一种搅拌装置及油井堵水调剖配液设备的制作方法

1.本发明涉及油井调剖堵水技术领域，尤其是一种搅拌装置及油井堵水调剖配液设备。


背景技术：

2.当油田开发到中后期，地层能量降低，采收率降低，油田普遍开始通过注水补充地层能量，以提高采收率。但由于地层、油层具有非均质性和复杂性，会出现水在油层中“突进”和“窜流”的现象。随着注水量的增加，注水剖面的不均匀性增加，导致油井大量出水，因此有必要实施调剖堵水工艺。
3.调剖堵水是指从注水井封堵高渗透层，以调整注水层段的吸水剖面，或从采油井封堵高渗透层，以减少油井产水。调剖堵水需要用到调剖堵水配液设备进行配液，但配液设备存在配液效率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种搅拌装置及油井堵水调剖配液设备，以解决现有技术存在的配液效率低的问题。
5.为达到上述目的，本发明提出一种搅拌装置其包括：搅拌箱，其内部具有搅拌腔；搅拌轴，其能旋转地设于所述搅拌腔中，所述搅拌轴的内部具有轴腔；驱动装置，其设于所述搅拌箱外，所述驱动装置与所述搅拌轴连接，并能驱动所述搅拌轴旋转；多组辅助搅拌机构，其设于所述搅拌腔中且沿所述搅拌轴的轴向间隔排列，每组所述辅助搅拌机构包括多个沿所述搅拌轴的圆周方向间隔排列的搅拌桨，各所述搅拌桨分别垂直于所述搅拌轴并能旋转地与所述搅拌轴连接，当所述搅拌轴旋转时，各所述搅拌桨随所述搅拌轴绕所述搅拌轴的中心轴线公转；多个旋转驱动件，其设于所述轴腔中且分别与多组所述辅助搅拌机构对应，各所述旋转驱动件分别与对应的辅助搅拌机构的多个搅拌桨连接，当所述搅拌轴旋转时，各所述搅拌桨在与其连接的旋转驱动件的驱动下分别绕各自的中心轴线自转。
6.如上所述的搅拌装置，其中，各所述搅拌桨上还设有多个搅拌叶，多个所述搅拌叶沿所述搅拌桨的轴向和周向间隔排列。
7.如上所述的搅拌装置，其中，所述搅拌轴的侧壁上设有供多组所述辅助搅拌机构的各搅拌桨穿过的安装孔，所述安装孔与所述轴腔连通，各所述安装孔内分别设有轴承，所述搅拌桨的一端穿过所述轴承并伸入所述轴腔内与所述旋转驱动件连接。
8.如上所述的搅拌装置，其中，所述轴腔内设有固定杆，所述固定杆沿所述搅拌轴的轴向设置，所述固定杆与所述搅拌箱固定连接，每个所述旋转驱动件包括固定在所述固定杆上的一固定锥齿轮和分别与所述固定锥齿轮啮合的多个转动锥齿轮，所述固定锥齿轮的中心轴线平行于所述搅拌轴的中心轴线，所述转动锥齿轮的中心轴线垂直于所述搅拌轴的中心轴线，各所述旋转驱动件的多个转动锥齿轮分别与对应的辅助搅拌机构的多个搅拌桨一一对应连接，当各所述搅拌桨随所述搅拌轴绕所述搅拌轴的中心轴线公转时，各所述搅
拌桨连接的转动锥齿轮绕对应的固定锥齿轮的中心轴线转动同时带动所述搅拌桨自转。
9.如上所述的搅拌装置，其中，所述搅拌装置还包括设于所述搅拌箱外的回流管和回流泵，所述回流管的两端分别与所述搅拌箱的上部和下部连接，所述回流泵设于所述回流管上，所述搅拌腔和所述回流管连通并构成循环回路。
10.如上所述的搅拌装置，其中，所述驱动装置包括电机、与所述电机连接的小齿轮、以及与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述大齿轮与所述搅拌轴连接，所述电机通过所述小齿轮和所述大齿轮驱动所述搅拌轴旋转。
11.如上所述的搅拌装置，其中，所述搅拌装置还包括与所述搅拌箱连接的加料管，所述加料管与所述搅拌腔连通，所述加料管上安装有阀门。
