適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置制造方法
【專利摘要】一種適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置,包括圓管殼流道（5），其特征在于：在所述的圓管殼流道（5）內設有多個沿軸向布置的旋流混合單元（6），相鄰的旋流混合單元（6）錯開90度角。本發(fā)明不僅可以對一般的液—液、液—氣、液—固、氣—氣進行充分混合，尤其適用情況復雜的高粘度多元介質的均勻混合，可在很寬的粘度范圍內不同的流型（層流、過渡流、湍流）狀態(tài)下應用。本發(fā)明有效解決了油田三次采油聚合物母液、三元母液、多元液的混合注入時的結垢、機械剪切、化學降解、混合不均勻等難題，充分體現結構簡單，混合均勻，低剪切，防化學降解，不易結垢，易于維護等技術特點。
【專利說明】適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置，適用于液一液、液一氣、液一固、氣一氣的混合、乳化、中和、吸收、萃取、反應和強化傳熱等工藝過程，可在很寬的粘度范圍內不同的流型(層流、過渡流、湍流)狀態(tài)下應用，并可間歇操作和連續(xù)操作應用。

【背景技術】
[0002]目前，現有靜態(tài)混合器大部分都是單純采用旋出式靜態(tài)混合方法，結構雖然簡單、阻力小、適應性廣，但是流體混合不充分、混合效率低。特別是油田三次采油過程中需要用靜態(tài)混合器，其將聚丙烯酞胺母液和油田采出水按所需比例混合成目的溶液后再注入井下，以保證混合后目的溶液的黏度達到注聚合物或注三元驅油的要求。目前，用于油田注聚合物及注三元站上的靜態(tài)混合器主要有SK型、SMV型、SMX型。經對油田現場使用的靜態(tài)混合器的性能進行測試發(fā)現，現場使用的靜態(tài)混合器對聚合物的機械剪切降解很大，這是因為現場使用的混合器大部分是從化工行業(yè)移植過來，對聚合物溶液剪切降解都很大，經過剪斷后的PAM溶液豁度大大下降，在井下油層中的驅油效果明顯下降，嚴重影響油田三次采油驅油產能。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供一種適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置，以了解決現有技術存在的對聚合物的機械剪切降解很大，經過剪斷后的PAM溶液豁度大大下降，在井下油層中的驅油效果明顯下降，嚴重影響油田三次采油驅油產能的問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案為:一種適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置，包括圓管殼流道，其特征在于:在所述的圓管殼流道內設有多個沿軸向布置的旋流混合單元，相鄰的旋流混合單元錯開90度角。
[0005]所述的旋流混合單元包括內環(huán)螺旋帶、外環(huán)螺旋帶、芯軸和連接支架，芯軸設在圓管殼流道的軸心，兩根連接支架相互平行，連接支架的中部垂直地連接在芯軸上；在相鄰的兩根連接支架半部之間分別連接兩根旋向相反的內環(huán)螺旋帶和外環(huán)螺旋帶，其中內環(huán)螺旋帶兩端分別連接在連接支架相同一側半部的中部，外環(huán)螺旋帶的兩端分別連接在連接支架相同一側半部的兩端；連接支架的長度以及外環(huán)螺旋帶的螺旋直徑與圓管殼流道的內徑相同。
[0006]通過調整旋流混合單元之間距離，具有適應對不同粘度及混合均勻度要求的混合效果。
[0007]所述的芯軸的兩端、內環(huán)螺旋帶和外環(huán)螺旋帶的表面邊角均為光滑圓角。
[0008]所述的圓管殼流道和旋流混合單元的表面均噴涂聚四氟乙烯層。
[0009]在所述的圓管殼流道兩端設有卡箍式接口，卡箍式接口采用高壓密封環(huán)密封。
[0010]每一旋流混合單元中，連接在連接支架同一側的內環(huán)螺旋帶與外環(huán)螺旋帶互為反向螺旋布置，并且內環(huán)螺旋帶和外環(huán)螺旋帶采用兩條以上。
[0011]所述的旋流混合單元的內環(huán)螺旋帶與外環(huán)螺旋帶所占旋轉角大于350度。
[0012]旋流混合單元內環(huán)螺旋帶與外環(huán)螺旋帶之間的間隙根據混合介質及混合效果確定。
[0013]旋流混合單元的外緣與圓管殼流道內壁采用緊密的彈性過盈式配合，完全避免了介質混時的壁流現象。
