CN110917930A - 一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，其包括壳体，壳体呈凹槽型结构，位于壳体的凹槽开口处设置有端盖，位于壳体的封闭端外侧轴向设置有电机；壳体内设置有传质托盘、传质环和托盘盖板，传质托盘采用凹槽型结构，位于传质托盘的开口侧设置有托盘盖板，传质托盘底部靠近电机并与电机连接，传质环设置在传质托盘和托盘盖板之间；液体分布器一端依次穿过端盖、托盘盖板，且端部位于传质托盘的凹槽内。本发明可以在短时间内得到均一的聚合物溶液，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、喷液均匀的优点。

Description

一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置

技术领域

本发明涉及一种石油工程技术领域，特别是关于一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置。

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***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。

发明内容

针对海上平台空间、承重有限，聚合物溶解时间长的问题，本发明的目的是提供一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，其能够有效降低聚合物的溶解时间，安装简单、占地面积小、重量轻、处理量大、喷液均匀。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，其包括壳体、端盖、电机、传质托盘、传质环、托盘盖板和液体分布器；所述壳体呈凹槽型结构，位于所述壳体的凹槽开口处设置有所述端盖，位于所述壳体的封闭端外侧轴向设置有所述电机；所述壳体内设置有所述传质托盘、传质环和托盘盖板，所述传质托盘采用凹槽型结构，位于所述传质托盘的开口侧设置有所述托盘盖板，所述传质托盘底部靠近所述电机并与所述电机连接，所述传质环设置在所述传质托盘和托盘盖板之间；所述液体分布器一端依次穿过所述端盖、托盘盖板，且端部位于所述传质托盘的凹槽内。

进一步，所述传质环包括上支撑环、下支撑环、内支撑网和外支撑网；所述上支撑环和下支撑环之间固定设置有若干所述内支撑网、外支撑网，所述内支撑网设置在所述上支撑环和下支撑环的内缘侧，位于所述外支撑网内；所述外支撑网设置在所述上支撑环和下支撑环的外缘侧；在所述内支撑网和外支撑网之间设置有泡沫金属铜。

进一步，所述上支撑环、下支撑环分别与所述内支撑网和外支撑网两端焊接在一起，用于固定和支撑所述泡沫金属铜。

进一步，所述泡沫金属铜的孔隙直径为100μm～400μm。

进一步，所述液体分布器的两端分别为进液端和封闭端，所述封闭端的端部径向设有若干个分流孔；所述进液端位于所述端盖外部，所述封闭端沿轴向穿过所述端盖和托盘盖板并延伸至所述传质托盘的凹槽内；所述分流孔位于所述传质托盘内，并垂直于所述传质环。

进一步，所述传质托盘上具有用于与所述电机连接的连接部，以及与所述传质环相匹配的第一圆环状卡槽；所述传质托盘的连接部穿过所述壳体与所述电机的转轴连接。

进一步，所述托盘盖板轴向设有用于所述液体分布器穿设的通孔，并在所述托盘盖板周边设置有用于镶嵌所述传质环的第二圆环状卡槽；所述第一圆环状卡槽与所述第二圆环状卡槽相对设置，所述传质环两端分别与所述第一圆环状卡槽、第二圆环状卡槽相匹配。

进一步，所述壳体底部侧面上设置有出液口。

进一步，还包括清洁器，所述清洁器位于所述传质托盘的凹槽内，安装在所述液体分布器上。

进一步，所述清洁器为十字形状叶轮，该十字形状叶轮由4片L形叶片构成，且所述L形叶片垂直于所述传质环。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明可以在短时间内得到均一的聚合物溶液，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、喷液均匀的优点。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是液体分布器的结构示意图

图3是传质环的主视剖面示意图；

图4是传质环的俯视结构示意图；

图5是传质托盘的主视剖面示意图；

图6是传质托盘的俯视结构示意图；

图7是托盘盖板的主视剖面示意图；

图8是托盘盖板的俯视结构示意图；

图9是本发明实施例二的结构示意图；

图10是清洁器的主视剖面示意图；

图11是清洁器的俯视结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

实施例一

如图1所示，本发明的一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，其包括壳体1、端盖2、电机3、传质托盘4、传质环5、托盘盖板6和液体分布器7。壳体1呈凹槽型结构，位于壳体1的凹槽开口处设置有端盖2，位于壳体1封闭端外侧轴向设置有电机3，端盖2和电机3均通过螺栓与壳体1固定连接。位于壳体 1内设置有传质托盘4、传质环5和托盘盖板6，传质托盘4采用凹槽型结构，位于传质托盘4的开口侧设置有托盘盖板6，传质托盘4底部靠近电机3并与电机3 连接，传质环5设置在传质托盘4和托盘盖板6之间；液体分布器7一端依次穿过端盖2、托盘盖板6，且端部位于传质托盘4的凹槽内。

