CN104259157A - 凝胶复合清管器及交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凝胶复合清管器及交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法，包括滚刷式清管器、交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器，其中，所述滚刷式清管器设置在所述凝胶复合清管器的前部，所述聚氨酯清管器设置在所述凝胶复合清管器的尾部，所述交联聚丙烯酰胺水基凝胶设置在所述凝胶复合清管器的中部。
Description
技术领域
本发明涉及油气管道领域，具体为一种凝胶复合清管器及交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法。
背景技术
为了确保在役管道长期正常、安全运行，需要定期使用清管器排出管内的结蜡、水、砂石、凝析液等杂物。管内工作的机械清管器可能因为管内含有过多的杂物、不能通过管道变径和弯头处或者自身发生形变而卡堵管道，大大降低清管工作的效率，甚至致使整条管道瘫痪，造成严重后果，因此机械清管器的卡堵问题亟待解决。
现有技术中，单纯用化学试剂清洗会降低管道在役寿命，提高清洗成本，而且有些污垢也难以用化学方法完全处理干净；同样，对长期输送、沉积速度较快的油管线，单纯用机械清管器也难以达到改输后的理想效果；物理清洗与化学清洗方法结合使用己成为当今管道清洗技术发展的一种趋势，凝胶清管器组合清洗技术是由清管凝胶、机械清管器和专用化学试剂有序组合而成，该技术综合使用了物理和化学清管技术，具有常规机械清管器或化学清洗不可比拟的优点，多种实用的复合清洗技术已在清管作业中获得了优异的效果。
发明内容
本发明提供一种凝胶复合清管器及交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法，其目的在于解决清管器工作中的出现卡堵情况的概率高，且清管工作效率低的问题。
本发明提供了一种凝胶复合清管器，包括滚刷式清管器、交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器，其中，所述滚刷式清管器设置在所述凝胶复合清管 器的前部，所述聚氨酯清管器设置在所述凝胶复合清管器的尾部，所述交联聚丙烯酰胺水基凝胶设置在所述凝胶复合清管器的中部。
可选的，所述交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法包括以下步骤：
将柠檬酸铝AlCit母液和聚丙烯酰胺HPAM母液加入水中混合均匀，然后硫脲和氯化钠，调节PH值为5.0～7.0，使得加水后的混合物中HPAM的浓度为2500mg/L-3500mg/L，AlCit的浓度为105mg/L-125mg/L，NaCl的浓度为140mg/L-160mg/L，硫脲的浓度为140mg/L-170mg/L；
将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应3天(date，简称d)-7d即可，其中，所述聚丙烯酰胺加入所述混合物后所述聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L-4500mg/L。
可选的，所述HPAM母液中的HPAM相对分子量为1.0×107-2.0×107。
可选的，还包括：在将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应时，将柠檬酸铝作为交联剂加入所述混合物中。
可选的，在所述将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应3d-7d时，所述方法还包括：
将聚丙烯酰胺进行水解，获得部分水解聚丙烯酰胺，其中，所述部分水解聚丙烯酰胺的相对分子量为1.0×107-2.0×107，所述聚丙烯酰胺的水解度20％-30％。
本发明的有益效果如下：
