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高黏彈凍膠顆粒化裝置、系統(tǒng)和方法制造方法及圖紙

技術(shù)編號：44494281 閱讀：4 留言：0更新日期：2025-03-04 18:00

本發(fā)明專利技術(shù)涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高黏彈凍膠顆粒化裝置、系統(tǒng)和方法，該顆粒化裝置包括：套設(shè)連接的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件與轉(zhuǎn)子組件之間形成有剪切空間，剪切空間內(nèi)設(shè)置有多個(gè)用于剪切高黏彈凍膠且形成凍膠顆粒的錯(cuò)齒，沿高黏彈凍膠的輸送方向，錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多。通過上述技術(shù)方案，高黏彈凍膠被輸送進(jìn)入剪切空間后，由錯(cuò)齒進(jìn)行剪切，沿輸送方向，隨著錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多，使剪切得到的凍膠的粒徑逐漸減少，形狀逐漸規(guī)則，制備得到粒徑可控、形狀規(guī)則的凍膠顆粒，進(jìn)而提高凍膠在地層深部控水的效果。

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【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及石油開采，具體涉及一種高黏彈凍膠顆粒化裝置。在此基礎(chǔ)上，還涉及一種高黏彈凍膠顆粒化系統(tǒng)和一種高黏彈凍膠顆粒化方法。

技術(shù)介紹

1、注水驅(qū)替原油是石油開采領(lǐng)域中普遍采用的增產(chǎn)措施，但是受到儲層非均質(zhì)的影響，注入儲層的水或者儲層天然邊地水容易發(fā)生竄流，導(dǎo)致油井采出流體中含水率較高、而含油率較低，造成生產(chǎn)效益較低。

2、高黏彈凍膠是行業(yè)公認(rèn)的高含水油田控水增油的“良藥”，但面臨儲層深部控水困難，尤其針對高溫高鹽油藏，高黏彈凍膠成膠快，無法在地層深部運(yùn)移，現(xiàn)有的剪切設(shè)備，例如乳化機(jī)、均質(zhì)機(jī)、膠體磨等可實(shí)現(xiàn)對單一脆性或黏性的物料體系進(jìn)行剪切制備，例如大豆、小麥等脆性固體或稠油等黏性流體，但是對于同時(shí)具備高黏性和彈性的凍膠體系來說，則難以實(shí)現(xiàn)高效剪切顆粒化，致使控水有效期較短、控水效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的高黏彈凍膠控水有效期較短、控水效果差的技術(shù)問題，提供一種高黏彈凍膠顆粒化裝置、系統(tǒng)和方法，該高黏彈凍膠顆粒化裝置可控制凍膠的粒徑、形狀，得到形狀規(guī)則，粒徑符合生產(chǎn)需求的凍膠顆粒，有利于高黏彈凍膠在地層深部運(yùn)移，實(shí)現(xiàn)較好的深部控水效果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的第一方面提供一種高黏彈凍膠顆粒化裝置，包括：同軸套設(shè)連接的定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件與所述轉(zhuǎn)子組件之間形成有剪切空間，所述剪切空間內(nèi)設(shè)置有多個(gè)用于剪切高黏彈凍膠且形成凍膠顆粒的錯(cuò)齒，沿所述高黏彈凍膠的輸送方向，所述錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多。

3、在本專利技術(shù)提供的高黏彈凍膠顆粒化裝置中，高黏彈凍膠被輸送進(jìn)入剪切空間后，由錯(cuò)齒進(jìn)行剪切，沿輸送方向，隨著錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多，使剪切得到的凍膠的粒徑逐漸減少，形狀逐漸規(guī)則，制備得到粒徑可控、形狀規(guī)則的凍膠顆粒，進(jìn)而提高凍膠在地層深部控水的效果。

4、在一些實(shí)施例中，沿所述高黏彈凍膠的輸送方向，所述剪切空間包括預(yù)剪切腔室、粉碎腔室以及磨圓腔室，所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量小于所述粉碎腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量，所述粉碎腔室的錯(cuò)齒的數(shù)量小于所述磨圓腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量。

5、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子組件包括同軸連接的預(yù)剪切轉(zhuǎn)子、粉碎轉(zhuǎn)子以及磨圓轉(zhuǎn)子，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子用于與所述定子組件配合形成所述預(yù)剪切腔室，所述粉碎轉(zhuǎn)子用于與所述定子組件配合形成所述粉碎腔室，所述磨圓轉(zhuǎn)子用于與所述定子組件配合形成所述磨圓腔室。