12.本发明还提供一种油井堵水调剖配液设备，其包括用于过滤水的过滤装置和上述的搅拌装置，所述过滤装置设有出水口，所述搅拌装置的搅拌箱上设有进水口，所述过滤装置的出水口与所述搅拌箱的进水口连接。
13.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述过滤装置包括中空的过滤箱和设于所述过滤箱内的过滤组件，所述过滤组件与所述过滤箱可拆卸地连接。
14.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述过滤箱的两个相对的侧壁中分别设有滑槽，所述滑槽自所述侧壁的顶面延伸至所述侧壁的底部，所述过滤组件的相对两侧分别设有滑条，所述滑条能插入或拔出所述滑槽，在所述滑条插入所述滑槽内的状态下，所述过滤组件插入所述过滤箱内。
15.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述过滤箱包括箱体和封盖，所述箱体的侧壁中设有连接槽，所述连接槽的槽口位于所述箱体的侧壁的顶面上，所述连接槽内设有与所述侧壁转动连接的连接板，所述连接板上设有卡接块，所述连接板连接一手柄，所述手柄位于所述箱体外部；所述封盖的底部固定有与所述连接槽对应的连接块，所述连接块的一侧设有卡接槽，当所述封盖盖在所述箱体上时，所述连接块插入所述连接槽内，且所述连接块的卡接槽朝向所述连接板，通过转动所述手柄使所述连接板朝所述连接块转动，直至所述卡接块嵌入所述卡接槽内。
16.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述连接槽包括插槽和安装槽，所述插槽的槽口位于所述箱体的侧壁的顶面上，所述安装槽位于所述插槽的侧向并与所述插槽连通，所述连接板设于所述安装槽内，并能在所述安装槽内转动，所述卡接块设于所述连接板的朝向所述插槽的侧面上，当所述封盖盖在所述箱体上时，所述连接块插入所述插槽内且所述连接块上的卡接槽朝向所述安装槽，通过转动所述手柄使所述连接板朝所述连接块转动，直至所述卡接块嵌入所述卡接槽内。
17.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述过滤组件包括沿水流方向依次设置的粗筛网、滤砂层、活性炭滤层和细滤网。
18.如上所述的油井堵水调剖配液设备，其中，所述过滤装置的出水口和所述搅拌箱的进水口之间连接有进水泵，所述搅拌箱上还设有出液口，所述出液口连接注液泵。
19.本发明的搅拌装置及油井堵水调剖配液设备的特点和优点是：
20.1.本发明的搅拌装置设有能旋转的搅拌轴，还设有能绕搅拌轴的中心轴线公转并能绕各自中心轴线自转的多排搅拌桨，搅拌轴通过旋转对搅拌腔内的物料进行搅拌，搅拌桨通过公转和自转对搅拌腔内的物料进行搅拌，因此本发明能实现多重搅拌，有利于促进
搅拌腔中的物料充分混匀，与现有技术相比，搅拌更均匀，搅拌效果更好，搅拌效率更高，当用于配置调剖堵水药液时，能提高配液效率，使配液更均匀；
21.2.本发明的搅拌装置通过设置回流管和回流泵，使物料能在搅拌腔和回流管构成的循环回路中回流、循环，促进搅拌腔内不同层位物料的混合，进一步提高搅拌效果和搅拌效率；
22.3.本发明的油井堵水调剖配液设备通过设置过滤装置，能在水注入搅拌装置之前对水进行过滤，避免水中的杂质影响配液质量；
