专利名称：可搅拌式配样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田提高采收率研究物理模拟实验用装置。
背景技术：
随着计算机技术的发展和普及，油田开发实验仪器的自动化程度、测试速度、测 试精度均有了长足发展，其发展趋势呈标准化、系列化、自动化。随着油田开发的需要，油 气田开发实验发展到第三阶段进一步发展了保护油层的敏感性评价和提高石油采收率的 研究，实验从初期的简单静态参数的测试，发展为岩石与流体间相互作用的多相渗流的测 试与研究，再发展到流体的相态研究和复杂的多维物理模型的实验研究，以及各种化学剂 性质、组分的测试和复合驱提高采收率的效果与实验机理的研究。在油田提高采收率实验中需要注入各种复合体系溶液，而在实验时需将复合体系 溶液装入普通配样器中，结合图1所示，该普通配样器包括支架1、筒体2、上封头3、下封头 4、活塞5、加热圈6、保温套7，其中复合体系溶液由接口 8注入到活塞5上部的筒体中，再通 过接口 9注水到活塞5下部的筒体中，水压升高使活塞5上移，从而将筒体上部存放的复合 体系溶液转移到规定的模型中；但该普通配样器上没有设置搅拌装置，所以复合体系溶液 在存放的过程中会出现分层现象，导致最终测试的结果并不能真实反映复合体系的驱油效 果；另外即使设置了搅拌装置，还存在搅拌轴的动密封问题。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所存在的问题，提供一种带搅 拌装置的配样器，以确保最终测试结果的准确性和真实性。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为一种可搅拌式配样器，包括筒 体、支架、搅拌桨、磁力耦合旋转机构、浮动活塞、动力传动机构、加热圈和保温罩，其中支架 包括上托板和支撑腿，上托板固定在筒体的下部；筒体包括筒身、上封头和下封头，身的上 下边沿分别与上封头和下封头密封螺纹连接；筒体上设有注复合体系溶液接口 A、注水接 口 B和压力测试接口 C ；筒体的外壁依次套有加热圈和保温罩；所述搅拌桨的搅拌轴采用可 伸缩结构，每一级搅拌轴的末端固定有2-4片桨叶，最上面一级及最下面一级搅拌轴的末 端分别向两侧对称设置凸沿，并在凸沿上设有螺纹台阶孔，最下面一级搅拌桨的下表面用 螺钉固定密封圈；磁力耦合旋转机构包括内转子和外转子，内外转子以筒体上封头的上壁 为基线镜像设置，内外转子上各带有永久磁铁；所述浮动活塞由上下两部分组成，浮动活塞 上部分为圆柱体，圆柱体的上表面中心设有圆形的阶梯槽，阶梯槽的径向两侧对称设有螺 纹孔，圆柱体的下表面中心设有圆形槽，槽内嵌有密封圈，圆柱体侧壁上设有密封机构，浮 动活下部分为一侧开口的圆柱体，侧壁上设有密封机构，浮动活塞上下两部分对正后螺栓 连接在一起；磁力耦合旋转机构的外转子与动力传动机构的输出轴连接；搅拌桨通过上级 的螺纹台阶孔与磁力耦合旋转机构的内转子螺纹连接，通过下级的螺纹台阶孔及浮动活塞 上的螺纹孔与浮动活塞螺纹连接。[0006]所述动力传动机构采用皮带传动结构，包括皮带轮、传动皮带及电机，磁力耦 合旋转机构的外转子与皮带轮的轮轴连接。在筒身与上、下封头连接处设置两个支臂，支臂穿过保温罩，在两支臂之间设置连 接件，在连接件上固定电机。为了防止浮动活塞旋转影响密封，本装置还装有活塞防转装置，具体是在下部分 浮动活塞的下端面上螺栓固定联动杆，支架的上托板下端面上设有凹槽，凹槽内螺纹连接 固定有扶动块，扶动块上固定有扶动导向框，联动杆的自由端螺纹连接固定在一根横杆上， 横杆的两端固定在扶动导向框的两竖向杆上。本装置在筒体顶部安装磁力耦合旋转机构的外转子，由动力传动机构的调速电机 带动，筒体内装有可伸缩多级旋转搅拌桨，搅拌桨的一端与磁力耦合旋转机构的内转子相 连接，另一端与浮动活塞相连接，电机转动带动搅拌桨旋转，而多级旋转搅拌桨的搅拌轴随 浮动活塞的运动而伸缩；装置的上述结构特征使得动力输入与输出部分完全隔开，即电机 输出轴与搅拌轴无接触分开，从根本上解决了设备处于全封闭状态下搅拌轴的动密封问 题，在密封条件下对复合体系溶液进行搅拌，可最大限度的确保复合体系溶液不变质，不分 层。本实用新型具有如下有益效果本实用新型的配样器装置筒身密闭，并设置了多 级可伸缩式搅拌桨，即可在密闭的环境下对复合体系溶液进行搅拌，从而可保证液体混合 的均勻性和稳定性，为实验最终结果的准确性提供了保障。
