CN106512763B - 一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，包括锥形筒分流装置、容量瓶状截流过滤网体、扇叶混匀装置，所述锥形筒分流装置具有锥形进液端和半圆底出液端，锥形进液端具有锥口，所述容量瓶状截流过滤网体具有长圆筒端和球型底部，所述圆通端和球型底部相通，所述扇叶混匀装置安装在容量瓶状截流过滤网体的球型底部内，所述容量瓶状截流过滤网体安装在锥形筒分流装置内，所述容量瓶状截流过滤网体的长圆筒端端口位于锥形筒分流装置的锥口。本发明能有效的混匀聚合物混配过程不充分而形成的絮凝体/交联体结构聚合物，一定程度上降低聚合物溶液黏度损失，确保注聚泵效，避免絮凝体堵塞近井地区等作用。

Description

一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置

技术领域

本发明涉及一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，属于石油工业设备技术领域。

背景技术

绥中36-1油田早期注聚后的采收率增幅较常规水驱提高了7％，标志着聚合物驱早期注聚技术在海上油田的应用取得了重大成功。但是在整个配套技术工艺流程中，依然存在一些问题，其中聚合物溶解不均匀是最主要的问题。

溶解不均匀存在大块状的絮凝物，增加力流动阻力，加大了注聚泵的工作效率和工作负担；注聚井存在注入压力较高，一定时间范围内就会通过酸压解堵施工措施来确保聚合物溶液的注入。针对这一问题，现场采取了取样分析，取样点主要分为位置①熟化罐出口取样，位置②井底取样(垢样)。

现场配制的聚合物母液浓度是5000mg/L，该浓度条件下的聚合物理论黏度范围应该在4000mPa·s-5000mPa·s；而实际上，配制好的母液位置应在位置①，取样值(高压取样)取样值范围是8000mPa·s-13000mPa·s的溶液黏度。在位置②井底垢样的分析中聚合物交联体含量超过50％。

实际取样结果表明，配制过程中真实存在着部分聚合物混配不均匀，而现场现目前采用的过滤器装置是注聚泵前的40目“Y”型过滤器，这并不能有效的阻止聚合物因混合不均匀形成的交联体(部分被阻碍取出清洗掉)，另外部分最终通过注聚泵注入地层，在近井地区形成堵塞，这对于整个聚合物驱技术的应用是一种严重阻碍。

所以，针对该问题，在连续配注的过程中，需要一种管道装置，能够有效的阻止因混配不佳而生成的聚合物交联体进入地层，且在一定程度上保证聚合物溶液黏度；同时给予管道流压，提高注聚泵吸入压力，进而提高注聚泵效；为海上油田聚合物驱提高帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，针对海上油田聚合物配注不均匀导致的聚合物交联体进行过滤，避免交联体进入注聚泵影响泵体寿命及注入地层引起近井地带的堵塞，为海上油田聚合物驱的更好应用提供帮助。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，包括锥形筒分流装置、容量瓶状截流过滤网体、扇叶混匀装置，所述锥形筒分流装置具有锥形进液端和半圆底出液端，锥形进液端具有锥口，所述容量瓶状截流过滤网体具有长圆筒端和球型底部，所述长圆筒端和球型底部相通，所述扇叶混匀装置安装在容量瓶状截流过滤网体的球型底部内，所述容量瓶状截流过滤网体安装在锥形筒分流装置内，所述容量瓶状截流过滤网体的长圆筒端端口位于锥形筒分流装置的锥口。

进一步的是，所述扇叶混匀装置包括搅拌扇叶、电机、流量计、控制系统，所述搅拌扇叶安装在容量瓶状截流过滤网体的球型底部内，所述电机与搅拌扇叶连接，所述流量计安装在锥形筒分流装置的锥口处，所述电机、流量计分别与控制系统连接。

进一步的是，所述容量瓶状截流过滤网体为两层不锈钢网架夹三层交错60目精细过滤网体。

进一步的是，所述锥形筒分流装置的半圆底出液端端口设有输送助流装置。

进一步的是，所述输送助流装置为聚合物管流输送泵。

本发明具有以下有益效果：本发明能有效的混匀聚合物混配过程不充分而形成的絮凝体/交联体结构聚合物，一定程度上降低聚合物溶液黏度损失，确保注聚泵效，避免絮凝体堵塞近井地区等作用。该设备可以有效减少矿场因施工问题而付出的投资，为聚合物驱的发展提供相应指导。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为本发明实施例中搅拌扇叶的结构示意图；

