用于化学驱采油的在线熟化装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种用于化学驱采油的在线熟化装置，包括泵体，泵体内具有供液体流过的腔体，泵体一端设有与腔体相通的进液口，另一端设有与腔体相通的出液口；腔体中设有用于对流过腔体的液体进行搅拌的两组以上齿轮组；两组以上齿轮组沿着液体流动方向依次排列，且相邻的齿轮组之间相互啮合；两组以上齿轮组中的其中一个齿轮通过连杆轴与位于泵体外部的动力装置连接，由动力装置带动两组以上齿轮组转动进行搅拌。本实用新型通过齿轮的搅拌、挤压和剪切作用，对聚合物胶团进行破坏，加快了聚合物分子往水分子中扩散速度，缩短聚合物的熟化时间，减小地面设备投资和占地面积，且结构简单，便于搬运、安放。
【专利说明】
用于化学驱采油的在线熟化装置
技术领域
[0001]本实用新型是关于一种油田三次采油聚合物配制地面工艺成套设备，尤其涉及一种用于化学驱采油的在线熟化装置。
【背景技术】
[0002]聚合物驱油技术是目前最为重要的提高石油采收率的技术之一，已经在油田中得到了推广应用，获得了很好的经济效益和社会效益。常用的聚合物是聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠。聚合物驱油技术的配注工艺流程是:聚合物分散溶解一聚合物熟化一熟化液外输一注入地层。其中，聚合物分散溶解和聚合物熟化是配注工艺的关键环节，直接影响了聚合物溶液的配制效果。聚合物分散溶解是将聚合物干粉分散混合在一定量的水中，并使聚合物干粉颗粒充分润湿；聚合物熟化是将聚合物干粉颗粒在水中由分散体系转变为溶液的过程。聚合物熟化过程要经过两个阶段，首先水分子渗入聚合物分子内部，使聚合物体积膨胀，称为“溶胀”，形成聚合物胶团；然后聚合物分子均匀扩散进入水分子中，形成完全溶解的分子分散体系，即熟化液。
[0003]现有技术中，主要采用水射流式聚合物分散溶解装置对聚合物的分散溶解。现有的聚合分散溶解装置存在聚合物干粉混合效果不理想、溶解不充分，容易产生“鱼眼”(未溶解的聚合物团)和气泡的问题，影响了聚合物驱替的效果。在聚合物溶液熟化环节，目前主要采用熟化罐搅拌熟化工艺。这种工艺存在着熟化罐数量多、地面设备投资大、占地面积大、熟化时间长、工作效率低等问题。为了解决这些问题，近些年来，研究出了一种在线熟化技术。它是利用强制胶团切割原理，强制聚合物溶液通过筛网或多孔材料，从而加快聚合物的熟化速度。中国专利CN102794118A中公开了这种技术。但是，这种方法容易造成筛网或多孔材料堵塞，并且在压差过大或流速过快的时候容易造成聚合物分子链剪切降解，降低了聚合物溶液的粘度。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于化学驱采油的在线熟化装置，以克服现有技术的缺陷。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于化学驱采油的在线熟化装置，结构简单，便于搬运、安放;能对聚合物胶团进行了破坏，减小聚合物胶团尺寸，加快聚合物分子往水分子中扩散速度，从而缩短聚合物的熟化时间。
[0006]本实用新型的另一目的在于提供一种用于化学驱采油的在线熟化装置，实现了聚合物在线熟化，减小地面设备投资和占地面积。
[0007]本实用新型的目的是这样实现的，一种用于化学驱采油的在线熟化装置，所述用于化学驱采油的在线熟化装置包括栗体，所述栗体内具有供液体流过的腔体，所述栗体的一端设有与所述腔体相通的进液口，另一端设有与所述腔体相通的出液口，从所述进液口到所述出液口形成液体流动方向；所述腔体中设有用于对流过所述腔体的液体进行搅拌的两组以上齿轮组;两组以上所述齿轮组沿着所述液体流动方向依次排列，且相邻的所述齿轮组之间相互啮合;两组以上所述齿轮组中的其中一个齿轮通过连杆轴与位于所述栗体外部的动力装置连接，由所述动力装置带动两组以上所述齿轮组转动进行搅拌。
[0008]在本实用新型的一较佳实施方式中，每一组所述齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮;两组以上所述齿轮组沿水平方向从所述进液口排列到所述出液口，所述第一齿轮与所述第二齿轮在竖直方向排列，所述第一齿轮位于所述第二齿轮的上方;其中一组所述齿轮组中的所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与相邻的所述齿轮组中的所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。
[0009]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一齿轮和所述第二齿轮直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮;所述第一齿轮和所述第二齿轮的转动轴水平固定在所述栗体的侧壁上。
