申请/专利权人：河南福侨石油装备有限公司

申请日：2019-04-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110067539B

主分类号：E21B43/16

分类号：E21B43/16;E21B23/01

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.08.23#实质审查的生效;2019.07.30#公开

摘要：本发明公开了一种稠油掺稀混合装置，其特征在于：包括油管接箍、承载筒，所述油管接箍连接于承载筒的上端，承载筒的下端设置有过滤筛，承载筒内设置有至少一组旋转混合总成和至少一组混合栅，混合栅和旋转混合总成从上至下依次间隔设置。本发明提供的稠油掺稀混合装置是一种无需外加动力、混合效率高、压降低、不改变油井生产工艺、不影响油井产量的井下稠油掺稀混合工具，可有效控制稀油的注入量，提高井下混合效果。

主权项：1.一种稠油掺稀混合装置，其特征在于：包括油管接箍（1）和承载筒（3），所述油管接箍（1）连接于承载筒（3）的上端，承载筒（3）的下端设置有过滤筛（5），所述过滤筛（5）上分布有相互平行的数十个孔，孔径为5～12mm；承载筒（3）内设置有至少一组旋转混合总成（4）和至少一组混合栅（2），混合栅（2）和旋转混合总成（4）从上至下依次间隔设置；每组旋转混合总成（4）上部旋流半径出口处设置一组混合栅（2）；所述混合栅（2）由数条相互交叉的混合栅板组成，混合栅板上设置有过流孔；所述旋转混合总成（4）包括导流筒（8）、芯轴（10）以及将芯轴（10）支撑在导流筒（8）内的支架（7），芯轴（10）上套装有叶轮（9），叶轮（9）通过定位螺母（11）和锁紧背帽（12）限制在芯轴（10）上；所述导流筒（8）的内腔沿着油流方向自一端到另一端依次包括收缩段（17）、圆柱段（18）和扩散段（19），收缩段（17）的锥角为8°～15°，扩散段（19）的角度为30°～45°；大块的稠油被过滤筛（5）初步分割成细长条状，随后进入到旋转混合总成（4）中，叶轮（9）在油流的冲击作用下快速旋转搅拌，对长条状稠油进行截断和破碎；破碎后的混合流体在叶轮（9）的带动下形成了螺旋流动，借助流体的螺旋剪切力，混合流体形成大角度冲击混合栅（2）；一方面，混合流体中的稠油颗粒被混合栅板和过流孔边缘上的刃口再次破碎；另一方面，混合流体在混合栅（2）内发生“多通道相对位移”。