[0014]本發(fā)明不僅可以對一般的液一液、液一氣、液一固、氣一氣進行充分混合，尤其適用情況復雜的高粘度多元介質的均勻混合，可在很寬的粘度范圍內不同的流型(層流、過渡流、湍流)狀態(tài)下應用。本發(fā)明有效解決了油田三次采油聚合物母液、三元母液、多元液的混合注入時的結垢、機械剪切、化學降解、混合不均勻等難題，充分體現結構簡單，混合均勻，低剪切，防化學降解，不易結垢，易于維護等技術特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的總體的立體結構示意圖(局部剖視)；
圖2是本發(fā)明的旋流混合單元的結構示意圖。
[0016]圖中標記說明:1、卡箍式接口 ；2、聚四氟乙烯或特氟龍涂層；3、芯軸；4、高壓密封環(huán)；5、圓管殼流道；6、旋流混合單元；7、連接支架；8、內環(huán)螺旋帶；9、外環(huán)螺旋帶。

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本本發(fā)明作進一步說明:
參見圖1和圖2，本發(fā)明一種適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，在所述的圓管殼流道5內設有多個沿軸向布置的旋流混合單元6，相鄰的旋流混合單元6錯開90度角。
[0018]所述的旋流混合單元6包括內環(huán)螺旋帶8、外環(huán)螺旋帶9、芯軸3和連接支架7，芯軸3設在圓管殼流道5的軸心，兩根連接支架7相互平行，連接支架7的中部垂直地連接在芯軸3上；在相鄰的兩根連接支架7半部之間分別連接兩根旋向相反的內環(huán)螺旋帶8和外環(huán)螺旋帶9，其中內環(huán)螺旋帶8兩端分別連接在連接支架7相同一側半部的中部，外環(huán)螺旋帶9的兩端分別連接在連接支架7相同一側半部的兩端；連接支架7的長度以及外環(huán)螺旋帶9的螺旋直徑與圓管殼流道5的內徑相同。
[0019]在所述的圓管殼流道5兩端設有卡箍式接口 1，卡箍式接口 I采用高壓密封環(huán)4密封。旋流混合單元6的外緣與圓管殼流道5內壁采用緊密的彈性過盈式配合，完全避免了介質混時的壁流現象。
[0020]旋流混合單元6采用內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9結構形式，形成螺旋型交錯流態(tài)，流體旋轉方向不斷改變，從而能促進流體混合的更加均勻。
[0021]圓管殼流道5、芯軸3、旋流混合單元6所有與介質接觸的表面均采用了光滑倒圓角處理，減少對介質機械剪切，具有降低介質粘度損失的效果。圓管殼流道5內表面、旋流混合單元6外表面、芯軸3外表面等所有與介質接觸的表面均采用熱噴涂聚四氟乙烯2的工藝，表面光潔、不易結垢、化學性能穩(wěn)定，具有避免介質化學降解的效果。
[0022]旋流混合單元6內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9互為反向螺旋布置，內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶均9采用多條螺旋帶結構。旋流混合單元6內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9旋轉角度大于等于360度。旋流混合單元6內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9之間的間隙可根據常規(guī)實驗進行調整，以滿足不同混合介質的需要，達到較好的混合效果。
[0023]通過調整旋流混合單元6之間距離的疏密組合，具有適應對不同粘度及混合均勻度要求的混合效果。
[0024]旋流混合單元6內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9旋轉角度大于等于360度。
[0025]旋流混合單元6內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9之間的間隙可根據混合介質及混合效果進行調整。
[0026]本發(fā)明使用時，由于旋流混合單元6采用內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9互為反向螺旋布置，內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9均采用多條螺旋帶結構，使流體產生較復雜的四周螺旋上升、再沿中心下降的流動型式，將流體微元不斷地進行交換，不斷改變流動方向，不僅將中心液流推向周邊，而且將周邊流體推向中心，形成螺旋型交錯流態(tài)，從而造成良好的徑向混合效果。與此同時，流體自身的旋轉作用在相鄰組件連接處的接口上亦會發(fā)生，這種完善的徑向環(huán)流混合作用，使高粘度物料獲得更佳的均勻混合。
