一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜

摘要

本发明提供一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜，涉及石油化工生产技术领域，以解决常规的旋转混合方式，使得其易形成定向的流动轨迹，导致其混合程度降低，混合效果不佳，而且重质的水合物和晶体易沉积在底部的问题，包括反应釜主体；所述反应釜主体为纵置的正六面体状结构，而反应釜主体的右端侧壁中部固定安装有横置的电机；所述电机的左端转轴通过联轴器与横置转动安装在反应釜主体中部的混合轴总成转动相连接。本发明中由于反应釜主体内腔侧壁中分别与多相流进管和多相流排出管所在位置相对应的上方和下方处分别固定安装有向外倾斜六十度的引流板，提高了多相流混合反应的混合程度。

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工生产技术领域，更具体地说，特别涉及一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜。

背景技术

目前，国际上天然气水合物的研究热点已由资源调查转为开发利用。现有开采方法多基于水合物的热力学平衡原理，破坏水合物稳定存在的温度压力条件使其分解，包括降压法、加热法、注入抑制剂法、置换法等方法；另一类则是固态流化开采法和海水提升法，也具备技术上的可行性。反循环钻井技术是当今国际上一种先进的钻进工艺方法，具有钻进效率高、携岩效果好、钻进成本低、有效避免井壁漏失等特点，已成功应用于干热岩开发、水井钻凿、油气勘探等领域。如将其用于天然气水合物地层的钻井，有望解决深水钻井技术瓶颈和水合物开采面临的地层漏失和效率低等难题。但无论采用何种开采方法，固体水合物颗粒通过管路输送到开采平台的过程中，井筒内的水合物会发生相变，导致多相流动极为复杂，这是一种包含相变、传热传质、多相流动、流型转换的新型科学问题。

现有的天然气多相流混合输送装置多如专利申请书CN202010423216.4中一种天然气水合物反循环钻井多相流输运模拟实验装置及方法，包括供液装置、供气装置、反循环输运装置、多相流观测装置和循环装置，供液装置包括水箱、加热器、水泵、节流阀和涡轮流量计；供气装置包括空压机、可编程控制器、涡街流量计和气液混合器；反循环模拟装置包括动力机、投料漏斗、螺旋加料器、反循环实验台和反循环井筒；多相流观测装置包括计算机、温度传感器、电阻探针、压差变速器、压力传感器、负压传感器、可视窗和摄像机；循环装置包括：混合出料管、滤式固液分离器、岩屑箱和旋流气液分离器。本发明用于模拟天然气水合物固体颗粒和气液混合物反循环输运的物理过程，测试气液固三相流动特征和相变规律，为水合物的开采提供科学依据和技术支持。

在天然气多相流混合物输送的过程中，由于水合物的存在，致使其易出现气液固三种形态的物质，而常规的旋转混合方式，使得其易形成定向的流动轨迹，导致其混合程度降低，混合效果不佳，而且重质的水合物和晶体易沉积在底部。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜，以解决在天然气多相流混合物输送的过程中，由于水合物的存在，致使其易出现气液固三种形态的物质，而常规的旋转混合方式，使得其易形成定向的流动轨迹，导致其混合程度降低，混合效果不佳，而且重质的水合物和晶体易沉积在底部的问题。

本发明可提高天然气多相流混合程度的反应釜的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜，包括反应釜主体；所述反应釜主体为纵置的正六面体状结构，而反应釜主体的右端侧壁中部固定安装有横置的电机；所述电机的左端转轴通过联轴器与横置转动安装在反应釜主体中部的混合轴总成转动相连接；所述反应釜主体的内腔中部竖向转动安装有搅拌轴总成，其搅拌轴总成的中部和混合轴总成的中部相互卡接；所述搅拌轴总成的前端和后端分别对称固定焊接有矩形板状的混合翅板。

进一步的，所述反应釜主体包括支撑脚板、放气管、排渣管、多相流进管、多相流排出管和引流板，所述反应釜主体左右两端的底部分别垂直向下固定安装有纵向的支撑脚板，反应釜主体顶部壳体中垂直固定安装有放气管，而反应釜主体底部壳体中则垂直向下固定安装有排渣管，反应釜主体左端壳体中垂直固定安装有多相流进管，而反应釜主体右端壳体中则垂直固定安装有多相流排出管，反应釜主体内腔侧壁中分别与多相流进管和多相流排出管所在位置相对应的上方和下方处分别固定安装有向外倾斜六十度的引流板。