[0010]在本实用新型的一较佳实施方式中，每一组所述齿轮组包括第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮;两组以上所述齿轮组沿水平方向从所述进液口排列到所述出液口，所述第三齿轮与所述第五齿轮在竖直方向排列，所述第三齿轮位于所述第五齿轮的上方;所述第四齿轮同时与所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合；
[0011]其中除了位于所述液体流动方向最前端或最后端的一组所述齿轮组之外，其余所述齿轮组中的所述第四齿轮还同时与相邻的所述齿轮组中的所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合;相应的，在所述液体流动方向的最后端或最前端设置一第六齿轮，所述第六齿轮与相邻的一组所述齿轮组中的所述第三齿轮和所述第五齿轮同时啮合。
[0012]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第三齿轮、所述第四齿轮、所述第五齿轮和所述第六齿轮直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮;所述第三齿轮、所述第四齿轮、所述第五齿轮和所述第六齿轮的转动轴水平固定在所述栗体的侧壁上。
[0013]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述腔体相对的两个侧壁为平面，所述每一个侧壁与相对的齿轮的端面之间具有0.5mm-2.0mm的间隙。
[0014]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述腔体的上壁与下壁设有与对应的齿轮外形配合的圆弧形槽；所述圆弧形槽的槽壁与相对的齿轮的齿顶面之间的间隙为0.5mm-2.0mm0
[0015]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述用于化学驱采油的在线熟化装置包括两个以上所述栗体，两个以上所述栗体通过管路串联连接。
[0016]由上所述，本实用新型的在线熟化装置采用齿轮组来对液体进行搅拌，通过齿轮的搅拌、挤压和剪切作用，对聚合物胶团进行了破坏，减小了聚合物胶团尺寸，加快了聚合物分子往水分子中扩散速度，从而缩短了聚合物的熟化时间。实现了聚合物在线熟化，提高了搅拌效果，加速了聚合物的熟化速度，搅拌熟化后可直接进行使用(注入油井)，不需要再放入熟化罐中进行一定时间熟化后再使用，避免了使用多个熟化罐进行熟化，减小了地面设备投资和占地面积。且该在线熟化装置结构简单，可以加工成撬装结构，便于搬运、安放。
【附图说明】
[0017]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0018]图1:为本实用新型在线熟化装置的实施例一的结构示意图。
[0019]图2:为本实用新型在线熟化装置的实施例二的结构示意图。
[0020]图3:为本实用新型在线熟化装置的实施例二中另一种表达方式的结构示意图。
[0021]图4:为本实用新型在线熟化装置多个栗体串联使用的示意图。
[0022]附图标记说明:
[0023]100-在线熟化装置
[0024]10-栗体
[0025]101-腔体
[0026]102-进液口
[0027]103-出液口
[0028]104-圆弧形槽
[0029]20-齿轮组
[0030]201-第一齿轮
[0031]202-第二齿轮
[0032]203-第三齿轮
[0033]204-第四齿轮
[0034]205-第五齿轮
[0035]206-第六齿轮
[0036]30-动力装置
【具体实施方式】
[0037]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0038]本实用新型提供了一种用于化学驱采油的在线熟化装置100，所述用于化学驱采油的在线熟化装置100包括栗体10，所述栗体10内具有供液体流过的腔体101，所述栗体10的一端设有与所述腔体101相通的进液口 102，另一端设有与所述腔体101相通的出液口103，从所述进液口 102到所述出液口 103形成液体流动方向(如图中箭头所示)；所述腔体101中设有用于对流过所述腔体101的液体进行搅拌的两组以上齿轮组20(图中虚线框所示)；两组以上所述齿轮组20沿着所述液体流动方向依次排列，且相邻的所述齿轮组20之间相互啮合;两组以上所述齿轮组20中的其中一个齿轮通过连杆轴(图中未示出)与位于所述栗体10外部的动力装置30连接，连杆轴的一端与该齿轮固定连接，另一端与动力装置30连接，动力装置30可以采用驱动电机，也可以采用驱动电机与变速箱的组合，所述动力装置30驱动连杆轴旋转，连杆轴带动该齿轮转动，由于相邻的所述齿轮组20之间相互啮合，该齿轮的转动带动两组以上所述齿轮组20转动进行搅拌。通过齿轮的搅拌、挤压和剪切作用，对聚合物胶团进行了破坏，减小了聚合物胶团尺寸，加快了聚合物分子往水分子中扩散速度，从而缩短了聚合物的熟化时间。实现了聚合物在线熟化，提高了搅拌效果，加速了聚合物的熟化速度，搅拌熟化后可直接进行使用(注入油井)，不需要再放入熟化罐中进行一定时间熟化后再使用，避免了使用多个熟化罐进行熟化，减小了地面设备投资和占地面积。且该在线熟化装置100结构简单，可以加工成撬装结构，便于搬运、安放。