图3为本发明安装位置流程图；

图4为实施例中实验数据图。

图中所示：1-锥形筒分流装置，2-容量瓶状截流过滤网体，3-搅拌扇叶，4-电机，5-流量计，6-输送助流装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本发明的一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，包括锥形筒分流装置1、容量瓶状截流过滤网体2、扇叶混匀装置，所述锥形筒分流装置1具有锥形进液端和半圆底出液端，锥形进液端具有锥口，所述容量瓶状截流过滤网体2具有长圆筒端和球型底部，所述长圆筒端和球型底部相通，所述扇叶混匀装置安装在容量瓶状截流过滤网体2的球型底部内，所述容量瓶状截流过滤网体2安装在锥形筒分流装置1内，所述容量瓶状截流过滤网体2的长圆筒端端口位于锥形筒分流装置1的锥口。

如图1所示，其中锥形筒分流装置1是锥型对称卡扣式结构，该结构便于拆卸换取，选用304不锈钢材质防治腐蚀；锥型壁、半圆底得设计是为了保证聚合物过滤量，在该部分未有流动盲区，导致高黏聚合物流体滞留其中；同时锥型设计为内部容量瓶状截流过滤网体2提供溶液流动空间。容量瓶状截流过滤网体2也是对称卡扣式结构，便于拆卸换取；同时长圆筒和球型过滤底部最大化的增大了过流面积，确保了正常聚合物溶液流体在管流中的过流量，降低剪切黏损；圆弧型尾部设计也是为了避免存在流动盲区，保证扇叶混匀装置旋转流体360°无死角，充分动用网内所有絮凝流体。扇叶混匀装置的扇叶设计搭配球型底部的球型空间，能够完整的控制剪切所属空间内的聚合物交联体，同时带来的旋转流体可以刮动滤网上交缠的絮凝体，处理的絮凝体聚合物相对充分。

容量瓶状截流过滤网体2的左端口与锥形筒分流装置1的左端口重合，这样本发明在工作时，聚合物溶液从锥形筒分流装置1左端口进入到容量瓶状截流过滤网体2内，聚合物溶液内容量瓶状截流过滤网体2进行过滤，过滤后的聚合物溶液流入到锥形筒分流装置1的其他部分，未过滤的聚合物溶液经过容量瓶状截流过滤网体2的长圆筒端到球型底部内被扇叶混匀装置进行剪切，剪切后的聚合物溶液进过容量瓶状截流过滤网体2过滤后，从锥形筒分流装置1的半圆底出液端流出。

为了避免人为启动或定时启动扇叶混匀装置对容量瓶状截流过滤网体2内的聚合物溶液进行无谓的剪切，因此优选的实施方式是，所述扇叶混匀装置包括搅拌扇叶3、电机4、流量计5、控制系统，所述搅拌扇叶3通过转轴安装在容量瓶状截流过滤网体2的球型底部内，所述电机4与转轴连接，从而与搅拌扇叶3连接，使得电机4可带动扇叶3转动，所述流量计5安装在锥形筒分流装置1的锥口处，所述电机4、流量计5分别与控制系统电路连接，由流量计5、控制系统控制的电机4控制的搅拌扇叶3对聚集的絮凝体聚合物进行强制剪切的装置。电机4的启动与关闭是由流量计5通过控制系统控制，流量计5在锥形筒分流装置1的锥口处，通过测定流体过流速度控制电机4开关。因为在大量絮凝体在此聚集时，阻碍了该空间了流体的连续流动，流量计5所记录流量下降；当完全不流动时表明絮凝体集满球型过滤空间，需要电机4启动，这里根据实际需要设定控制系统的相关参数。如图2所示，搅拌扇叶3为折叠型的对称二叶扇，它旋转起来可以覆盖整个容量瓶状截流过滤网体2的球型底部空间，对空间内的聚合物絮凝体进行强制剪切，破碎分子结构后溶液黏度下降通过过滤网。

为了增加对高黏流体的过滤程度，优选的实施方式是，所述容量瓶状截流过滤网体2为两层不锈钢网架夹三层交错60目精细过滤网体。它的过滤网主体采用两层不锈钢网架夹三层交错的60目精细过滤网延续输送管壁(圆筒)，多层网状结构又利于聚合物絮凝体的滞留，材质是304不锈钢的金属网丝，具有较强的抗腐蚀能力，不轻易变形，稳定性好。