本发明的凝胶复合清管器中，前端的滚刷式清管器能有效刷掉或松动管道内壁上粘附较牢的杂物，如结蜡、铁锈等，并起到一定的疏通作用，方便后面交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器的通过，紧挨滚刷式清管器后面的交联聚丙烯酰胺水基凝胶沿管道前行时，凭借其强粘附性和剪切变稀性，可把松散的结蜡、铁锈物等从管壁上粘下来，并同时将管道内的水、砂石、凝析液等杂物一起以悬浮物的形式包容在凝胶内，最后带出管道，以及位于最后端的聚氨酯清管器把交联聚丙烯酰胺水基凝胶和推动介质隔离开，其本身不仅可推动 交联聚丙烯酰胺水基凝胶和滚刷式清管器向前行进，还可进一步清除管壁上残留的杂物和交联聚丙烯酰胺水基凝胶，一并推入前面的交联聚丙烯酰胺水基凝胶中，有效提高了整体的清管能力和效果，如此，使得本发明综合了管道物理清洗和化学清洗的优势，不仅利用了机械清管器较强的擦刷能力，而且所用的交联聚丙烯酰胺水基凝胶可将大部分杂物包含在其内，大大降低了单纯使用机械清管器时发生卡堵的几率，同时能降低整个复合清管器运行所需的推动压力，减轻对内管壁的磨损，有效降低清管成本。
附图说明
图1为本发明实施例中凝胶复合清管器的结构示意图。
附图标记具体如下：
1——滚刷式清管器，2——交联聚丙烯酰胺水基凝胶，3——聚氨酯清管器，4——推动介质。
具体实施方式
本发明提供一种凝胶复合清管器及交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法，其目的在于解决清管器工作中的出现卡堵情况的概率高，且清管工作效率低的问题。
下面结合附图以及实施例对以上技术方案进行详细的阐述和说明。
如图1所示，本发明提供了一种凝胶复合清管器，包括滚刷式清管器1、交联聚丙烯酰胺水基凝胶2和聚氨酯清管器3，其中，滚刷式清管器1设置在所述胶复合清管器的前部，聚氨酯清管器3设置在所述凝胶复合清管器的尾部，交联聚丙烯酰胺水基凝胶2设置在所述凝胶复合清管器的中部。
其中，在将所述凝胶复合清管器放入管道中时，在聚氨酯清管器3后端通过推动介质4进行推动，使得所述凝胶复合清管器在所述管道中进行移动，推动介质4可以是气体或液态推动介质。
其中，滚刷式清管器1具体可以为铬硅合金滚刷式清管器，以延长滚刷式清管器1的使用寿命，且滚刷式清管器1设置在所述凝胶复合清管器的前端，进而可以通过滚刷式清管器1能有效刷掉或松动管道内壁上粘附较牢的杂物，如结蜡、铁锈等，并起到一定的疏通作用，方便后面交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器的通过。
进一步的，交联聚丙烯酰胺水基凝胶2是一种清管凝胶，设置在所述凝胶复合清管器的中部，凭借其强粘附性和剪切变稀性，可把松散的结蜡、铁锈物等从管壁上粘下来，并同时将管道内的水、砂石、凝析液等杂物一起以悬浮物的形式包容在凝胶内，最后带出管道，使得交联聚丙烯酰胺水基凝胶2可将大部分杂物包含在其内，大大降低了单纯使用机械清管器时发生卡堵的几率，同时能降低整个复合清管器运行所需的推动压力，减轻对内管壁的磨损，有效降低清管成本.
进一步的，聚氨酯清管器3具体可以为聚氨酯泡沫清管器，设置在所述凝胶复合清管器的尾部，能够把交联聚丙烯酰胺水基凝胶2和推动介质4隔离开，其本身不仅可推动交联聚丙烯酰胺水基凝胶2和滚刷式清管器1向前行进，还可进一步清除管壁上残留的杂物和交联聚丙烯酰胺水基凝胶，一并推入前面的交联聚丙烯酰胺水基凝胶2中，有效提高了整体的清管能力和效果，
下面具体对交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法进行具体叙述：
实施例一
取适量水于反应容器中，加入柠檬酸铝AlCit母液和聚丙烯酰胺HPAM母液混合均匀，其中，HPAM相对分子量为1.0×107，然后加入硫脲和氯化钠，搅拌溶解完全后，用0.1M NaOH溶液调节体系pH至5.0～7.0，再加水稀释至所需浓度，使混合物中HPAM、AlCit、NaCl和硫脲浓度依次为3500mg/L、105mg/L、140mg/L和175mg/L，最后将体系升温至20℃～45℃进行静态恒温交联反应，7天后停止反应，将所得交联聚丙烯酰胺水基凝胶存备用。
实施例二