全文数据：一种稠油掺稀混合装置技术领域本发明属于油田采油设备技术领域，具体涉及一种稠油掺稀混合装置。背景技术我国油田稠油储量极为丰富，由于稠油具有特殊的高粘度和高凝固点的特性，掺稀降粘是稠油开采工艺中的主要形式之一，稀油从油套环空注入，到达掺稀点后与稠油混合并进入油管，达到稠油降粘举升目的。稠油掺稀混合装置是掺稀降粘工艺中提高混合效果的主要工具，对于提高稀油利用率、节约稀油用量、弥补稀油缺口等具有重要意义。现有的稠油掺稀混合装置普遍存在的问题是掺混效果不理想，且掺混压力降较大，造成抽油系统能耗增加，稀油量浪费较大。CN102155204A公开了一种适用于超稠油掺稀开采的喷射式旋转混油器，但是其需要通过将稀油从喷嘴喷出后直接冲击搅拌叶轮，为叶轮转动提供驱动力。该混油器需要借助外力才能驱动叶轮转动，且喷嘴结构在油井内并不实用，因此稠油掺稀效果并不理想。发明内容针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种稠油掺稀混合装置，能够使得稀稠油充分混合，减少稀油用量，从而降低抽油系统能耗。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种稠油掺稀混合装置，包括油管接箍和承载筒，所述油管接箍连接于承载筒的上端，承载筒的下端设置有过滤筛，承载筒内设置有至少一组旋转混合总成和至少一组混合栅，混合栅和旋转混合总成从上至下依次间隔设置。所述承载筒内包括上中下三组旋转混合总成以及三组混合栅，其中，中间一组的旋转混合总成与其他两组旋向相反。所述每组旋转混合总成上部旋流半径出口处设置一组混合栅。所述旋转混合总成与混合栅之间设置有衬套。所述旋转混合总成包括导流筒、芯轴以及将芯轴支撑在导流筒内的支架，芯轴上套装有叶轮，叶轮通过定位螺母和锁紧背帽限制在芯轴上。所述叶轮包括滑动轴承座和沿滑动轴承座外圆径向分布的螺旋型叶轮片，叶轮片的数量为3～6个，旋向可以是左旋，也可以是右旋。所述导流筒的内腔沿着油流方向自一端到另一端依次包括收缩段、圆柱段和扩散段，收缩段的锥角为8°～15°，扩散段的角度为30°～45°。所述混合栅由数条相互交叉的混合栅板组成，混合栅板上设置有过流孔。所述过滤筛上分布有相互平行的数十个孔，孔径为5～12mm。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、沿混合油流动方向设有多级混合单元，相邻的两组混合单元旋向相反，当混合流体通过时，推动叶轮旋转搅拌，使流体时而左旋转，时而右旋转，产生漩涡和反漩涡，混合流体由纵向流动改变为横向流动并再次改变为纵向流动，改变方向的同时分散流体，并以分流、合流、旋流、湍流的形式前进，从而产生良好的径向混合效果。2、混合流体在叶轮的带动下形成了螺旋流动，借助混合流体的螺旋剪切力，混合流体形成大角度冲击混合栅，混合流体在混合栅内的迷宫通道内发生“多通道相对移位”，形成“分割-位移-重叠”，还会在断面方向产生剧烈的漩涡效应，形成涡流剪切力，使两相流体产生切割、剪切、旋转和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的。3、在混合过程中完全依靠混合流体自身的动能，同时其分散混合的力度柔和充分，水头损失比传统平面式混合器要小的多，流经总长度也比传统平面式短很多。对油液压降影响较小，有利于降低能耗，减少抽油设备的故障率。4、该装置易拆卸和组装，使用时无需改变油井原有生产工艺，可配套掺稀单流阀、皮碗封割器等工具在自喷井和采油井中使用，且不影响正反洗井。综上所述，该稠油掺稀混合装置是一种无需外加动力、混合效率高、压降低、不改变油井生产工艺、不影响油井产量的井下稠油掺稀混合工具，可有效控制稀油的注入量，提高井下混合效果。附图说明图1是实施例的结构示意图。图2是旋转混合总成结构示意图。图3是旋转混合总成支架结构示意图。图4是混合栅结构示意图。图5是左旋叶轮结构示意图。图6是右旋叶轮结构示意图。图7是过滤筛结构示意图。图8是导流筒结构示意图。图中，1是油管接箍，2是混合栅，3是承载筒，4是旋转混合总成，5是过滤筛，6是衬套，7是支架，8是导流筒，9是叶轮，10是芯轴，11是定位螺母，12是锁紧背帽，13是混合栅板，14是过流孔，15是滑动轴承座，16是叶轮片，17是收缩段，18是圆柱段，19是扩散段。具体实施方式如图1～8所示，一种稠油掺稀混合装置，用于油田采油稠油掺稀时使用，包括油管接箍1和承载筒3，油管接箍1连接于承载筒3的上端，承载筒3的下端设置有过滤筛5。过滤筛5上分布有相互平行的数十个孔，孔径为5～12mm，过滤筛5用于对进入稠油掺稀混合装置的油流进行过滤和初步分割。承载筒3内设置有上中下三组旋转混合总成4以及三组混合栅2，其中，中间一组的旋转混合总成与其他两组旋向相反，每组旋转混合总成4上部旋流半径出口处设置一组混合栅2。旋转混合总成4与混合栅2之间设置有衬套6，用于隔开旋转混合总成4和混合栅2，且旋转混合总成4与混合栅2之间可根据旋流半径的大小设计相互之间的最佳间隔距离。旋转混合总成4包括导流筒8、芯轴10以及将芯轴10支撑在导流筒8内的支架7，芯轴10上套装有叶轮9，叶轮9通过定位螺母11和锁紧背帽12限制在芯轴10上。叶轮9包括滑动轴承座15和沿滑动轴承座15外圆径向分布的螺旋型叶轮片16，叶轮片16的数量为3～6个，旋向可以是左旋，也可以是右旋。