23.4.本发明中的过滤箱和过滤组件可拆卸地连接，方便更换和清洗过滤组件，过滤箱的箱体和封盖通过连接块和连接板卡接锁定，拆装方便，便于维护。
附图说明
24.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
25.图1是本发明的搅拌装置的一实施例的示意图；
26.图2是本发明的油井堵水调剖配液设备的一实施例的示意图；
27.图3是本发明中过滤装置的一实施例的示意图；
28.图4是图3中过滤箱和过滤组件连接处的示意图；
29.图5是图3中过滤箱的箱体和封盖连接处的示意图。
30.主要元件标号说明：
31.1、搅拌装置；
32.11、搅拌箱；111、搅拌腔；112、进水口；113、出液口；
33.12、搅拌轴；121、轴腔；122、轴承；
34.13、驱动装置；131、电机；132、小齿轮；133、大齿轮；
35.14、辅助搅拌机构；141、搅拌桨；142、搅拌叶；
36.15、旋转驱动件；151、固定锥齿轮；152、转动锥齿轮；
37.16、固定杆；17、回流管；18、回流泵；19、加料管；
38.2、过滤装置；
39.21、过滤箱；211、滑槽；212、凸台；213、挡条；214、箱体；
40.215、封盖；216、卡槽；217、插槽；218、安装槽；
41.22、过滤组件；221、粗筛网；222、滤砂层；223、活性炭滤层；224、细滤网；
42.23、滑条；24、连接板；25、卡接块；26、连接块；261、卡接槽；
43.27、转轴；28、把手；
44.3、进水管；4、进水泵；5、注液泵。
具体实施方式
45.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.实施方式一：
47.如图1所示，本发明提供一种搅拌装置1，其包括中空的搅拌箱11、中空的搅拌轴12、驱动装置13、多组辅助搅拌机构14和多个旋转驱动件15，搅拌箱11的内部具有搅拌腔111，搅拌轴12的内部具有轴腔121，搅拌轴12能旋转地设于搅拌腔111中，即搅拌轴12能旋转地与搅拌箱11连接，驱动装置13设于搅拌箱11外，驱动装置13与搅拌轴12连接，并能驱动搅拌轴12相对于搅拌箱11旋转；
48.多组辅助搅拌机构14设于搅拌腔111中且沿搅拌轴12的轴向间隔排列，每组辅助搅拌机构14包括多个沿搅拌轴12的圆周方向间隔排列的搅拌桨141，即搅拌轴12的轴向方向上设有多排搅拌桨141，各搅拌桨141分别垂直于搅拌轴12并能旋转地与搅拌轴12连接，即，搅拌桨141设于搅拌箱11和搅拌轴12之间的环形空间内，各搅拌桨141分别沿搅拌轴12的径向方向延伸，搅拌桨141的一端与搅拌轴12连接，搅拌桨141的另一端呈悬空状态，由于搅拌桨141与搅拌轴12连接，因此当搅拌轴12旋转时，各搅拌桨141随着搅拌轴12绕搅拌轴12的中心轴线转动(公转)，以通过转动对搅拌腔111内的物料(例如调剖药液)进行搅拌；
49.多个旋转驱动件15设于轴腔121中且与多组辅助搅拌机构14一一对应，各旋转驱动件15分别与对应的辅助搅拌机构14的多个搅拌桨141连接，即每个旋转驱动件15和与其对应的辅助搅拌机构14的多个搅拌桨141均连接，并能驱动与其连接的多个搅拌桨141旋转，因此当搅拌轴12旋转时，各搅拌桨141在与其连接的旋转驱动件15的驱动下分别绕各自的中心轴线旋转(自转)，以通过旋转对搅拌腔111内的液体进行搅拌。