[0039]本实用新型中的两组以上齿轮组20可以采用多种齿轮组的形式，只要按照液体流动方向在所述腔体101中排列设置即可，以下为几种不同齿轮组20形式排列结构的实施例。
[0040]实施例一
[0041]作为本实施例的一种【具体实施方式】，如图1所示，每一组所述齿轮组20包括相互啮合的第一齿轮201和第二齿轮202;两组以上所述齿轮组20沿水平方向从所述进液口 102排列到所述出液口 103，所述第一齿轮201与所述第二齿轮202在竖直方向排列，所述第一齿轮201位于所述第二齿轮202的上方;其中一组所述齿轮组20中的所述第一齿轮201和所述第二齿轮202分别与相邻的所述齿轮组20中的所述第一齿轮201和所述第二齿轮202啮合。所有的所述第一齿轮201排成一排位于所述腔体101的上部，所有的所述第二齿轮202排成一排位于所述腔体101的下部。上排的各个第一齿轮201与下排的各个第二齿轮202之间的啮合点连接形成一条直线。本实施例中共设置了 1组齿轮组20。
[0042]进一步，所述第一齿轮201和所述第二齿轮202直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮；从而，上排第一齿轮201与下排第二齿轮202之间的啮合点连接形成的直线位于所述腔体101的水平中心线处，所述进液口 102和所述出液口 103均位于所述腔体101的水平中心线位置。各个齿轮在所述栗体10内的固定可以采用现有技术中的固定方式，例如所述第一齿轮201和所述第二齿轮202的转动轴水平固定在所述栗体10的侧壁上。
[0043]当未熟化的聚合物溶液在螺杆栗的栗送作用下，从栗体10的进液口102输入到栗体10的腔体101内。启动驱动电机，带动栗体10内的各个齿轮组20转动。聚合物溶液的胶团在齿轮的搅拌、挤压和剪切作用下被破坏，胶团尺寸不断变小，扩大了聚合物分子与水分子的接触面积，加快了聚合物分子往水中扩散的速度，从而提高了聚合物的溶解速度，缩短了聚合物的熟化时间。经过加速熟化的聚合物溶液从栗体1的出液口 103流出。
[0044]实施例二
[0045]作为本实施例的一种【具体实施方式】，如图2和图3所示，每一组所述齿轮组20包括第三齿轮203、第四齿轮204和第五齿轮205;两组以上所述齿轮组20沿水平方向从所述进液口 102排列到所述出液口 103，所述第三齿轮203与所述第五齿轮205在竖直方向上排列，所述第三齿轮203位于所述第五齿轮205的上方，但是所述第三齿轮203与所述第五齿轮205之间并不啮合。所述第四齿轮204在竖直方向上位于所述第三齿轮203与所述第五齿轮205之间，所述第四齿轮204同时与所述第三齿轮203和所述第五齿轮205啮合。每一组齿轮组20中，第三齿轮203、第四齿轮204和第五齿轮205排列成一个三角形，如果将进液口 102的方向定义为前端，出液口 103的方向定义为后端，则所述第四齿轮204可以位于朝向前端的一侧，如图2所示;所述第四齿轮204也可以位于朝向后端的一侧，如图3所示。
[0046]参见图2，本实施例共设置了6组齿轮组20和一个第六齿轮206，其中除了位于液体流动方向最前端的一组所述齿轮组20之外，其余所述齿轮组20中的所述第四齿轮204还同时与相邻的所述齿轮组20中的所述第三齿轮203和所述第五齿轮205啮合;在所述液体流动方向的最后端设置第六齿轮206，该第六齿轮206正对所述出液口 103，所述第六齿轮206与位于其前面相邻的一组所述齿轮组20中的所述第三齿轮203和所述第五齿轮205同时啮合。所述第六齿轮206也可以不用设置。位于液体流动方向最前端的一组所述齿轮组20中的第四齿轮204正对着所述进液口 102。
[0047]参见图3，本实施例共设置了6组齿轮组20和一个第六齿轮206，其中除了位于液体流动方向最后端的一组所述齿轮组20之外，其余所述齿轮组20中的所述第四齿轮204还同时与相邻的所述齿轮组20中的所述第三齿轮203和所述第五齿轮205啮合;在所述液体流动方向的最前端设置第六齿轮206，该第六齿轮206正对所述进液口 102，所述第六齿轮206与位于其后面相邻的一组所述齿轮组20中的所述第三齿轮203和所述第五齿轮205同时啮合。所述第六齿轮206也可以不用设置。位于液体流动方向最后端的一组所述齿轮组20中的第四齿轮204正对着所述出液口 103。
[0048]进一步，所述第三齿轮203、所述第四齿轮204、所述第五齿轮205和所述第六齿轮206直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮。各个所述第四齿轮204均位于所述腔体101的水平中心线处，所述进液口 102和所述出液口 103均位于所述腔体101的水平中心线位置。所述第三齿轮203、所述第四齿轮204、所述第五齿轮205和所述第六齿轮206的转动轴水平固定在所述栗体10的侧壁上。
[0049]本实施例的工作原理和有益效果与实施例一相同，在此不再赘述。
