CN101906316A - 原油混合液降粘防垢均混方法及其降粘防垢均混器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油混合液降粘防垢均混方法及其降粘防垢均混器，为解决现有原油混合液难以处理问题，其方法是利用高速剪切、急速泄压和强制旋流对原油混合液进行降粘防垢均混。其均混器包括进口端内密封套装高压桶进口端，出口端内周制有均匀分布的导流板的低压桶；套装在低压桶内的高压桶外周制有均匀分布的狭缝、内端封闭。其是采用高速剪切、急速泄压、改变液体流动状态方法，能够同时完成液体降粘、药剂与液体充分混合、消除大粒径乳化液、增大药剂破乳效果，实现降低加药量、防止晶核聚并析出达到防垢、防蜡目的。

Description

原油混合液降粘防垢均混方法及其降粘防垢均混器

技术领域

本发明涉及一种油田地面机械领域的原油混合液处理设备，特别是涉及一种原油混合液降粘防垢均混方法及其降粘防垢均混器。

背景技术

油田进入聚合物驱油和(碱、表活剂、聚合物)三元驱油后其油井采出液粘度、乳化程度、含泥砂量大幅度提高，增大了原油集输、油水分离和含油污水处理难度，造成原油集输管线结垢加快、电脱水器频繁跳闸、原油外输含水超标、加药量增大、原有地面工程工艺设备处理效率和效果变差，注入水质超标，给油田开发造成一定影响。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种方便实用的原油混合液降粘防垢均混方法，本发明目的还在于提供用于实施该方法的降粘防垢均混器。

为实现上述目的，本发明原油混合液降粘防垢均混方法的特别之处在于利用高速剪切、急速泄压和强制旋流对原油混合液进行降粘防垢均混。所述原油混合液即包括：油井采出液、老化油、含聚合物污水、绸油。如此设计，本发明就是针对上述问题利用高速剪切、急速泄压、改变液体流动状态的方法同时完成原油混合液降粘、药剂与液体充分混合、消除大粒径乳化液、增大药剂破乳效果、降低加药量、防止晶核聚并析出达到防垢、防蜡目的。通过高速机械剪切、急速泄压、处理药剂强制混合、旋流运动处理液体中菌类基本被消灭，无论进口液体成分、性质发生怎样变化其出口粘度、乳化程度都能保持在一个稳定的状态内，从而保证了系统的高效平稳运行。这里“处理药剂强制混合”可根据需要选择适用，需要处理药剂强制混合时，处理药液是在进行高速剪切之前加入的。

作为优化，原油混合液经高压泵加压泵出后，经狭缝剪切，由狭缝突出后急速泄压，再经导流板强制旋流。如此设计，高压泵加压可提高剪切效果，并且是急速泄压的必要前提条件，导流板强制旋流在强制混合作用的同时，还能稳定和强化剪切泄压效果。

作为优化，原油混合液经高压泵加压泵出后进入高压桶，在高压下经高压桶外周制有的均匀分布的轴向狭缝剪切，由狭缝突出后急速泄压至外周套装的低压桶，再经低压桶出口端内周制有的导流板强制旋流后流出。如此设计，高压桶外周制有均匀分布的轴向狭缝即高压桶上割有细长缝隙。

作为优化，所述原油混合液经过狭缝时，还通过向出口端倾斜的狭缝端壁向出口向导流；所述原油混合液经过狭缝时，还通过所在平面与高压桶截面径线斜交的狭缝进行旋转向导向。如此设计，混合液体通过这些缝隙被挤入高压桶与带有导流板的低压桶之间，经缝隙挤压、泄压过程切断了处理液中的长分子链，因此降低了粘性；大粒径乳化液被打破、药剂被强制压入乳化液中并与处理液充分混合药效得到充分的发挥，降低加药量；破坏了液体中结垢物质的晶核，防止了结垢、结蜡。

作为优化，所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。这里，狭缝外线是指狭缝远离圆心的外侧线。如此设计，细长缝隙均匀分布在高压桶圆周上，这些狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度，使被挤入低压桶的液体在高压桶与带有导流板的低压桶之间，形成的旋流，这个旋流由于狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度，而沿着轴线由左向右方向通过导流板流出，这个过程：

