[发明专利]一种疏水缔合聚合物溶解熟化搅拌装置

说明书

技术领域

本发明属于石油开采设备技术领域，具体的说是聚合物驱油过程中疏水缔合聚合物溶解熟化罐中使用的搅拌装置。

背景技术

聚合物驱作为油田开发稳产或增产的重要手段之一，在国内外陆上油田得到了广泛应用。我国的大庆、胜利、克拉玛依等主要油区都进行了矿场试验并取得了巨大成功。特别是大庆油田，已进入大规模工业应用阶段，在水驱采收率42％的基础上，实施聚合物驱后采收率又提高了12％，使最终采收率达到了55％。

疏水缔合聚合物广泛用于三次采油、钻井液、完井液和油田调剖堵水等。这类聚合物具有耐温、耐盐、耐碱、黏度高、抗高剪切的特点，因而有广阔的应用前景，但它的溶解问题一直是制约这类聚合物工业化应用的技术难题之一。例如疏水缔合聚合物的溶解熟化时间对海上油田聚合物驱油具有重要意义，较长的熟化时间意味着需要增大熟化罐的数量或体积，势必与海上平台狭小的空间及有限的承载发生矛盾，从而限制了聚合物驱油技术在海上油田的推广应用。

聚合物驱油过程中聚合物的溶解熟化占据着很重要的位置，并且聚合物快速、均匀的溶解熟化关键是所用的搅拌装置。

目前已知用于聚合物溶解熟化的搅拌装置有推进式、平桨式及螺杆螺带搅拌器。但是都存在溶解时间较长，需要2小时以上，或熟化不完全形成凝胶状不溶物及溶液混合不均匀影响驱油效果进而影响驱油效率的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种快速溶解熟化疏水缔合聚合物，并且能够获得黏度较高、混合均匀的疏水缔合聚合物溶解熟化搅拌装置。

为实现上述目的，本发明公开了一种疏水缔合聚合物快速溶解的搅拌装置，包括驱动装置、搅拌传动减速机构、搅拌轴及安装在搅拌轴上的搅拌桨，所述搅拌桨为上推式宽叶轴流桨。由于采用了上推式宽叶轴流桨，在湍流时能够加强流体湍动，低液位时减少吸气现象，并且在过渡流和层流时相比下压操作能够形成更强烈的轴向循环流动，从而促进了搅拌罐内溶液的均匀混合。溶解阶段利用变频器调整不同的转速，在前期采用高转速增强流体的湍流程度，有利于流体的混合，以实现快速溶解，在后期降低转速可以减小搅拌器的剪切作用，维持聚合物的粘度。较短的时间获得均匀的、黏度高的聚合物溶液，提高了驱油效率。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明具体实施例结构示意图。

附图2为本发明的搅拌桨结构示意图。

附图3为搅拌桨叶片安装角度示意图。

附图4为不同方式搅拌聚合物溶液的粘度随时间的变化曲线。

具体实施方式

如图1所示，本发明的疏水缔合聚合物快速溶解的搅拌装置仍包括驱动装置1、搅拌传动减速机构2、搅拌轴4及安装在搅拌轴4上的搅拌桨5，搅拌轴4和搅拌桨5插入至搅拌罐8中。其中搅拌桨5为上推式宽叶轴流桨。根据搅拌罐8的高度，搅拌轴4上可以安装有1至3个上推式宽叶轴流桨。搅拌轴4和上推式宽叶轴流桨可以是不锈钢材料或碳钢衬橡胶材料制成，上推式宽叶轴流桨由轮毂6以及3个或4个叶片7组成，如图2、3所示，本具体实施例中上推式宽叶轴流桨设有3个叶片7，3个叶片7沿圆周均匀分布固定在轮毂6上，叶片7根部与垂直于搅拌轴4的平面的夹角α在40～60°之间，端部与垂直于搅拌轴4的平面的夹角β在15～30°之间，特殊叶片7及角度的设计降低了搅拌的剪切作用，从而保证溶解后的聚合物溶液有较高的粘度，并在保证搅拌质量的情况下能够降低能耗，一般以α角等于50°，β角等于27°为宜。驱动装置1和搅拌传动减速机构2安装在连接架上并一起固定在搅拌罐8的顶部，搅拌传动减速机构2通过联轴器3与搅拌轴4相连，通过键、螺钉或焊接将轮毂6固定连接在搅拌轴4上。不同搅拌槽体积下疏水缔合聚合物的溶解，可以通过调节叶片7的角度、搅拌直径从而控制搅拌器形成的轴向流动来促进聚合物的溶解，叶片7的搅拌直径要合适，使搅拌罐8的四周产生向下流的循环流动，上推式宽叶轴流桨的直径一般在0.4到0.65倍的搅拌罐8直径。还可以通过调节搅拌转速，利用高转速来加快聚合物的溶解，利用低转速防止高剪切作用破坏聚合物的粘度。因此本疏水缔合聚合物快速溶解的搅拌装置选用变频电机作为驱动装置1，在较短的时间获得均匀的、黏度高的聚合物溶液，提高了驱油效率。