[0050]在以上两种实施例中，所述腔体101相对的两个侧壁为平面，所述每一个侧壁与相对的齿轮的端面之间具有0.5mm-2.0mm的间隙。所述腔体101的上壁与下壁设有与对应的齿轮外形配合的圆弧形槽104;所述圆弧形槽104的槽壁与相对的齿轮的齿顶面之间的间隙为
0.5mm-2.0mm0
[0051]为了提高聚合物熟化效果，如图4所示，所述用于化学驱采油的在线熟化装置100包括两个以上所述栗体10，两个以上所述栗体10通过管路串联连接。即一个栗体10的出液口 103与另一个栗体10的进液口 102通过管路连接。
[0052]由上所述，本实用新型的在线熟化装置100采用齿轮组20来对液体进行搅拌，通过齿轮的搅拌、挤压和剪切作用，对聚合物胶团进行了破坏，减小了聚合物胶团尺寸，加快了聚合物分子往水分子中扩散速度，从而缩短了聚合物的熟化时间。实现了聚合物在线熟化，提高了搅拌效果，加速了聚合物的熟化速度，搅拌熟化后可直接进行使用(注入油井)，不需要再放入熟化罐中进行一定时间熟化后再使用，避免了使用多个熟化罐进行熟化，减小了地面设备投资和占地面积。且该在线熟化装置结构简单，可以加工成撬装结构，便于搬运、安放。
[0053]以上所述仅为本实用新型示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述用于化学驱采油的在线熟化装置包括栗体，所述栗体内具有供液体流过的腔体，所述栗体的一端设有与所述腔体相通的进液口，另一端设有与所述腔体相通的出液口，从所述进液口到所述出液口形成液体流动方向；所述腔体中设有用于对流过所述腔体的液体进行搅拌的两组以上齿轮组;两组以上所述齿轮组沿着所述液体流动方向依次排列，且相邻的所述齿轮组之间相互啮合;两组以上所述齿轮组中的其中一个齿轮通过连杆轴与位于所述栗体外部的动力装置连接，由所述动力装置带动两组以上所述齿轮组转动进行搅拌。2.如权利要求1所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，每一组所述齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮;两组以上所述齿轮组沿水平方向从所述进液口排列到所述出液口，所述第一齿轮与所述第二齿轮在竖直方向排列，所述第一齿轮位于所述第二齿轮的上方;其中一组所述齿轮组中的所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与相邻的所述齿轮组中的所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合。3.如权利要求2所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮;所述第一齿轮和所述第二齿轮的转动轴水平固定在所述栗体的侧壁上。4.如权利要求1所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，每一组所述齿轮组包括第三齿轮、第四齿轮和第五齿轮;两组以上所述齿轮组沿水平方向从所述进液口排列到所述出液口，所述第三齿轮与所述第五齿轮在竖直方向排列，所述第三齿轮位于所述第五齿轮的上方;所述第四齿轮同时与所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合； 其中除了位于所述液体流动方向最前端或最后端的一组所述齿轮组之外，其余所述齿轮组中的所述第四齿轮还同时与相邻的所述齿轮组中的所述第三齿轮和所述第五齿轮啮合;相应的，在所述液体流动方向的最后端或最前端设置一第六齿轮，所述第六齿轮与相邻的一组所述齿轮组中的所述第三齿轮和所述第五齿轮同时啮合。5.如权利要求4所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述第三齿轮、所述第四齿轮、所述第五齿轮和所述第六齿轮直径相同，且均为直齿圆柱形齿轮;所述第三齿轮、所述第四齿轮、所述第五齿轮和所述第六齿轮的转动轴水平固定在所述栗体的侧壁上。6.如权利要求1至5中任一项所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述腔体相对的两个侧壁为平面，所述每一个侧壁与相对的齿轮的端面之间具有0.5mm-2.0mm的间隙。7.如权利要求6所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述腔体的上壁与下壁设有与对应的齿轮外形配合的圆弧形槽;所述圆弧形槽的槽壁与相对的齿轮的齿顶面之间的间隙为0.5mm_2.0mm。8.如权利要求1至5中任一项所述的用于化学驱采油的在线熟化装置，其特征在于，所述用于化学驱采油的在线熟化装置包括两个以上所述栗体，两个以上所述栗体通过管路串联连接。
【文档编号】B01F13/00GK205700361SQ201620410875
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】柳燕丽, 匡韶华, 郭定雄, 刘佳声, 孙艳国, 芮文强
【申请人】中国石油天然气股份有限公司