进一步的，所述混合轴总成包括扭力块、扭力连接柱、挂杆和推力桨，所述混合轴总成的中部左右上下相互交错固定安装有弯折一百五十度的扭力块，左右两个扭力块相互平行的侧壁之间垂直固定连接有扭力连接柱，其扭力连接柱穿过搅拌轴总成的中部，扭力连接柱外端的混合轴总成上垂直向上转动安装有挂杆，挂杆的上端与反应釜主体的内腔顶部固定相连接，混合轴总成上靠近上下两个引流板的位置处固定安装有扇叶状的推力桨，左右两个推力桨的螺旋方向相一致。

进一步的，所述搅拌轴总成包括限位杆和粉碎刀，所述搅拌轴总成的中部上下两个圆盘之间呈四角矩形状分别固定安装有四根限位杆，扭力连接柱从前后两个限位杆之间穿过，搅拌轴总成的下端靠近反应釜主体内腔底部的位置处固定安装有上下两个三叶片状的粉碎刀，而上下两个粉碎刀刀尖位置相互交错。

进一步的，所述混合翅板包括叶分板、挂条和分流条，所述混合翅板的中部固定安装有两个左右相互平行的叶分板，其叶分板的外端均固定安装有竖向的间隔均匀的挂条，而挂条内侧的叶分板中则固定安装弧状的间隔均匀的分流条，其分流条的内凹面朝向搅拌轴总成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、由于反应釜主体内腔侧壁中分别与多相流进管和多相流排出管所在位置相对应的上方和下方处分别固定安装有向外倾斜六十度的引流板，引流板可使得进入到反应釜主体中的多相流混合物在进入时，均能够向中间汇聚流动，以便于到达搅拌轴总成所在区域进行搅拌混合，而当多相流混合物排出时，重质和轻质部分混合物均能够被阻挡，直至其混合均匀后才能够从中间排出，可起到过滤的作用，提高了多相流混合反应的混合程度。

2、由于混合轴总成上靠近上下两个引流板的位置处固定安装有扇叶状的推力桨，左右两个推力桨的螺旋方向相一致，当混合轴总成转动时，可通过扭力块和扭力连接柱的转动带动搅拌轴总成左右往复旋转，从而可以使得混合翅板随之往复移动，以便于达到高频振动混合多相流混合物的目的，可进一步提高混合程度，并且在此过程中，混合轴总成的旋转可带动推力桨转动，使得反应釜主体中始终有从左向右的流量，保证混合的连续性和均匀性。

3、由于上下两个粉碎刀刀尖位置相互交错，当搅拌轴总成往复旋转的过程中，可通过粉碎刀将下层的重质固体颗粒或者结晶进行粉碎，使得其能够与天然气混合，形成液态天然气，便于流动。

4、由于叶分板的外端均固定安装有竖向的间隔均匀的挂条，而挂条内侧的叶分板中则固定安装弧状的间隔均匀的分流条，其分流条的内凹面朝向搅拌轴总成，混合翅板随搅拌轴总成晃动的过程中，可将通过的多相流混合物进行波浪式切断，便于其蠕动混合。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的右前上方轴视结构示意图。

图2是本发明的左前下方轴视结构示意图。

图3是本发明的俯视结构示意图。

图4是本发明的图3中A-A位置剖视结构示意图。

图5是本发明的反应釜主体前板去除状态轴视结构示意图。

图6是本发明的混合轴总成和搅拌轴总成部分结构示意图。

图7是本发明的混合翅板移出状态轴视结构示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、反应釜主体；101、支撑脚板；102、放气管；103、排渣管；104、多相流进管；105、多相流排出管；106、引流板；2、电机；3、混合轴总成；301、扭力块；302、扭力连接柱；303、挂杆；304、推力桨；4、搅拌轴总成；401、限位杆；402、粉碎刀；5、混合翅板；501、叶分板；502、挂条；503、分流条。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图7所示：

本发明提供一种可提高天然气多相流混合程度的反应釜，包括反应釜主体1；反应釜主体1为纵置的正六面体状结构，而反应釜主体1的右端侧壁中部固定安装有横置的电机2；电机2的左端转轴通过联轴器与横置转动安装在反应釜主体1中部的混合轴总成3转动相连接；反应釜主体1的内腔中部竖向转动安装有搅拌轴总成4，其搅拌轴总成4的中部和混合轴总成3的中部相互卡接；搅拌轴总成4的前端和后端分别对称固定焊接有矩形板状的混合翅板5。

