CN104857743B - 一种聚合物溶液的密封除氧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物溶液的密封除氧装置及方法。本发明提供的密封除氧装置包括用于盛装聚合物溶液的密封容器，所述密封容器的上部设有包括第一连接口与第二连接口在内的至少两个连接口，下部设有出液口，所述第一连接口与惰性气体发生器连接；抽空机构，其与所述第二连接口连接，用于对所述密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；测氧机构，其与所述出液口连接，用于检测盛装于所述密封容器中的聚合物溶液含氧量。本发明不仅可以更好的除去聚合物溶液中的氧气，而且可以准确测量溶液中的含氧量，从而实现更加准确、便捷、高效的评价聚合物溶液的长期稳定性。

Description

一种聚合物溶液的密封除氧装置及方法

技术领域

本发明涉及一种密封除氧装置，特别涉及一种聚合物溶液的密封除氧装置及方法。

背景技术

在油气田开发领域中，聚合物驱油技术能够扩大水驱的波及体积，提高未动用原油储量，是目前国内外较为成熟的化学驱提高采收率技术之一。聚合物驱油的关键在于聚合物溶液的长期稳定性，溶液中的含氧量是影响其稳定性的重要因素。

目前室内实验的聚合物溶液除氧方法主要是在厌氧箱内通过氮气除氧，然后简单密封。该方法的不足之处在于只能除去容器内空气中的氧，而不能完全驱除聚合物溶液中溶解的氧，而且在密封前不能测量聚合物溶液中的含氧量，密封技术较为粗糙，实验结果不可靠。

随着技术的进步，油田现场对聚合物驱油的标准越来越高，这就要求室内实验室的准确程度相应提高，因此准确、便捷、高效的聚合物溶液密封除氧装置对于聚合物溶液的长期稳定性能评价是十分必要的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种聚合物溶液的密封除氧装置，有效的克服现有技术中存在的缺点或不足。

本发明的另一目的是提供一种采用上述装置的聚合物溶液密封除氧方法。

根据本发明的一方面，提供一种聚合物溶液的密封除氧装置，该装置包括：

用于盛装聚合物溶液的密封容器，所述密封容器的上部设有包括第一连接口与第二连接口在内的至少两个连接口，下部设有出液口，所述第一连接口与惰性气体发生器连接；

抽空机构，其与所述第二连接口连接，用于对所述密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；

测氧机构，其与所述出液口连接，用于检测盛装于所述密封容器中的聚合物溶液含氧量。

根据本发明，所述的惰性气体发生器是指一种能够产生不与所述密封容器中的聚合物溶液发生反应的气体的设备，其包括但不限于以下几种气体发生器：氦气发生器、氖气发生器或氮气发生器，优选为氮气发生器。

根据本发明的一个具体实施例，所述抽空机构包括真空泵、与所述真空泵连接的干燥容器以及与所述干燥容器连接的缓冲容器，其中，所述缓冲容器与第一控制阀的第一端口连接，所述第一控制阀的第二端口与所述第二连接口连接，使得所述抽空机构在第一控制阀的第一端口与第二端口连通后能够对所述密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧。

根据本发明的一个具体实施例，所述的真空泵优选为旋片式真空泵，所述的真空泵与干燥容器之间设有真空表。

根据本发明的一个具体实施例，所述的干燥容器中的干燥剂可以选自变色硅胶、氧化铝凝胶、分子筛和活性炭中的一种或多种，优选为变色硅胶。所述的缓冲容器中可以放入干燥剂，这样可以达到更好的干燥效果，充分保护真空泵。所述的缓冲容器中的干燥剂选自氯化镁、氯化钙、碱石灰、五氧化二磷和硅酸中的一种或多种，优选为氯化钙。