[图1是现有技术中配样器的结构示意图。图中支架1、筒体2、上封头3、下封头4、活塞5、加热圈6、保温套7、复合体系溶 液接口 8、注水接口 9。图2是本实用新型的结构示意图。图3是可伸缩式搅拌桨的结构示意图。图4是浮动活塞的结构示意图。图中筒体10、支架11、上托板111、筒身12、上封头13、下封头14、搅拌桨15、搅 拌轴最上一级螺纹台阶孔151、搅拌轴最下一级螺纹台阶孔152、搅拌桨下面密封圈153、磁 力耦合旋转机构16、内转子161、外转子162、浮动活塞17、浮动活塞上部分171、浮动活塞 上部分阶梯槽172、浮动活塞上部分螺纹孔173、密封圈174、浮动活塞下部分175、浮动活塞 连接用螺栓176、动力传动机构18、皮带轮181、传动皮带182、电机183、加热圈19、保温罩 20、联动杆21、扶动块22、导向框23。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明由图2所示，可搅拌式配样器包括筒体10、支架11、搅拌桨15、磁力耦合旋转机构 16、浮动活塞17、动力传动机构18、加热圈19、保温罩20，支架11包括上托板111和支撑腿， 上托板111固定在筒体的下部，为了操作方便支撑腿的底部可以设置有滑轮；筒体10的外 壁依次套有加热圈19和保温罩20 ；其中所述筒体10包括筒身12、上封头13和下封头14，筒身12的上下边沿分别与上封头13和下封头14螺纹密封连接，从而可确保筒体10内部 为密闭空间；筒体10上设有三个接口，分别为注复合体系溶液接口 A、注水接口 B、压力测试 接口 C ；所述搅拌桨15采用多节可伸缩结构，由图3所示，搅拌桨15的搅拌轴采用相互套接 的中空管，每个管的末端固定有2-4片桨叶，在搅拌轴的最上面一级及最下面一级管端分 别向外对称设置凸沿，并在凸沿上分别设有螺纹台阶孔151、152，搅拌桨最后一级的下表面 用螺钉固定密封圈153 ；所述各节中空管的套接方法可以是在每级套管外表面一侧设有限 位凹口，然后两级套管之间用固定销固定，当然也可采用其他常规的可伸缩套接方法；磁力 耦合旋转机构16包括内转子161、外转子162，内外转子上各带有永久磁铁；所述浮动活塞 17由上下两部分组成，由图4所示，浮动活塞上部分171为圆柱体，圆柱体的上表面中心设 有圆形的阶梯槽172，阶梯槽172的径向两侧对称设有螺纹孔173，圆柱体的下表面中心设 有圆形槽，槽内嵌有密封垫片或密封圈174，圆柱体侧壁上设有凹槽，用于安装密封圈；浮 动活塞下部分175为一侧开口的空心圆柱体，侧壁上设有凹槽，用于安装密封圈，采用这种 空心的结构是为了减轻整个活塞的重量，浮动活塞17上下两部分对正后用螺栓176连接； 所述动力传动机构18采用皮带传动方式，包括皮带轮181、传动皮带182、电机183，当然动 力传动机构18也可以采用其他常规的传动方式。下面具体说明各组成部分的连接方式在筒身12与上封头13及下封头14连接处 设置两个支臂，支臂穿过保温罩，在两支臂之间设置连接件，用于固定电机183 ；磁力耦合 旋转机构的外转子162与皮带轮181的轮轴相连接，在上封头内以上封头的上壁为基线、与 外转子162镜像位置处设置内转子161 ；搅拌桨通过最上一级螺纹孔151与内转子161螺 纹连接、通过最下一级螺纹孔152及浮动活塞上部分螺纹孔173与浮动活塞螺纹连接。为了防止浮动活塞17旋转，在浮动活塞下部分175的下端面上螺栓固定联动杆 21，支架11的上托板111下端面上设有凹槽，凹槽内螺纹连接固定有扶动块22，通过扶动块 22固定有扶动导向框23，联动杆21的自由端螺纹连接固定在一根横杆上，横杆的两端固定 在扶动导向框22的两竖向杆上。具体连接该可搅拌式配样器筒体内各部件时，首先连接搅拌桨与内转子，再连接 搅拌桨与浮动活塞的上部分，并将浮动活塞的下部分与联动杆21连接好，最后连接浮动活 塞的上下两部分即可。为了更好地实现温度控制，加热系统可设置为自动控制，并可设置控制面板，以方 便操作。