50.本发明的搅拌装置1设有能旋转的搅拌轴12，还设有能绕搅拌轴12的中心轴线公转并能绕各自中心轴线自转的多排搅拌桨141，搅拌轴12通过旋转对搅拌腔111内的物料进行搅拌，搅拌桨141通过公转和自转对搅拌腔111内的物料进行搅拌，因此本发明能实现多重搅拌，有利于促进搅拌腔111中的物料充分混匀，搅拌效果好，提高搅拌效率。当用于配置调剖堵水药液(简称调剖液)时，能提高配液效率，使配液更均匀。
51.如图1所示，进一步，各搅拌桨141的外壁上还设有多个搅拌叶142，多个搅拌叶142沿搅拌桨141的轴向和周向均匀间隔排列，通过在搅拌桨141上设置搅拌叶142，能进一步提高搅拌效果和搅拌效率。例如搅拌叶142焊接在搅拌桨141上，当然也可以将搅拌叶142和搅拌桨141可拆卸地固定连接，以方便更换搅拌叶142，比如搅拌叶142和搅拌桨141通过螺栓连接。
52.如图1所示，在本发明的一实施例中，搅拌轴12的侧壁上设有供多组辅助搅拌机构14的各搅拌桨141穿过的安装孔，安装孔与轴腔121连通，各安装孔内分别设有轴承122，搅拌桨141的一端穿过轴承122并伸入轴腔121内与旋转驱动件15连接，以通过轴承122支撑搅拌桨141旋转。
53.如图1所示，在本发明的一实施例中，轴腔121内设有固定杆16，固定杆16沿搅拌轴12的轴向设置，固定杆16与搅拌箱11固定连接，每个旋转驱动件15包括固定在固定杆16上的一固定锥齿轮151和分别与固定锥齿轮151啮合的多个转动锥齿轮152，多个转动锥齿轮152位于固定锥齿轮151的外周侧，固定锥齿轮151的中心轴线平行于搅拌轴12的中心轴线，转动锥齿轮152的中心轴线垂直于搅拌轴12的中心轴线，各旋转驱动件15的多个转动锥齿轮152分别与对应的辅助搅拌机构14的多个搅拌桨141一一对应连接，当各搅拌桨141随搅拌轴12绕搅拌轴12的中心轴线公转时，各搅拌桨141连接的转动锥齿轮152绕对应的固定锥齿轮151的中心轴线转动同时带动搅拌桨141自转。
54.如图1所示，具体是，固定杆16的下端与搅拌箱11的底壁固定连接，固定杆16的上端与轴腔121的顶壁能相对转动地连接，固定锥齿轮151套在固定杆16外，并与固定杆16同轴固定连接，转动锥齿轮152与搅拌桨141的一端同轴固定连接，当各搅拌桨141随搅拌轴12绕搅拌轴12的中心轴线公转时，各搅拌桨141连接的转动锥齿轮152会绕与其啮合的固定锥齿轮151转动，转动锥齿轮152的转动使得搅拌桨141自转。
55.本实施例的旋转驱动件15既能支撑搅拌桨141绕搅拌轴12的中心轴线平稳公转，又能借助搅拌桨141的公转驱动搅拌桨141自转，结构简单，设计巧妙。
56.但本发明并不限于此，在其它实施例中，旋转驱动件15还可以是其它能驱动搅拌桨141旋转(自转)的现有旋转驱动件、旋转驱动器或旋转驱动装置/机构。
57.如图1所示，在本发明的一实施例中，搅拌装置1还包括设于搅拌箱11外的回流管17和回流泵18，回流管17的两端分别与搅拌箱11的上部和下部连接，回流泵18设于回流管17上，搅拌腔111和回流管17连通并构成循环回路，回流泵18驱动物料在循环回路中回流、循环，以促进搅拌腔111内不同层位物料的混合，进一步提高搅拌效果和搅拌效率。
58.如图1所示，在本发明的一实施例中，驱动装置13包括电机131、与电机131连接的小齿轮132、以及与小齿轮132啮合的大齿轮133，小齿轮132的齿数比大齿轮133的齿数少，大齿轮133与搅拌轴12连接，电机131通过小齿轮132和大齿轮133驱动搅拌轴12旋转，以达到减速和增大扭矩的效果。但本发明并不以此为限，在其它实施例中，驱动装置13还可以是蜗轮蜗杆减速机和电机构成的驱动装置，或其它现有的能驱动搅拌轴12旋转的驱动装置。