[0027]由于旋流混合單元6采用內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋帶9互為反向螺旋布置，內環(huán)螺旋帶8與外環(huán)螺旋9帶均采用多條螺旋帶結構,不斷改變流動方向，未對介質產生機械剪切，因此，本結構形式對混合介質具有低剪混合的功能。
[0028]所有與介質接觸的表面均采用了光滑倒圓角，并采用熱噴涂聚四氟乙烯層2進行表面處理。由于聚四氟乙烯(特氟龍)具有不粘性、滑動性、耐腐蝕性，處理后的表面具有表面光潔、化學性能穩(wěn)定。因此，當介質混合時具有防垢、防化學降解功能。
[0029]卡箍式接口 I連接，解決了拆卸快速方便問題，同時對工藝復雜，要求占地面積小的工藝設備尤其適用。
【權利要求】
1.一種適用于高粘度介質的新型低剪切防垢多相混合裝置，包括圓管殼流道(5)，其特征在于:在所述的圓管殼流道(5)內設有多個沿軸向布置的旋流混合單元(6)，相鄰的旋流混合單元(6)錯開90度角。
2.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:所述的旋流混合單元(6)包括內環(huán)螺旋帶(8)、外環(huán)螺旋帶(9)、芯軸(3)和連接支架(7)，芯軸(3)設在圓管殼流道(5)的軸心，兩根連接支架(7)相互平行，連接支架(7)的中部垂直地連接在芯軸(3)上；在相鄰的兩根連接支架(7)半部之間分別連接兩根旋向相反的內環(huán)螺旋帶(8)和外環(huán)螺旋帶(9)，其中內環(huán)螺旋帶(8)兩端分別連接在連接支架(7)相同一側半部的中部，外環(huán)螺旋帶(9)的兩端分別連接在連接支架(7)相同一側半部的兩端；連接支架(7)的長度以及外環(huán)螺旋帶(9)的螺旋直徑與圓管殼流道(5)的內徑相同。
3.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:通過調整旋流混合單元(6)之間距離，具有適應對不同粘度及混合均勻度要求的混合效果。
4.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:所述的芯軸(3)的兩端、內環(huán)螺旋帶(8)和外環(huán)螺旋帶(9)的表面邊角均為光滑圓角。
5.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:所述的圓管殼流道(5)和旋流混合單元(6)的表面均噴涂聚四氟乙烯層(2)。
6.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:在所述的圓管殼流道(5)兩端設有卡箍式接口( I )，卡箍式接口( I)采用高壓密封環(huán)(4)密封。
7.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:每一旋流混合單元(6)中，連接在連接支架(7)同一側的內環(huán)螺旋帶(8)與外環(huán)螺旋帶(9)互為反向螺旋布置，并且內環(huán)螺旋帶(8)和外環(huán)螺旋帶(9)采用兩條以上。
8.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:所述的旋流混合單元(6)的內環(huán)螺旋帶(8)與外環(huán)螺旋帶(9)所占旋轉角大于350度。
9.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:旋流混合單元(6 )內環(huán)螺旋帶(8 )與外環(huán)螺旋帶(9 )之間的間隙根據混合介質及混合效果確定。
10.根據權利要求1所述的適用于高粘度介質的低剪切防垢新型多相混合裝置，其特征在于:旋流混合單元(6)的外緣與圓管殼流道(5)內壁采用緊密的彈性過盈式配合，完全避免了介質混時的壁流現象。
【文檔編號】B01F7/24GK104128113SQ201410424003
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】唐述山, 王雪燕 申請人:唐述山, 王雪燕