取适量水于反应容器中，加入AlCit母液和HPAM母液混合均匀，其中，HPAM相对分子量为2.0×107，然后加入硫脲和氯化钠，搅拌溶解完全后，用0.1M NaOH溶液调节体系pH至7.0，再加水稀释至所需浓度，使混合物中HPAM中的浓度为2500mg/L、AlCit的浓度为125mg/L、NaCl为160mg/L和硫脲浓度为140mg/L，最后将所述混合物升温至80℃～85℃进行静态恒温交联反应，3d后停止反应，将所得交联聚丙烯酰胺水基凝胶存备用。
在制备得到交联聚丙烯酰胺水基凝胶之后，利用收发球装置将滚刷式清管器1发入待清洗的管道中，随后将交联聚丙烯酰胺水基凝胶2缓缓切入，待其紧挨前方的滚刷式清管器1形成一定长度的稳定段塞后，再将聚氨酯清管器3发入至凝胶段塞后端，最后以液体或气体动力源推动前行即可。为提高该复合清管器的工作稳定性和效率，滚刷式清管器1和聚氨酯清管器3的直径应稍大于管道内径，以超出4毫米(mm)-8mm为宜。
经实验表明，使用以上实施方式清管时，所述复合凝胶清管器在低压介质推动下即可流畅通过管道，绝大多数管道内杂物可被清理干净，内管壁上基本无任何残留物，而且均未发现有卡堵现象发生，清管工作稳定安全高效。
本发明的有益效果如下：
本发明的凝胶复合清管器中，前端的滚刷式清管器能有效刷掉或松动管道内壁上粘附较牢的杂物，如结蜡、铁锈等，并起到一定的疏通作用，方便后面交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器的通过，紧挨滚刷式清管器后面的交联聚丙烯酰胺水基凝胶沿管道前行时，凭借其强粘附性和剪切变稀性，可把松散的结蜡、铁锈物等从管壁上粘下来，并同时将管道内的水、砂石、凝析液等杂物一起以悬浮物的形式包容在凝胶内，最后带出管道，以及位于最后端的聚氨酯清管器把交联聚丙烯酰胺水基凝胶和推动介质隔离开，其本身不仅可推动交联聚丙烯酰胺水基凝胶和滚刷式清管器向前行进，还可进一步清除管壁上残留的杂物和交联聚丙烯酰胺水基凝胶，一并推入前面的交联聚丙烯酰胺水基凝胶中，有效提高了整体的清管能力和效果，如此，使得本发明综合了管道物理 清洗和化学清洗的优势，不仅利用了机械清管器较强的擦刷能力，而且所用的交联聚丙烯酰胺水基凝胶可将大部分杂物包含在其内，大大降低了单纯使用机械清管器时发生卡堵的几率，同时能降低整个复合清管器运行所需的推动压力，减轻对内管壁的磨损，有效降低清管成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种凝胶复合清管器，其特征在于，包括滚刷式清管器、交联聚丙烯酰胺水基凝胶和聚氨酯清管器，其中，所述滚刷式清管器设置在所述凝胶复合清管器的前部，所述聚氨酯清管器设置在所述凝胶复合清管器的尾部，所述交联聚丙烯酰胺水基凝胶设置在所述凝胶复合清管器的中部。
2.如权利要求1所述的凝胶复合清管器，其特征在于，所述交联聚丙烯酰胺水基凝胶的制备方法包括以下步骤：
将柠檬酸铝AlCit母液和聚丙烯酰胺HPAM母液加入水中混合均匀，然后加入硫脲和氯化钠，调节PH值为5.0～7.0，加水稀释，使得混合物中HPAM的浓度为2500mg/L-3500mg/L，AlCit的浓度为105mg/L-125mg/L，NaCl的浓度为140mg/L-160mg/L，硫脲的浓度为140mg/L-170mg/L；
将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应3d-7d即可，其中，所述聚丙烯酰胺加入所述混合物后所述聚丙烯酰胺浓度为1000mg/L-4500mg/L。
3.如权利要求2所述的凝胶复合清管器，其特征在于，所述HPAM母液中的HPAM相对分子量为1.0×107-2.0×107。
4.如权利要求3所述的凝胶复合清管器，其特征在于，还包括：在将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应时，将柠檬酸铝作为交联剂加入所述混合物中。
5.如权利要求4所述的凝胶复合清管器，其特征在于，在所述将聚丙烯酰胺加入所述混合物中在20℃-85℃进行交联反应3d-7d时，所述方法还包括：
将聚丙烯酰胺进行水解，获得部分水解聚丙烯酰胺，其中，所述部分水解聚丙烯酰胺的相对分子量为1.0×107-2.0×107，所述聚丙烯酰胺的水解度20％-30％。
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