该套装置的操作方法①压力测试接口 C处连接压力表，复合体系溶液接口 A和注入泵相连接，启动注入泵，把复合体系溶液注入到浮动活塞上部的筒体中；②接通电源，打开控制面板上的总电源开关，打开温度控制开关，设定工作温度；打开搅拌电源开关，调节搅拌速度，电机旋转，带动磁力耦合旋转 机构的内、外转子及搅拌桨旋转，对复合体系溶液进行搅拌；③将复合体系溶液接口 A和实验模型相连接，注水接口 B和注水泵相连接，以实验所需的注入速度向配样器浮动活塞下部的筒体内注水，推动浮动 活塞上移，把复合体系溶液转移注入到实验模型中，完成操作。权利要求1.一种可搅拌式配样器，包括筒体(10)、支架(11)、搅拌桨(15)、磁力耦合旋转机构 (16)、浮动活塞(17)、动力传动机构(18)、加热圈(19)和保温罩(20)，其中筒体(10)包括筒 身(12)及上封头(13)和下封头(14)，筒身(12)的上下边沿分别与上封头(13)和下封头 (14)密封螺纹连接；支架(11)包括上托板(111)和支撑腿，上托板(111)固定在筒体的下 部；筒体(10)上设有注复合体系溶液接口 A、注水接口 B和压力测试接口 C ；筒体(10)的外 壁依次套有加热圈(19)和保温罩(20);其特征在于所述搅拌桨(15)的搅拌轴采用可伸缩 结构，每一级搅拌轴的末端固定有2-4片桨叶，最上面一级及最下面一级搅拌轴的末端分 别向两侧对称设置凸沿，并在凸沿上设有上、下螺纹台阶孔(151)、(152)，最下面一级搅拌 桨的下表面用螺钉固定密封圈(153)；磁力耦合旋转机构(16)包括内转子(161)和外转子 (162)，内外转子以筒体上封头的上壁为基线镜像设置，内外转子上各带有永久磁铁；所述 浮动活塞(17)由上下两部分组成，浮动活塞上部分(171)为圆柱体，圆柱体的上表面中心 设有圆形的阶梯槽(172)，阶梯槽的径向两侧对称设有螺纹孔(173)，圆柱体的下表面中心 设有圆形槽，槽内嵌有密封圈(174)，圆柱体侧壁上设有密封机构，浮动活塞下部分(175) 为一侧开口的圆柱体，侧壁上设有密封机构，浮动活塞上下两部分对正后通过螺栓(176)连 接在一起；磁力耦合旋转机构的外转子与动力传动机构的输出轴连接；搅拌桨通过上级的 螺纹台阶孔(151)与内转子螺纹连接，通过下级的螺纹台阶孔(152)及浮动活塞上的螺纹 孔(173)与浮动活塞螺纹连接。
2.按照权利要求1所述的可搅拌式配样器，其特征在于所述动力传动机构(18)采用 皮带传动结构，包括皮带轮(181)、传动皮带(182)及电机(183)，磁力耦合旋转机构的外转 子(162)与皮带轮(181)的轮轴连接。
3.按照权利要求1或2所述的可搅拌式配样器，其特征在于在筒身(12)与上、下封 头(13、14)连接处设置两个支臂，支臂穿过保温罩(20)，在两支臂之间设置连接件，在连接 件上固定电机(183)。
4.按照权利要求1或2所述的可搅拌式配样器，其特征在于在浮动活塞下部分(175) 的下端面上螺栓固定联动杆(21)，支架(11)的上托板(111)下端面上设有凹槽，凹槽内螺 纹连接固定有扶动块(22)，扶动块(22)上固定有扶动导向框(23)，联动杆(21)的自由端螺 纹连接固定在一根横杆上，横杆的两端固定在扶动导向框(22)的两竖向杆上。
5.按照权利要求3所述的可搅拌式配样器，其特征在于在浮动活塞下部分(175)的下 端面上螺栓固定联动杆(21)，支架(11)的上托板(111)下端面上设有凹槽，凹槽内螺纹连 接固定有扶动块(22)，扶动块(22)上固定有扶动导向框(23)，联动杆(21)的自由端螺纹连 接固定在一根横杆上，横杆的两端固定在扶动导向框(22)的两竖向杆上。
专利摘要本实用新型涉及一种可搅拌的配样器，该装置安装了磁力耦合旋转机构和可伸缩多级旋转搅拌桨，多级旋转搅拌桨的搅拌轴可随浮动活塞的运动而伸缩；其中磁力耦合旋转机构可确保电机输出轴与搅拌轴无接触分开，从根本上解决了配样器中复合体系溶液需要搅拌及设备处于全封闭状态下搅拌轴的动密封问题，为保证复合体系溶液的均匀性、稳定性及实验最终结果的准确性提供保障。
文档编号G01N1/38GK201837555SQ20102055081
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月2日 优先权日2010年10月2日
发明者刘文涛, 张卫东, 杨凤华, 王洪卫, 苑晓艳, 邓庆军, 隋新光 申请人:大庆油田有限责任公司