6、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子包括形成于所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為40-80個(gè)；所述粉碎轉(zhuǎn)子包括形成于所述粉碎腔室內(nèi)的粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒，所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為50-90個(gè)；所述磨圓轉(zhuǎn)子包括形成于所述磨圓腔室內(nèi)的磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒，所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為60-100個(gè)。

7、在一些實(shí)施例中，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的間距為1-5mm。

8、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的前傾角為0-10°。

9、在一些實(shí)施例中，所述定子組件包括與所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子配合形成所述預(yù)剪切腔室的預(yù)剪切定子、與所述粉碎轉(zhuǎn)子配合形成所述粉碎腔室的粉碎定子以及與所述磨圓轉(zhuǎn)子配合形成所述磨圓腔室的磨圓定子。

10、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切定子包括形成于所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的預(yù)剪切定子錯(cuò)齒，所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒的數(shù)量為50-80個(gè)；所述粉碎定子包括形成于所述粉碎腔室內(nèi)的粉碎定子錯(cuò)齒，所述粉碎定子錯(cuò)齒的數(shù)量為60-100個(gè)；所述磨圓定子包括形成于所述磨圓腔室內(nèi)的磨圓定子錯(cuò)齒，所述磨圓定子錯(cuò)齒的數(shù)量為80-120個(gè)。

11、在一些實(shí)施例中，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒、所述粉碎定子錯(cuò)齒以及所述磨圓定子錯(cuò)齒的間距為1-5mm。

12、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒、所述粉碎定子錯(cuò)齒以及所述磨圓定子錯(cuò)齒的前傾角為0-10°。

13、在一些實(shí)施例中，所述定子組件與所述轉(zhuǎn)子組件的間距為1-5mm。

14、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)速為4500rpm-7200rpm。

15、在一些實(shí)施例中，所述錯(cuò)齒剪切高黏彈凍膠的時(shí)間配置為不少于240s。

16、在一些實(shí)施例中，所述定子組件同軸地套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子組件的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)子組件包括用于與驅(qū)動設(shè)備傳動連接的軸心通孔。

17、本專利技術(shù)的第二方面提供一種高黏彈凍膠顆粒化系統(tǒng)，包括前述的高黏彈凍膠顆粒化裝置。

18、本專利技術(shù)的第三方面提供一種高黏彈凍膠顆粒化方法，包括以下：

19、在剪切空間內(nèi)對高黏彈凍膠進(jìn)行多級剪切，形成凍膠顆粒；其中，沿所述高黏彈凍膠輸送方向，在所述多級剪切中，用于剪切所述高黏彈凍膠的錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多。

20、在一些實(shí)施例中，沿所述高黏彈凍膠輸送方向，所述多級剪切包括以下：

21、預(yù)剪切，在所述預(yù)剪切中使用預(yù)剪切定子和預(yù)剪切轉(zhuǎn)子對所述高黏彈凍膠進(jìn)行剪切，所述預(yù)剪切定子的預(yù)剪切定子錯(cuò)齒的數(shù)量為50-80個(gè)，和/或所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子的預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為40-80個(gè)；

22、粉碎剪切，在所述粉碎剪切中使用粉碎定子和粉碎轉(zhuǎn)子對所述高黏彈凍膠進(jìn)行剪切，所述粉碎定子的粉碎定子錯(cuò)齒的數(shù)量為60-100個(gè)，和/或所述粉碎轉(zhuǎn)子的粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為50-90個(gè)；

23、磨圓剪切，在所述磨圓剪切中使用磨圓定子和磨圓轉(zhuǎn)子對所述高黏彈凍膠進(jìn)行剪切，所述磨圓定子的磨圓定子錯(cuò)齒的數(shù)量為80-120個(gè)，和/或所述磨圓轉(zhuǎn)子的磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的數(shù)量為60-100個(gè)。

24、在一些實(shí)施例中，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的間距為1-5mm，和/或任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒、所述粉碎定子錯(cuò)齒以及所述磨圓定子錯(cuò)齒的間距為1-5mm。

25、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒的前傾角為0-10°，和/或所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒、所述粉碎定子錯(cuò)齒以及所述磨圓定子錯(cuò)齒的前傾角為0-10°。

26、在一些實(shí)施例中，在所述多級剪切中，所述高黏彈凍膠的剪切時(shí)間不少于240s。

27、在一些實(shí)施例中，在所述多級剪切中，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子、所述粉碎轉(zhuǎn)子以及所述磨圓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為4500rpm-7200rpm。

