进气口B（8）位于进气口A（7）的下方；该反应器还包括乳化剂储罐（9）、丙烯酰胺水溶液储罐（10）和螺旋输料装置，乳化剂储罐（9）和丙烯酰胺水溶液储罐（10）均位于螺旋输料装置的正上方，乳化剂储罐（9）和丙烯酰胺水溶液储罐（10）均与螺旋输料装置的一端连接，螺旋输料装置的另一端与反应釜主体（1）连接，所述的反应釜主体（1）的底部旋转有空心轴（11），空心轴（11）的上端部安装有位于反应釜主体（1）内的转盘（12），转盘（12）内设置有连通空心轴（11）的空腔，转盘（12）顶表面分布有多个呈螺旋形的加热棒（13），加热棒（13）位于桨叶（4）的下方，空心轴（11）的下端部连接有电机C（14）。
2.根据权利要求1所述的一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，其特征在于：所述的螺旋输送装置由筒体（15）、电机B（16）以及设置于筒体（15）内的螺旋杆（17）组成，电机B（16）的输出端与螺旋杆（17）连接，乳化剂储罐（9）与筒体（15）之间、丙烯酰胺水溶液储罐（10）与筒体（15）之间均连接有气动蝶阀（18）。
3.根据权利要求1所述的一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，其特征在于：所述的电机A（3）和电机C（14）均垂向设置。
4.根据权利要求1所述的一种搅拌均匀一体式制备反相乳液降阻剂的反应器，其特征在于：所述的加热棒（13）均匀分布在转盘（12）上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109675514A (zh) * 2019-01-04 2019-04-26 南京工业大学 一种表面层组装型阻燃剂的制备装置
US12331601B2 (en) 2020-01-08 2025-06-17 Petrochina Company Limited Device and method for continuous mixing of solid drag reducer

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