导流筒8的内腔沿着油流方向自一端到另一端依次包括收缩段17、圆柱段18和扩散段19，收缩段17的锥角为8°～15°，收缩段17的锥角为筒壁与导流筒8轴线之间的夹角；扩散段19的角度为30°～45°，扩散段19的锥角为筒壁与导流筒8轴线之间的夹角。混合栅2由数条相互交叉的混合栅板13组成，如图2所示的相互交叉，是由多个横向栅板和多个竖向栅板垂直交叉形成的网格板，当然也可以是其他等同形式的交叉，每个混合栅板13上还设置有至少一个过流孔14，过流孔14的数量可以为两个、三个甚至更多，使得混合栅内形成数十条迷宫通道。本实施例的工作过程为：在工作时，当稀油和稠油的混合液在底层压力作用下由下往上进入到混合装置时，首先大块的稠油被过滤筛5初步分割成细长条状，随后进入到旋转混合总成4中，叶轮9在油流的冲击作用下快速旋转搅拌，对长条状稠油进行截断和破碎。与此同时，破碎后的混合流体在叶轮9的带动下形成了螺旋流动，借助流体的螺旋剪切力，混合流体形成大角度冲击混合栅2。一方面，混合流体中的稠油颗粒被混合栅2栅板和过流孔边缘上的刃口再次破碎；另一方面，混合流体在混合栅2内的迷宫通道内发生多“通道相对位移”，形成“分割-位移-重叠”，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合。稠油掺稀混合装置沿混合油流方向设有多组旋转混合总成4和混合栅2，相邻的两组旋转混合总成旋向相反，当混合流体通过时，推动叶轮9旋转搅拌，使混合流体时而左旋转，时而右旋转，产生漩涡和反漩涡，混合流体由纵向流动改变为横向流动并再次改变为纵向流动，改变方向的同时分散混合流体，并以分流、合流、旋流、湍流的形式前进，从而产生良好的径向混合效果。稠油掺稀混合装置在混合过程汇总完全依靠混合流体自身的动能，同时其分散混合的力度柔和充分，水头损失比传统平面式混合器要小的多，流经总长度也比传统平面式短很多。对油液压降影响较小，有利于降低能耗，减少抽油设备的故障率。该装置易拆卸和组装，使用时无需改变油井原有生产工艺，可配套掺稀单流阀、皮碗封割器等工具在自喷井和采油井中使用，且不影响正反洗井。综上所述，该稠油掺稀混合装置是一种无需外加动力、混合效率高、压降低、不改变油井生产工艺、不影响油井产量的井下稠油掺稀混合工具，可有效控制稀油的注入量，提高井下混合效果。以上所述，仅是本发明的优选实施方式，并不是对本发明技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，再本发明技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种稠油掺稀混合装置，其特征在于：包括油管接箍（1）和承载筒（3），所述油管接箍（1）连接于承载筒（3）的上端，承载筒（3）的下端设置有过滤筛（5），承载筒（3）内设置有至少一组旋转混合总成（4）和至少一组混合栅（2），混合栅（2）和旋转混合总成（4）从上至下依次间隔设置。2.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述承载筒（3）内包括上中下三组旋转混合总成（4）以及三组混合栅（2），其中，中间一组的旋转混合总成与其他两组旋向相反。3.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述每组旋转混合总成（4）上部旋流半径出口处设置一组混合栅（2）。4.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述旋转混合总成（4）与混合栅（2）之间设置有衬套（6）。5.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述旋转混合总成（4）包括导流筒（8）、芯轴（10）以及将芯轴（10）支撑在导流筒（8）内的支架（7），芯轴（10）上套装有叶轮（9），叶轮（9）通过定位螺母（11）和锁紧背帽（12）限制在芯轴（10）上。6.根据权利要求5所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述叶轮（9）包括滑动轴承座（15）和沿滑动轴承座（15）外圆径向分布的螺旋型叶轮片（16），叶轮片（16）的数量为3～6个，旋向可以是左旋，也可以是右旋。7.根据权利要求5所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述导流筒（8）的内腔沿着油流方向自一端到另一端依次包括收缩段（17）、圆柱段（18）和扩散段（19），收缩段（17）的锥角为8°～15°，扩散段（19）的角度为30°～45°。8.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述混合栅（2）由数条相互交叉的混合栅板组成，混合栅板上设置有过流孔。9.根据权利要求1所述的稠油掺稀混合装置，其特征在于：所述过滤筛（5）上分布有相互平行的数十个孔，孔径为5～12mm。

百度查询： 河南福侨石油装备有限公司 一种稠油掺稀混合装置

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