为了能够带动管道流动能够吸出滤网内的正常聚合物溶液(以及剪切变稀后的聚合物溶液)，同时为注聚泵提供一个合理的吸入压力，提高泵效，因此优选的实施方式是，所述锥形筒分流装置1的半圆底出液端端口设有输送助流装置6，所述输送助流装置6为聚合物管流输送泵。这样可促进聚合物溶液的过流量，也用于提供输送能量，吸出在过滤网内剪切后的稀释聚合物溶液，避免聚合物输送流量不足，进而影响注聚泵吸入压力过低，降低泵效。

实施例

将本发明置于熟化罐、普通过滤装置后与注聚泵之间的位置，如下流程附图3所示。为了对比本发明对聚合物絮凝体的强制混匀作用，专门针对过去的常规流程进行了絮凝物的过滤收集工作：在配注过程中，定期15天清理过滤网时，能够发现少许聚合物交联体的存在，一般在500g-1000g左右。这是表明了在配注过程中，配注的聚合物实在不均匀现象。

针对现场实际的生产过程中，在室内配制多种配制不佳的聚合物，加压流体通过60目过滤网层，后续流体研究注入性实验分析过滤程度，实验结果见附图4。实验结果表明，聚合物溶液絮凝体在60目过滤网，过滤相对充分。

在使用了本发明后，絮凝体不断的在过滤网内聚集，降低了过滤网内的流体流速(设计流速为零时启动电机4)。根据现场聚合物配注量——母液浓度5000mg/L，配注速度是小于60m³/h，设计电机4旋转转速3600rpm，工作依然是通过流量计5设定参数确定(具体参数需要采集长期数据进一步优化)。当速度下降到一定值时，电机4启动，剪切破坏了聚合物交联体溶液结构，溶液变稀后渗透过滤网，流量逐渐恢复电机4停止。稀释后能够渗透过的聚合物溶液不再是高黏聚集体，在后续的输送过程中分子间相互作用逐渐恢复溶液黏度(但不再是交联体形式)，这里所造成的剪切黏损远小于取出该部分的交联体。

根据现场使用情况发现，电机4启动周期是15d，为此，有了研究过滤程度，专程在不同时间内，取出过滤网装置，测量过滤出交联体物质重量，见下表1

表1过滤情况取样调查

取样时间

12h

24h

48h

5d

15d

启动后

交联体质量

67g

137g

287g

643g

2325g

35g

在电机4正常启动后，聚合物交联体含量明显下降，所以，该装置的设计能够解决因配制聚合物过程中，混配不均匀而生成聚合物胶联体，导致的损害注聚泵寿命，堵塞油井等问题；虽然强剪切在一定程度上会破坏掉正常聚合物的溶液粘度，但是相对与破坏掉聚合物胶联体对整个注聚过程的溶液黏度而言是有帮助的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，其特征在于，包括锥形筒分流装置(1)、容量瓶状截流过滤网体(2)、扇叶混匀装置，所述锥形筒分流装置(1)具有锥形进液端和半圆底出液端，锥形进液端具有锥口，所述容量瓶状截流过滤网体(2)具有长圆筒端和球型底部，所述长圆筒端和球型底部相通，所述扇叶混匀装置安装在容量瓶状截流过滤网体(2)的球型底部内，所述容量瓶状截流过滤网体(2)安装在锥形筒分流装置(1)内，所述容量瓶状截流过滤网体(2)的长圆筒端端口位于锥形筒分流装置(1)的锥口。

2.根据权利要求1所述的一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，其特征在于，所述扇叶混匀装置包括搅拌扇叶(3)、电机(4)、流量计(5)、控制系统，所述搅拌扇叶(3)安装在容量瓶状截流过滤网体(2)的球型底部内，所述电机(4)与搅拌扇叶(3)连接，所述流量计(5)安装在锥形筒分流装置(1)的锥口处，所述电机(4)、流量计(5)分别与控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，其特征在于，所述容量瓶状截流过滤网体(2)为两层不锈钢网架夹三层交错60目精细过滤网体。

4.根据权利要求2或3所述的一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，其特征在于，所述锥形筒分流装置(1)的半圆底出液端端口设有输送助流装置(6)。

5.根据权利要求4所述的一种海上油田聚合物溶解强制混匀装置，其特征在于，所述输送助流装置(6)为聚合物管流输送泵。