其中，反应釜主体1包括支撑脚板101、放气管102、排渣管103、多相流进管104、多相流排出管105和引流板106，反应釜主体1左右两端的底部分别垂直向下固定安装有纵向的支撑脚板101，反应釜主体1顶部壳体中垂直固定安装有放气管102，而反应釜主体1底部壳体中则垂直向下固定安装有排渣管103，反应釜主体1左端壳体中垂直固定安装有多相流进管104，而反应釜主体1右端壳体中则垂直固定安装有多相流排出管105，反应釜主体1内腔侧壁中分别与多相流进管104和多相流排出管105所在位置相对应的上方和下方处分别固定安装有向外倾斜六十度的引流板106，引流板106可使得进入到反应釜主体1中的多相流混合物在进入时，均能够向中间汇聚流动，以便于到达搅拌轴总成4所在区域进行搅拌混合，而当多相流混合物排出时，重质和轻质部分混合物均能够被阻挡，直至其混合均匀后才能够从中间排出，可起到过滤的作用，提高了多相流混合反应的混合程度。

其中，混合轴总成3包括扭力块301、扭力连接柱302、挂杆303和推力桨304，混合轴总成3的中部左右上下相互交错固定安装有弯折一百五十度的扭力块301，左右两个扭力块301相互平行的侧壁之间垂直固定连接有扭力连接柱302，其扭力连接柱302穿过搅拌轴总成4的中部，扭力连接柱302外端的混合轴总成3上垂直向上转动安装有挂杆303，挂杆303的上端与反应釜主体1的内腔顶部固定相连接，混合轴总成3上靠近上下两个引流板106的位置处固定安装有扇叶状的推力桨304，左右两个推力桨304的螺旋方向相一致，当混合轴总成3转动时，可通过扭力块301和扭力连接柱302的转动带动搅拌轴总成4左右往复旋转，从而可以使得混合翅板5随之往复移动，以便于达到高频振动混合多相流混合物的目的，可进一步提高混合程度，并且在此过程中，混合轴总成3的旋转可带动推力桨304转动，使得反应釜主体1中始终有从左向右的流量，保证混合的连续性和均匀性。

其中，搅拌轴总成4包括限位杆401和粉碎刀402，搅拌轴总成4的中部上下两个圆盘之间呈四角矩形状分别固定安装有四根限位杆401，扭力连接柱302从前后两个限位杆401之间穿过，搅拌轴总成4的下端靠近反应釜主体1内腔底部的位置处固定安装有上下两个三叶片状的粉碎刀402，而上下两个粉碎刀402刀尖位置相互交错，当搅拌轴总成4往复旋转的过程中，可通过粉碎刀402将下层的重质固体颗粒或者结晶进行粉碎，使得其能够与天然气混合，形成液态天然气，便于流动。

其中，混合翅板5包括叶分板501、挂条502和分流条503，混合翅板5的中部固定安装有两个左右相互平行的叶分板501，其叶分板501的外端均固定安装有竖向的间隔均匀的挂条502，而挂条502内侧的叶分板501中则固定安装弧状的间隔均匀的分流条503，其分流条503的内凹面朝向搅拌轴总成4，混合翅板5随搅拌轴总成4晃动的过程中，可将通过的多相流混合物进行波浪式切断，便于其蠕动混合。

本实施例的具体使用方式与作用：

在使用过程中，多相流混合物经过外部的多相流混合泵从多相流进管送入到反应釜主体中，反应釜主体内腔侧壁中分别与多相流进管和多相流排出管所在位置相对应的上方和下方处分别固定安装有向外倾斜六十度的引流板，引流板可使得进入到反应釜主体中的多相流混合物在进入时，均能够向中间汇聚流动，以便于到达搅拌轴总成所在区域进行搅拌混合，而当多相流混合物排出时，重质和轻质部分混合物均能够被阻挡，直至其混合均匀后才能够从中间排出，可起到过滤的作用，提高了多相流混合反应的混合程度，当混合轴总成转动时，可通过扭力块和扭力连接柱的转动带动搅拌轴总成左右往复旋转，从而可以使得混合翅板随之往复移动，以便于达到高频振动混合多相流混合物的目的，可进一步提高混合程度，并且在此过程中，混合轴总成的旋转可带动推力桨转动，使得反应釜主体中始终有从左向右的流量，保证混合的连续性和均匀性，而当搅拌轴总成往复旋转的过程中，可通过粉碎刀将下层的重质固体颗粒或者结晶进行粉碎，使得其能够与天然气混合，形成液态天然气，便于流动，且挂条内侧的叶分板中则固定安装弧状的间隔均匀的分流条，其分流条的内凹面朝向搅拌轴总成，混合翅板随搅拌轴总成晃动的过程中，可将通过的多相流混合物进行波浪式切断，便于其蠕动混合。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。