专利名称：一种带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种加快部分水解聚丙烯酰胺类聚合物的强制拉伸速溶装置，具体涉及一种带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置。
背景技术：
聚合物驱作为油田开发提高采收率的重要方法之一，在国内外陆上油田得到广泛的应用。而海上油田由于缺乏淡水资源，其注入水的矿化度高、钙镁离子含量高。传统部分水解聚丙烯酰胺的抗盐能力不足，其粘度低，远不能满足海上油田的要求。疏水缔合聚合物因其主链上有少量疏水基团，溶液具有可逆三维网状结构、剪切稀释性和注入性良好、抗剪切能力强、抗盐能力好、粘度高等特点，在高矿化度、高钙镁离子含量的水中粘度高，适合在缺乏淡水资源的海上油田应用；对地层渗透率高、原油粘度高的油藏，疏水缔合聚合物具有更加突出的优势。疏水缔合聚合物在常温(20°C 25°C)下常规的搅拌熟化时间长，大大制约了其在海上油田上的应用。因此针对海上油田的矿场实际，加快疏水缔合聚合物溶解速度的研究，对海上油田以聚合物为主的提高采收率技术具有重要意义。目前已经开展了疏水缔合聚合物的溶解性研究工作，现有方法下疏水缔合聚合物的溶解时间为120分钟以上，这就意味着要有很大体积和数量的熟化罐来保证聚合物的完全溶解，对于空间和承重能力有限的海上平台来讲，尤其是现有的小型平台，进行聚合物驱几乎不可能实现。西南石油大学提高采收率实验室在线速溶课题组，通过在管线内部设置合适间距的不同孔径筛网或孔板，剥离和切割溶胀颗粒，减小溶胀颗粒的粒径，缩短溶解时间，并验证了这种想法的可行性。2006年进行现场放大试验，采取循环方式，多次剥离和切割AP-P4溶胀颗粒，结果AP-P4的溶解时间大大缩短。但由于反复切割聚合物分子链导致其断链，溶液粘度降低；同时溶胀 颗粒堵塞筛网或孔板，不能满足海上平台聚合物配注的要求。因此，急需一种结构简单、操作方便的疏水缔合聚合物速溶装置，加快疏水缔合聚合物的溶解速度，缩短溶解时间，其溶液性能满足现场应用要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够实现与现场对接的加快疏水缔合聚合物溶胀颗粒溶解装置，并且安装简单，占地面积小，重量轻，处理能力达增强。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:—种带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于该装置由清洁器、拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元上部为固定在传动轴上的清洁器，所述清洁器由多个片叶轮组成，拉伸单元由上定齿盘、动齿盘、下定齿盘、传动轴、轴承座组成，清洁器下部依次由都具有若干通孔的上定齿盘、动齿盘、下定齿盘组成，所述上定齿盘和下定齿盘靠近动齿盘的面采用短齿结构，并且和动齿盘两面的短齿结构均匀咬合，上定齿盘和下定齿盘固定在储液腔上，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上，拉伸单元位于储液腔的内，储液腔上部设有进液口，下部设有出液口。优选的，所述清洁器为十字形状叶轮，该叶轮为4片叶片。优选的，所述清洁器叶轮的叶片垂直于上定齿盘，该设计能更好地清洁粘附在定齿盘上的聚合物溶胀颗粒。优选的，所述清洁器和上定齿盘的间距根据聚合物溶胀颗粒的确定。优选的，所述动齿盘采用短齿结构，短齿齿长为3 5cm，短齿表面为圆弧过渡设计。优选的，所述动齿盘和下定齿盘的短齿结构上部呈梯形，上定齿盘与动齿盘、动齿盘与下定齿盘的咬合间距从上部到下部逐渐减小。优选的，所述传动轴下部与轴承座中间还设有机械密封。优选的，所述机械密封外部设有扶正器，并固定在轴承座上。优选的， 所述储液腔由上盖和壳体组成，上盖和壳体采用连接螺栓连接和密封，进液口设在上盖上部，出液口设在壳体下部。优选的，所述传动轴通过轴承座和储液腔连接外部上置电机，将电机上置并且直接带动传动轴，可以节约空间，简化设备，方便安装，同时也可以减少液体对传动轴的腐蚀。本实用新型的有益效果在于:用该装置可以在短时间内得到均一的疏水缔合聚合物溶液，可用于高矿化度条件下的聚合物驱油技术中，使石油的采收率得以提高，并且还具有处理量大、重量轻、占地面积小、安装简单，当上定齿盘上有大聚合物溶胀颗粒时能进行清洁，防止上定齿盘堵塞，提闻运行效率。