59.如图1所示，在本发明的一实施例中，搅拌装置1还包括与搅拌箱11连接的加料管19，加料管19与搅拌腔111连通，加料管19上安装有阀门，以通过阀门控制进料。
60.如图1所示，在本发明的一实施例中，搅拌箱11为圆柱形箱体或方形箱体，驱动装置13设于搅拌箱11的顶盖上，加料管19与搅拌箱11的顶盖连接，回流管17的一端与搅拌箱11的下端侧壁连接，回流管17的另一端与搅拌箱11的顶壁连接，搅拌箱11上还设有进水口112和出液口113，进水口112和出液口113分别设于搅拌箱11的两个相对的侧壁上，进水口112位于侧壁的顶部，以便于向搅拌腔111内注入水或其它液体，出液口113位于侧壁的底部，以便于搅拌均匀的物料流出。
61.实施方式二：
62.如图2所示，本发明还提供一种油井堵水调剖配液设备，用于配置调剖液，其包括搅拌装置1和用于过滤水的过滤装置2，该实施方式中的搅拌装置1与实施方式一的结构、工作原理和有益效果相同(如图1所示)，在此不再赘述；过滤装置2设有出水口，搅拌装置1的搅拌箱11上设有进水口112，过滤装置2的出水口与搅拌箱11的进水口112连接，使用时，水先进入过滤装置2，经过滤装置2过滤后进入搅拌装置1，经搅拌装置1搅拌后与其它物料混合均匀，从而形成均匀的调剖液。
63.本发明通过设置过滤装置2，能在水注入搅拌装置1之前对水进行过滤，避免水中的杂质影响配液质量；通过设置搅拌装置1，能对调剖液进行充分搅拌，使调剖液充分混匀，提高配液均匀性，提高配液效果和配液效率。
64.如图3所示，在本发明的一实施例中，过滤装置2包括中空的过滤箱21和设于过滤箱21内的过滤组件22，过滤组件22与过滤箱21可拆卸地连接，过滤箱21用于安装过滤组件22，过滤组件22用于对水进行过滤。本实施例中过滤组件22和过滤箱21可拆卸地连接，方便
更换和清洗过滤组件22。
65.具体是，过滤装置2的出水口设于过滤箱21上，过滤箱21的进水口通过进水管3与水供应源连接，水经进水管3进入过滤箱21，然后流过过滤组件22，经过滤组件22过滤后流出，再进入搅拌装置1的搅拌箱11内。
66.如图4所示，在一具体实施例中，过滤箱21的两个相对的侧壁中分别设有滑槽211，滑槽211自侧壁的顶面延伸至侧壁的底部，过滤组件22的相对两侧分别固定有滑条23，滑条23能插入或拔出滑槽211，在滑条23插入滑槽211内的状态下，过滤组件22插入过滤箱21内，也就是过滤组件22和过滤箱21通过插接的方式连接，更换或清洗过滤组件22时，只需上提过滤组件22就能将过滤组件22取出，组装和拆卸方便。
67.如图4所示，具体是，过滤箱21的两个相对侧壁的中部向内凸出形成凸台212，凸台212由侧壁的顶面延伸至其底部，滑槽211设于凸台212中。
68.再如图4所示，进一步，滑槽211的横截面形状为长条形，滑槽211包括方形槽和位于方形槽两侧的u形槽，滑条23的横截面形状与滑槽211的横截面形状一致。
69.如图3所示，进一步，过滤箱21的底板内壁上设有两个相对且相间隔的挡条213，两个挡条213之间形成定位槽，在滑条23插入滑槽211内的状态下，过滤组件22的底部插入该定位槽内，通过定位槽的定位，过滤组件22不会在水流的冲击下晃动。