如图2所示，液体分布器7的两端分别为进液端和封闭端8，封闭端8的端部径向设有若干个分流孔9。进液端位于端盖2外部，封闭端8沿轴向穿过端盖2 和托盘盖板6并延伸至传质托盘4的凹槽内；其分流孔9位于传质托盘4的凹槽内，并垂直于传质环5。

在本实施例中，如图3、图4所示，传质环5包括上支撑环10、下支撑环11、内支撑网13和外支撑网12。上支撑环10和下支撑环11之间固定设置有若干内支撑网13、外支撑网12，内支撑网13设置在上支撑环10和下支撑环11的内缘侧，位于外支撑网12内；外支撑网12设置在上支撑环10和下支撑环11的外缘侧。在内支撑网13和外支撑网12之间设置有泡沫金属铜14。上支撑环10、下支撑环 11分别与内支撑网13和外支撑网12两端焊接在一起，用于固定和支撑泡沫金属铜14，泡沫金属铜14的孔隙直径为100μm～400μm。

如图5、图6所示，传质托盘4上具有用于与电机3连接的连接部，以及与传质环5相匹配的第一圆环状卡槽15；传质托盘4的连接部穿过壳体1与电机3的转轴连接。

如图7、图8所示，在托盘盖板6轴向设有用于液体分布器7穿设的通孔，并在托盘盖板6周边设置有用于镶嵌传质环5的第二圆环状卡槽16。第一圆环状卡槽15和第二圆环状卡槽16相对设置，传质环5两端分别与第一圆环状卡槽15、第二圆环状卡槽16相匹配，进而使传质环5的两端分别嵌于第一圆环状卡槽15、第二圆环状卡槽16内。

上述各实施例中，位于壳体1底部侧面上设置有出液口17。

在本实施例中，为了提高密封性能，优选的实施方式是液体分布器7与托盘盖板6之间、传质托盘4的连接部与壳体1之间分别设有机械密封18。

综上，本发明使用时，液体分布器7的进液端与现场转液螺杆泵出口相连，出液口17与熟化罐入口相连，聚合物干粉颗粒和配注水经分散混合罐混合后形成未溶解好的聚合物溶液，此时聚合物干粉处于溶胀阶段，未溶解好的聚合物溶液从封闭端8上的分流孔9进入传质托盘4内，分流孔9出来的溶液直接喷射向传质环5，传质托盘4在电机3的带动下以1440rpm的转速旋转，未溶解好的聚合物溶液在离心力的作用下由传质托盘4内缘向外缘加速运动，未溶解好的聚合物溶液穿过传质环5时，溶液中的配注水和聚合物溶胀颗粒被传质环5内部的泡沫金属铜14分散、破碎，形成多个高效混合微元，增加了配注水和聚合物溶胀颗粒的相际界面，同时由于配注水和聚合物溶胀颗粒在泡沫金属铜14内运动的速度差，使得配注水强制渗透进入聚合物溶胀颗粒内部，加速聚合物溶胀颗粒水化，从而缩短聚合物溶解时间。

被处理过的聚合物溶液通过出液口17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。

实施例二

如图9所示，本发明的一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，在实施例一的基础上还设置了清洁器19，其中清洁器19位于传质托盘4的凹槽内，安装在液体分布器7的封闭端8上。

在本实施例中，如图10、图11所示，清洁器19为十字形状叶轮，该十字形状叶轮由4片L形叶片20构成，且L形叶片20垂直于传质环5。该清洁器19能更好地清洁粘附在传质环5上的聚合物溶胀颗粒，清洁器19和传质环5的间距根据聚合物溶胀颗粒的粒径确定。