图1是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的结构示意图；图2是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的清洁器的俯视图；图3是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的动齿盘的俯视图；图4是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的上定齿盘、动齿盘、下定齿盘的短齿结构放大剖面图；图5是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的另外一种改进的不意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。从图1至图5得知该带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置由清洁器1、拉伸单元和储液腔2组成，拉伸单元上部为固定在传动轴3上的清洁器1，所述清洁器I由多个片叶轮组成，拉伸单元由上定齿盘4、动齿盘5、下定齿盘6、传动轴3、轴承座7组成，清洁器I下部依次由都具有若干通孔2的上定齿盘4、动齿盘5、下定齿盘6组成，所述上定齿盘4和下定齿盘6靠近动齿盘5的面采用短齿9结构,并且和动齿盘5两面的短齿9结构均匀咬合，上定齿盘4和下定齿盘固6定在储液腔2上，动齿盘5固定在传动轴上3，传动轴3通过轴承座7和储液腔I连接皮带轮10，轴承座7固定在储液腔2上，拉伸单元位于储液腔2的内，储液腔2上部设有进液口 11，下部设有出液口 12。使用时，如图1至图5，首先设置与该加速聚合物溶胀颗粒溶解装置外部动力装置，使皮带轮10带动传动轴3，从而使动齿盘5转动。未完全溶解的疏水缔合聚合物的水溶液从上盖13的进液口 11进入储液腔2，疏水缔合聚合物的水溶液经过清洁器1，依次从通孔8进入上定齿盘4和动齿盘5，再从动齿盘5进入下定齿盘6，由于上定齿盘4、动齿盘5和下定齿盘6均采用短齿9结构，下定齿盘6和动齿盘5的短齿9结构上部呈梯形，上定齿盘4与动齿盘5、动齿盘5和下定齿盘6咬合间距14从上部到下部逐渐减小，并且动齿盘5以1400rpm的转速运转，所以疏水缔合聚合物的水溶液中的疏水缔合聚合物的溶胀颗粒被短齿9结构碾压展开，形成粒径更小的溶胀颗粒。被处理过了的溶胀颗粒，通过出液口 12，进入到与熟化罐相连的管线中，最后进入到熟化罐进行溶解。传动轴3下部与轴承座7中间所设的机械密封15防止了储液腔2里的溶液进入传动轴3从而腐蚀传动轴3。而机械密封15外部所设的固定在轴承座7上的扶正器16，可以防止传动轴3晃动与偏移。图2是该带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的清洁器的俯视图，清洁器I固定在传动轴3上，在电机的带动下，叶轮转动，可以清理上定齿盘4上的聚合物溶胀颗粒。因为当聚合物溶胀颗粒大时会附着于上定齿盘4上，会堵塞上定齿盘4上的通孔8影响装置的正常运行或者降低效率，此时清洁器I在传动轴3的带动下而运转，清理上定齿盘4上的附着聚合物溶胀颗粒，4片叶片17组成十字形状叶轮的清洁器结构简单清理的效果也较佳，而清洁器I与上定齿盘4的距离则根据聚合物的规格来定，以便达到最佳效果。图3是该带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的动齿盘的俯视图，动齿盘5通过传动轴3带动进行运转，疏水缔合聚合物的溶胀颗粒被短齿9结构碾压展开，形成粒径更小的溶胀颗粒，从通孔8中流出。
图4是该带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的上定齿盘、动齿盘、下定齿盘的短齿结构放大剖视图。上定齿盘4的上定齿18与动齿盘5的动齿19组成一级速溶结构，上定齿18和动齿19相互咬合而且有咬合间距14，其咬合间距14上部入口为