28、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子與所述預(yù)剪切定子、所述粉碎轉(zhuǎn)子與所述粉碎定子以及所述磨圓轉(zhuǎn)子與所述磨圓定子的間距為1-5mm。

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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，包括：同軸套設(shè)連接的定子組件(1)和轉(zhuǎn)子組件(2)，所述定子組件(1)與所述轉(zhuǎn)子組件(2)之間形成有剪切空間，所述剪切空間內(nèi)設(shè)置有多個(gè)用于剪切高黏彈凍膠且形成凍膠顆粒的錯(cuò)齒，沿所述高黏彈凍膠的輸送方向，所述錯(cuò)齒的數(shù)量逐漸增多。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，沿所述高黏彈凍膠的輸送方向，所述剪切空間包括預(yù)剪切腔室、粉碎腔室以及磨圓腔室，所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量小于所述粉碎腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量，所述粉碎腔室的錯(cuò)齒的數(shù)量小于所述磨圓腔室內(nèi)的錯(cuò)齒的數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子組件(2)包括同軸連接的預(yù)剪切轉(zhuǎn)子(21)、粉碎轉(zhuǎn)子(22)以及磨圓轉(zhuǎn)子(23)，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子(21)用于與所述定子組件(1)配合形成所述預(yù)剪切腔室，所述粉碎轉(zhuǎn)子(22)用于與所述定子組件(1)配合形成所述粉碎腔室，所述磨圓轉(zhuǎn)子(23)用于與所述定子組件(1)配合形成所述磨圓腔室。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子(21)包

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(222)以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(232)的間距為1-5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(222)以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(232)的前傾角為0-10°。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述定子組件(1)包括與所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子(21)配合形成所述預(yù)剪切腔室的預(yù)剪切定子(11)、與所述粉碎轉(zhuǎn)子(22)配合形成所述粉碎腔室的粉碎定子(12)以及與所述磨圓轉(zhuǎn)子(23)配合形成所述磨圓腔室的磨圓定子(13)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述預(yù)剪切定子(11)包括形成于所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)，所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)的數(shù)量為50-80個(gè)；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)、所述粉碎定子錯(cuò)齒(152)以及所述磨圓定子錯(cuò)齒(162)的間距為1-5mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)、所述粉碎定子錯(cuò)齒(152)以及所述磨圓定子錯(cuò)齒(162)的前傾角為0-10°。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述定子組件(1)與所述轉(zhuǎn)子組件(2)的間距為1-5mm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子組件(2)的轉(zhuǎn)速為4500rpm-7200rpm。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述錯(cuò)齒剪切高黏彈凍膠的時(shí)間配置為不少于240s。

14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述定子組件(1)同軸地套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子組件(2)的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)子組件(2)包括用于與驅(qū)動設(shè)備傳動連接的軸心通孔(25)。

15.一種高黏彈凍膠顆粒化系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-14中任意一項(xiàng)所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置。

16.一種高黏彈凍膠顆粒化方法，其特征在于，包括以下：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的高黏彈凍膠顆粒化方法，其特征在于，沿所述高黏彈凍膠輸送方向，所述多級剪切包括以下：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高黏彈凍膠顆粒化方法，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(222)以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(232)的間距為1-5mm，和/或任意兩個(gè)相鄰的所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)、所述粉碎定子錯(cuò)齒(152)以及所述磨圓定子錯(cuò)齒(162)的間距為1-5mm。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高黏彈凍膠顆粒化方法，其特征在于，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)、所述粉碎轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(222)以及所述磨圓轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(232)的前傾角為0-10°，和/或所述預(yù)剪切定子錯(cuò)齒(142)、所述粉碎定子錯(cuò)齒(152)以及所述磨圓定子錯(cuò)齒(162)的前傾角為0-10°。

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高黏彈凍膠顆粒化方法，其特征在于，在所述多級剪切中，所述高黏彈凍膠的剪切時(shí)間不少于240s。<...

【技術(shù)特征摘要】

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征在于，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子(21)包括形成于所述預(yù)剪切腔室內(nèi)的預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)，所述預(yù)剪切轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒(212)的數(shù)量為40-80個(gè)；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高黏彈凍膠顆粒化裝置，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙光，趙金忠，戴彩麗，程浩然，鄭勇，劉海寧，金旭，吳一寧，劉逸飛，孫永鵬，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學(xué)華東，
類型：發(fā)明
國別省市：

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