高粘度介质静态混合器的研发与应用.pdf

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1、第37卷第2期化工机械211高粘度介质静态混合器的研发与应用李宝彦4姜汝李芳李淑华路江安徐广天(大庆石油学院)(大庆格瑞油田科技有限公司)(大庆油田责任有限公司)摘要针对油田超高粘度聚合物母液与水的混合，研发出了适用于超高粘度介质混合的静态混合器，其结构由水旋转段、母液分散段和水与母液混合段构成。经试验，该混合器在井口处的母液混合液粘度比普通静态混合器的提高了20％以上，能满足油田注聚要求。关键词静态混合器高粘度介质研发中图分类号TQ051．7+l文献标识码B文章编号0254-6094(2010)02-0211-04随着石油和石化工业生产工艺要求的提高，经常遇到高粘度介质与低粘

2、度介质混合的情况，应用普通静态混合器混合均匀度满足不了要求，采用搅拌混合，既消耗能源又降低经济效益。大庆油田注聚采油过程中，由注入中低粘度聚合物改为高粘度聚合物，出现了原有工艺中的普通静态混合器混合效果不好，达不到混合后的粘度要求等问题。为此，笔者开展适合于高粘度介质混合的静态混合器的研发与应用工作。1聚合物注入工艺聚合物注入工艺是在地面将油田高压回注水(16—17MPa)与聚合物母液按一定比例(1～4：1)混合后，通过注聚井注入地下的地层(图1)，从而达到驱油的目的。图1中的高压静态混合器是保证水与聚合物母液均匀混合的重要设备，混合效果对驱油起到关键性的作用。混合效果的判定是

3、分别在注聚井口(图l中A点)和混合器出口(图1中曰点)进行取样，检测聚合物母液混合液的粘度和浓度，根据模拟试验数据定出粘度和浓度大于或等于油田规定数据的标准，且以井口的采样数据(A点)为依据性数据，混合器出口的采样数据(曰点)为参考性数据。高压水管线f回注水入口高压来水聚，触髓陬入口，二)一Il聚合物母I高压聚合物母液管线I液储罐。————j=]lL_凇蒯I然基金堑曼蘧／U增压泵一高压聚合物母液混合液管线图1聚合物母液混合与注入工艺流程随着油田的开采和油层的性质发生改变，特别是在油田开采的中后期，由过去注入低、中粘度聚合物，改为注入高粘度聚合物，原有适合于低、中分子量聚合物与水

4、混合的普通静态混合器，用于高、超高分子量聚合物与水混合，出现了混合效果不均匀，聚合物母液混合液取样粘度很低，不能满足注聚要求等问题。急需研发一种适用于高粘度的静态混合器用于油田生产。2普通静态混合器普通混合器是将低、中粘度聚合物与水通过管道一起输入到混合器，在混合器内完成混合过程。混合器由一段圆管并在圆管中安装多个混合单元构成。经常使用的混合单元有K形单元⋯和X形单元拉o(图2)。·李宝彦，男，1954年8月生，教授。黑龙江省大庆市，163318。212化工机械2010年图2混合单元对普通混合器结构进行了初级改进，分别采用了全部是不同旋向K形单元的结构、全部是互相为900X形单

5、元的结构或K形单元与x形单元组合式结构。经试验证明，对于高粘度聚合物的混合效果没有提高。3高粘度聚合物静态混合器研发的高粘度聚合物静态混合器结构如图3所示¨1，水入口法兰l与来水管线连接，母液混合液出口法兰12与母液混合液管线连接，母液入口法兰4与母液来液管线连接；来水管段2内安装同旋向的K形单元3，母液混合液管段7内安装嚼灭洄’＼y‘‘＼必f‘＼一}‘’一一l叫◆甘／-／6，／●／繇>／＼鍪／禳汝惘图3超高分子量聚合物母液静态混合器结构1——水入口法兰；2一来水管段；，一K形单元；4一母液入口法兰；5一缓冲室；6_——母液分散管；7一母液混合液管段；8一x形单元；9一内管；1

6、卜外管；ll——环形板；12一混合液出口法兰互为900X形单元8，两段之间安装母液分散段，包含母液入口法兰4、母液缓冲室5和母液分散管6；母液分散段由内管9、外管10、分散管6和入口法兰4组成，外管直径大于内管直径，在内管和外管两端部用环形板11封闭，内、外管和环板形成的环形空间作为母液缓冲室，在内管安装互为900母液分散管6，在分散管迎向来水的1800范围内钻有按一定几何形状布置的小孔(图3b)，母液通过此小孔进入内管与水接触。来水管段和母液混合液管段分别插入内管，并与内管焊接。4工作原理超高粘度聚合物母液静态混合器按其工作原理可分为3段(图4)，分别为水“旋转段”、母液“分

7、散段”和母液与水“混合段”。聚合物混合液出口图4超高粘度聚合物母液静态混合器工作原理旋转段主要由同旋向K形单元构成，当水从入口进入此段，K形单元使水流束产生旋转流动，其轨迹为螺旋线形。根据混合器的处理量，即水的流量和内管直径，适当布置K形单元的数量，使水流速的周向分量以和轴向分量讥达到所要求的数值。分散段由聚合物母液缓冲室和分散管组成，聚合物母液从入口进入该段，考虑到聚合物母液来液是由柱塞泵提供的高压，为消除母液来液的压力波动，首先在缓冲室进行缓冲，压力稳定的母。马第37卷第2期化工机械21