2.45mm,咬合间距14下部出口为0.45mm,其0.45mm的深度为5mm。动齿盘5的动齿19与下定齿盘6的下定齿20组成二级速溶结构，动齿19和下定齿20相互咬合而且有咬合间距14，其咬合间距14上部入口为1.32_，咬合间距14下部出口为0.15_，其0.15_的深度为5_。通过以上的双极速溶结构，能使溶胀颗粒强制拉伸，得到粒径更小的溶胀颗粒，其效果比只有一个定齿盘和动齿盘要好。图5是本实用新型带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置的另外一种改进的示意图，该改进将电机21上置并且直接带动传动轴3，传动轴3通过机械密封15、扶正器16、轴承座7连接在储液腔I上，电机21连接传动轴3，电机21通过支架固定。该改进可以节约空间，简化设备，方便安装，同时也可以减少液体对传动轴的腐蚀。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于:该装置由清洁器、拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元上部为固定在传动轴上的清洁器，所述清洁器由多个片叶轮组成，拉伸单元由上定齿盘、动齿盘、下定齿盘、传动轴、轴承座组成，清洁器下部依次由都具有若干通孔的上定齿盘、动齿盘、下定齿盘组成，所述上定齿盘和下定齿盘靠近动齿盘的面采用短齿结构，并且和动齿盘两面的短齿结构均匀咬合，上定齿盘和下定齿盘固定在储液腔上，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上，拉伸单元位于储液腔的内，储液腔上部设有进液口，下部设有出液口。
2.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述清洁器为十字形状叶轮。
3.如权利要求1所述的带清洁器的 双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述清洁器叶轮的叶片垂直于上定齿盘。
4.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述清洁器和上定齿盘的间距根据聚合物溶胀颗粒的确定。
5.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述动齿盘采用短齿结构，短齿表面为圆弧过渡设计。
6.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述动齿盘和下定齿盘的短齿结构上部呈梯形，上定齿盘与动齿盘、动齿盘与下定齿盘的咬合间距从上部到下部逐渐减小。
7.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述传动轴下部与轴承座中间还设有机械密封。
8.如权利要求7所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述机械密封外部设有扶正器，并固定在轴承座上。
9.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述储液腔由上盖和壳体组成，上盖和壳体采用连接螺栓连接和密封，进液口设在上盖上部，出液口设在壳体下部。
10.如权利要求1所述的带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于，所述传动轴通过轴承座和储液腔连接外部上置电机。
专利摘要本实用新型公开了一种带清洁器的双极加速聚合物溶胀颗粒溶解装置，其特征在于该装置由清洁器、拉伸单元和储液腔组成，拉伸单元上部为固定在传动轴上的清洁器，所述清洁器由多个片叶轮组成，拉伸单元由上定齿盘、动齿盘、下定齿盘、传动轴承、轴承座组成，清洁器下部依次由都具有若干通孔的上定齿盘、动齿盘、下定齿盘组成，所述上定齿盘和下定齿盘靠近动齿盘的面采用短齿结构，并且和动齿盘两面的短齿结构均匀咬合，动齿盘固定在传动轴上，传动轴通过轴承座和储液腔连接皮带轮，轴承座固定在储液腔上。本实用新型安装简单，占地面积小，重量轻，处理量大，能加速聚合物的溶解，具备内部清洁的功能。
文档编号B01F3/20GK203123852SQ20132009991
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者叶仲斌, 郭光范, 舒政, 陈洪, 施雷庭, 余昊, 刘钰 申请人:西南石油大学