1使药剂与处理液进一步旋流混合、加速破乳反应提高处理效果：

2改变液体在管道内流动状态，由紊流或层流运动变成旋流运动，这一改变防止了晶核聚并析出，因而起到了防垢、防蜡的作用。

用于实施本发明所述方法的降粘防垢均混器包括进口端内密封套装高压桶进口端，出口端内周制有均匀分布的导流板的低压桶；套装在低压桶内的高压桶外周制有均匀分布的狭缝、内端封闭。如此设计，原油混合液经过该设备处理后液体的粘度、乳化程度有大幅度下降，并能保持相对稳定状态，对提高后续油水分离、含油污水处理效果和后续处理系统平稳运行、简化工艺起到重要作用。

作为优化，所述狭缝为轴向细长狭缝，端壁向低压桶出口方向倾斜，所述狭缝所在平面与高压桶截面径线斜交。如此设计，轴向分布的细长狭缝既能保证狭缝剪切性能，又能减少阻力，不容易造成堵塞。端壁向低压桶出口方向倾斜，则用于向出口方向导流。所述狭缝所在平面与高压桶截面径线斜交，在保证剪切效果的同时，还能提供预旋流作用。

作为优化，所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。这里，狭缝外线是指狭缝远离圆心的外侧线。如此设计，细长缝隙均匀分布在高压桶圆周上，这些狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度，使被挤入低压桶的液体在高压桶与带有导流板的低压桶之间，形成的旋流，这个旋流由于狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度，而沿着轴线由左向右方向通过导流板流出。

作为优化，所述低压桶为进口端带法兰盘并制有环形凹槽的圆桶形，所述高压桶进口端与低压桶进口端环形凹槽通过密封垫紧密套装，所述低压桶包覆高压桶狭缝及高压桶内端的部分向外凸出，凸出部分向出口端收紧过渡部分内周制有导流板。如此设计，结构简单，性能可靠，方便使用和维护。

作为优化，高压桶狭缝导流方向与低压桶出口端内周制有的旋流型导流板导流方向相同，低压桶上还安装有压力表。如此设计，液体降解防垢均混器由割有一定旋向细长缝隙2的高压桶、导流板(导流板的旋向与细长缝隙的旋向一致)、低压桶、压力表、压力表出口闸门、进液端连接法兰、出液端连接法兰组成。高压桶的入口端面台阶与低压桶的法兰凹进端面配合，进口法兰与来液管线法兰连接；出口法兰与出液管线法兰连接。

所述原油混合液即待处理液包括：油井采出液、老化油、含聚合物污水、绸油，加入药剂(破乳剂、净水剂、消融剂等)后通过加压打入本发明降粘防垢均混器的入口，进入割有若干细长狭缝(缝隙)的高压桶内，细长缝隙均匀分布在高压桶圆周上，这些狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。混合液体通过这些缝隙被挤入高压桶与带有导流板的低压桶之间，这个挤压、泄压过程：

1切断了处理液中的长分子链，因此降低了粘性；

2大粒径乳化液被打破、药剂被强制压入乳化液中并与处理液充分混合药效得到充分的发挥，降低加药量：

3破坏了液体中结垢物质的晶核，防止了结垢。

采用上述技术方案后，本发明原油混合液降粘防垢均混方法能切断了液中的长分子链，因此降低了粘性；大粒径乳化液被打破、药剂被强制压入并与处理液充分混合药效得到充分的发挥，降低加药量；破坏了液体中结垢物质的晶核，防止了结垢；通过高速机械剪切、急速泄压、药剂强制混合、旋流运动处理液体中菌类基本被消灭，无论进口液体成分、性质发生怎样变化其出口粘度、乳化程度都能保持在一个稳定的状态内，从而保证了系统的高效平稳运行。

采用上述技术方案后，本发明降粘防垢均混器是采用高速剪切、急速泄压、改变液体流动状态方法，能够同时完成液体降粘、药剂与液体充分混合、消除大粒径乳化液、增大药剂破乳效果，实现降低加药量、防止晶核聚并析出达到防垢、防蜡的目的设备。

附图说明

图1是本发明降粘防垢均混器的纵向剖视结构示意图；

图2是图1的A-A部剖视图；

图3是图1的B-B向视图；

图4是图1的C部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例做更进一步说明

本发明原油混合液降粘防垢均混方法是利用高速剪切、急速泄压和强制旋流对原油混合液进行降粘防垢均混。即：原油混合液经高压泵加压泵出后进入高压桶，在高压下经高压桶外周制有的均匀分布的轴向狭缝剪切，由狭缝突出后急速泄压至外周套装的低压桶，再经低压桶出口端内周制有的导流板强制旋流后流出。所述原油混合液经过狭缝时，还通过向出口端倾斜的狭缝端壁向出口向导流；所述原油混合液经过狭缝时，还通过所在平面与高压桶截面径线斜交的狭缝进行旋转向导向。所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。