该实施例在使用时，液体分布器7的进液端与现场转液螺杆泵出口相连，出液口17与熟化罐入口相连。聚合物干粉颗粒和配注水经分散混合罐混合后的形成未溶解好的聚合物溶液，此时聚合物干粉处于溶胀阶段。未溶解好的聚合物溶液从液体分布器7的封闭端8上分流孔9进入传质托盘4，传质托盘4在电机3的带动下以2880rpm的转速旋转，未溶解好的聚合物溶液在离心力的作用下由传质托盘4内部向传质托盘4外缘加速运动，未溶解好的聚合物溶液穿过传质环5时，溶液中的配注水和聚合物溶胀颗粒被传质环5内部的泡沫金属铜14分散、破碎，形成多个高效混合微元，增加了配注水和聚合物溶胀颗粒的相际界面；同时由于配注水和聚合物溶胀颗粒在泡沫金属铜14内运动的速度差，使得配注水强制渗透进入聚合物溶胀颗粒内部，加速聚合物溶胀颗粒水化，从而缩短聚合物溶解时间。被处理过的聚合物溶液，通过出液口17，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。

清洁器19固定在液体分布器7上，传质环5跟着传质托盘4在电机3的带动下高速旋转，清洁器19可以清理传质环5上的聚合物溶胀颗粒。因为当大量聚合物溶胀颗粒聚集在传质环5上，会堵塞传质环5内泡沫金属铜14的孔隙影响装置的正常运行或者降低效率，此时固定不动的清洁器19清理高速旋转的传质环5上附着的聚合物溶胀颗粒，4片叶片组成十字形状叶轮的清洁器19结构简单清理的效果也较佳，而清洁器19与传质环5的距离则根据聚合物的规格来定，以便达到最佳效果。

以上，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作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 (10)

1.一种带液体分布器的聚合物超强传质速溶装置，其特征在于：包括壳体、端盖、电机、传质托盘、传质环、托盘盖板和液体分布器；所述壳体呈凹槽型结构，位于所述壳体的凹槽开口处设置有所述端盖，位于所述壳体的封闭端外侧轴向设置有所述电机；所述壳体内设置有所述传质托盘、传质环和托盘盖板，所述传质托盘采用凹槽型结构，位于所述传质托盘的开口侧设置有所述托盘盖板，所述传质托盘底部靠近所述电机并与所述电机连接，所述传质环设置在所述传质托盘和托盘盖板之间；所述液体分布器一端依次穿过所述端盖、托盘盖板，且端部位于所述传质托盘的凹槽内。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述传质环包括上支撑环、下支撑环、内支撑网和外支撑网；所述上支撑环和下支撑环之间固定设置有若干所述内支撑网、外支撑网，所述内支撑网设置在所述上支撑环和下支撑环的内缘侧，位于所述外支撑网内；所述外支撑网设置在所述上支撑环和下支撑环的外缘侧；在所述内支撑网和外支撑网之间设置有泡沫金属铜。

3.如权利要求2所述装置，其特征在于：所述上支撑环、下支撑环分别与所述内支撑网和外支撑网两端焊接在一起，用于固定和支撑所述泡沫金属铜。

4.如权利要求2或3所述装置，其特征在于：所述泡沫金属铜的孔隙直径为100μm～400μm。

5.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述液体分布器的两端分别为进液端和封闭端，所述封闭端的端部径向设有若干个分流孔；所述进液端位于所述端盖外部，所述封闭端沿轴向穿过所述端盖和托盘盖板并延伸至所述传质托盘的凹槽内；所述分流孔位于所述传质托盘内，并垂直于所述传质环。

6.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述传质托盘上具有用于与所述电机连接的连接部，以及与所述传质环相匹配的第一圆环状卡槽；所述传质托盘的连接部穿过所述壳体与所述电机的转轴连接。

7.如权利要求6所述装置，其特征在于：所述托盘盖板轴向设有用于所述液体分布器穿设的通孔，并在所述托盘盖板周边设置有用于镶嵌所述传质环的第二圆环状卡槽；所述第一圆环状卡槽与所述第二圆环状卡槽相对设置，所述传质环两端分别与所述第一圆环状卡槽、第二圆环状卡槽相匹配。

8.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述壳体底部侧面上设置有出液口。

9.如权利要求1所述装置，其特征在于：还包括清洁器，所述清洁器位于所述传质托盘的凹槽内，安装在所述液体分布器上。

10.如权利要求9所述装置，其特征在于：所述清洁器为十字形状叶轮，该十字形状叶轮由4片L形叶片构成，且所述L形叶片垂直于所述传质环。

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