70.如图3、图5所示，在本发明的一实施例中，过滤箱21包括箱体214和封盖215，箱体214的侧壁中设有连接槽，连接槽的槽口位于箱体214的侧壁的顶面上，连接槽内设有与侧壁转动连接的连接板24，连接板24上设有卡接块25，连接板24连接一手柄，手柄位于箱体214外部；封盖215的底部固定有与连接槽对应的连接块26，连接块26的一侧设有卡接槽261，当封盖215盖在箱体214上时，连接块26插入连接槽内，且连接块26的卡接槽261朝向连接板24，通过转动手柄使连接板24朝连接块26转动，直至卡接块25嵌入卡接槽261内，从而将封盖215和箱体214卡接锁定，操作简单，组装和拆卸方便。
71.其中，设有连接槽的箱体214的侧壁和设有滑槽211的箱体214的侧壁可以相同，也可以不同。
72.如图5所示，进一步，连接槽包括插槽217和安装槽218，插槽217的槽口位于箱体214的侧壁的顶面上，安装槽218位于插槽217的侧向并与插槽217连通，连接板24设于安装槽218内，并能在安装槽218内转动，卡接块25设于连接板24的朝向插槽217的侧面上，当封盖215盖在箱体214上时，连接块26插入插槽217内且连接块26上的卡接槽261朝向安装槽218，通过转动手柄使连接板24朝连接块26转动，直至卡接块25嵌入卡接槽261内。
73.如图5所示，具体是，箱体214的侧壁中设有一转轴27，连接板24和转轴27固定连接，手柄和转轴27固定连接，当转动手柄时，转轴27带动连接板24在安装槽218内转动；安装槽218为扇形槽，以与连接板24的转动轨迹相适应；插槽217的形状和连接块26的形状一致，例如连接块26为方块；卡接块25的形状与卡接槽261的形状一致，例如卡接块25为方块。
74.如图5所示，进一步，过滤箱21设有两组连接槽和连接块26配合的结构，以使箱体214和封盖215的卡接更牢固。
75.如图3所示，进一步，封盖215的底部设有环形(比如方形)的卡槽216，箱体214的箱口周缘与该卡槽216插接配合，卡槽216内设有密封垫，箱体214的箱口周缘和卡槽216通过密封垫密封接合。
76.如图3所示，进一步，封盖215的顶部设有一个或多个把手28，手握把手28提起封盖215，便于操作。
77.如图3所示，在本发明的一实施例中，过滤组件22包括沿水流方向依次设置的粗筛网221、滤砂层222、活性炭滤层223和细滤网224，当水进入过滤箱21后，依次流经粗筛网221、滤砂层222、活性炭滤层223和细滤网224，粗筛网221用于过滤水流中的较大颗粒物、悬浮物等杂质，砂滤层222采用石英砂作为滤料，在水流通过时能够筛除其中的细小颗粒物等杂质，活性炭滤层223进一步吸附去除水流中的微细杂质、有机物、重金属等杂质，细滤网224同样起到过滤作用，并配合粗筛网221增强整体过滤组件22结构的稳定性。本实施例的过滤组件能实现对水充分过滤，防止水中的杂质影响配液质量。但本发明并不以此为限，过滤组件22还可以是其它现有的过滤结构。
78.在本发明的一实施例中，过滤装置2的出水口和搅拌箱11的进水口112之间连接有进水泵4，进水泵4将过滤箱21内过滤后的水泵入搅拌箱11内，搅拌箱11上还设有出液口113，出液口113连接一注液泵5，以将混合均匀的调剖液从搅拌箱11抽出，例如泵入井下。
79.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。