如图所示，用于实施本发明所述方法的降粘防垢均混器包括进口端内密封套装高压桶1进口端，出口端内周制有均匀分布的旋流型导流板21的低压桶2；套装在低压桶2内的高压桶1外周制有均匀分布的轴向细长狭缝11、内端封闭。

所述狭缝端壁向低压桶出口方向倾斜，所述狭缝所在平面与高压桶截面径线斜交。最优选：所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。

所述低压桶2为进口端带法兰盘并制有环形凹槽的圆桶形，所述高压桶1进口端与低压桶2进口端环形凹槽通过环形密封垫3紧密套装，所述低压桶2包覆高压桶狭缝及高压桶内端的部分向外凸出，凸出部分向出口端收紧过渡部分内周制有导流板21。高压桶1狭缝11导流方向与低压桶2出口端内周制有的导流板21导流方向相同，低压桶2上还通过带截门23的连接管安装有压力表22。

其工作原理是：通过加压打入的处理液和药剂混合液体经过液体入口进入到割有细长缝隙的高压桶内，细长缝隙均匀分布在高压桶圆周上，这些狭缝端壁与高压桶1轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。混合液体通过这些缝隙被挤入高压桶与带有导流板的低压桶之间，这个挤压过程切断了处理液中的长分子链，因此降低了粘性；由于缝隙内外的巨大压力差作用，破坏了液体中结垢物资的晶核，防止了结垢；由于缝隙内外的巨大压力差作用和狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度，使被挤入低压桶的液体在高压桶与带有导流板的低压桶之间，形成的旋流，这个旋流由于狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度，而沿着轴线由左向右方向通过导流板流出，导流板的旋向与细长缝隙的旋向一致，这个过程使药剂与处理液进行了均匀混合。

Claims (10)

1.一种原油混合液降粘防垢均混方法，其特征在于利用高速剪切、急速泄压和强制旋流对原油混合液进行降粘防垢均混。

2.根据权利要求1所述原油混合液降粘防垢均混方法，其特征在于原油混合液经高压泵加压泵出后，经狭缝剪切，由狭缝突出后急速泄压，再经导流板强制旋流。

3.根据权利要求2所述原油混合液降粘防垢均混方法，其特征在于原油混合液经高压泵加压泵出后进入高压桶，在高压下经高压桶外周制有的均匀分布的轴向狭缝剪切，由狭缝突出后急速泄压至外周套装的低压桶，再经低压桶出口端内周制有的导流板强制旋流后流出。

4.根据权利要求3所述原油混合液降粘防垢均混方法，其特征在于所述原油混合液经过狭缝时，还通过向出口端倾斜的狭缝端壁向出口向导流；所述原油混合液经过狭缝时，还通过所在平面与高压桶截面径线斜交的狭缝进行旋转向导向。

5.根据权利要求4所述原油混合液降粘防垢均混方法，其特征在于所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点E的径线夹角θ小于90度，大于65度。

6.用于实施权利要求1所述方法的降粘防垢均混器，其特征在于包括进口端内密封套装高压桶进口端，出口端内周制有均匀分布的导流板的低压桶；套装在低压桶内的高压桶外周制有均匀分布的狭缝、内端封闭。

7.根据权利要求6所述降粘防垢均混器，其特征在于所述狭缝为轴向细长狭缝，端壁向低压桶出口方向倾斜，所述狭缝所在平面与高压桶截面径线斜交。

8.根据权利要求7所述降粘防垢均混器，其特征在于所述狭缝端壁与高压桶轴线夹角小于45度，大于20度；所述狭缝所在平面与通过狭缝外线和桶内壁的交点(E)的径线夹角θ小于90度，大于65度。

9.根据权利要求6或7或8所述降粘防垢均混器，其特征在于所述低压桶为进口端带法兰盘并制有环形凹槽的圆桶形，所述高压桶进口端与低压桶进口端环形凹槽通过密封垫紧密套装，所述低压桶包覆高压桶狭缝及高压桶内端的部分向外凸出，凸出部分向出口端收紧过渡部分内周制有导流板。

10.根据权利要求9所述降粘防垢均混器，其特征在于高压桶狭缝导流方向与低压桶出口端内周制有的旋流型导流板导流方向相同，低压桶上还安装有压力表。

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