根据本发明的一个具体实施例，所述的测氧机构可以选自测氧管或测氧仪，但不限于上述两种测氧机构。所述的测氧机构连接到第三控制阀的第二端口，用于检测盛装于所述密封容器中的聚合物溶液含氧量。所述第三控制阀的第一端口连接到所述第二制控制阀的第三端口，所述第二控制阀的第二端口与所述出液口连接，所述第二控制阀的第一端口与所述第一控制阀的第三端口连接，使得所述抽空机构在连通所述第三控制阀的第一端口和第二端口、第二控制阀的第一端口和第三端口以及第一控制阀的第一端口和第三端口后能够对所述测氧机构进行抽空除氧。

根据本发明的一个具体实施例，所述的装置还包括密封机构，其与所述第三控制阀的第三端口连接，用于密封聚合物溶液，使得所述抽空机构在连通所述第三控制阀的第一端口与第三端口、第二控制阀的第一端口与第三端口以及第一控制阀的第一端口与第三端口后能够对所述密封机构进行抽空除氧。

根据本发明的一个具体实施例，所述的密封机构包括安瓿瓶，所述的安瓿瓶在颈部设有熔封设备，用于密封安瓿瓶，所述的熔封设备优选为酒精喷灯。

根据本发明，所述的控制阀选自三通阀或三通考克中的一种，优选为三通考克。所述的三通考克是一种旋转活塞，其设有三个端口，其中一个端口为自由端口，其他两个端口为独立端口，自由端口可以分别与其他两个独立端口之间相互连通，但是两个独立端口之间不可以相互连通。

根据本发明的另一方面，提供一种采用所述装置的聚合物溶液除氧密封方法，通过调节控制阀，首先对密封容器及密封容器中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧，然后对测氧机构及管线进行抽空除氧，利用氮气将抽空的聚合物溶液压入测氧机构进行含氧量的测试，若聚合物溶液的含氧量达到标准，通过调节控制阀，对密封机构及管线进行真空除氧，最后将含氧量达到标准的聚合物溶液压入密封机构进行封装。若聚合物溶液的含氧量未达到标准，则返回上述步骤继续对聚合物溶液进行抽空除氧，直至其含氧量达到标准。

根据本发明的一个具体实施例，所述聚合物溶液的密封除氧方法包括如下步骤：

1)关闭第二控制阀和第三控制阀，连通第一控制阀的第一端口与第二端口，利用抽空机构对密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；

2)关闭第一控制阀，连通第二控制阀的第二端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第二端口，打开惰性气体发生器，利用惰性气体将抽空的聚合物溶液压入测氧机构进行聚合物溶液含氧量的测试；

3)若聚合物溶液含氧量未达到含氧量标准，返回步骤1）和步骤2），继续对聚合物溶液进行抽空，直至利用测氧机构对聚合物溶液含氧量的测试达到含氧量标准为止；

4)若聚合物溶液含氧量达到含氧量标准，连通第一控制阀的第一端口与第三端口、第二控制阀的第一端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第三端口，对密封机构进行抽空除氧；

5)关闭第一控制阀、第二控制阀的第一端口以及第三控制阀的第二端口，连通第二控制阀的第二端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第三端口，打开惰性气体发生器，利用惰性气体将含氧量达到标准的聚合物溶液压入密封机构中进行密封。

根据本发明的一个具体实施例，步骤1）中所述的抽空除氧的过程中，不间断地震荡密封容器。

本发明所提供的一种聚合物溶液密封除氧装置及方法，具有如下突出优点及有益效果：

（1）不仅能够除去容器内空气中的氧，而且能够完全驱除聚合物溶液中的氧，聚合物溶液除氧效果更好。

（2）在聚合物溶液密封前，可以准确测量溶液中的含氧量，从而实现更加准确、便捷、高效的评价聚合物溶液的长期稳定性。

（3）聚合物溶液的密封和除氧可以在一个装置中同时实现，减少了实验误差对聚合物溶液粘度测试造成的影响。

（4）聚合物溶液的含氧标准能够达到中石化的行业标准（Q/SH0237—2012），测量结果可以更加真实的反应油田现场聚合物溶液的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见，下面简述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明一种聚合物溶液密封除氧装置的优选结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚\完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不全是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，本发明的优选实施方式的一种聚合物溶液密封除氧装置，其包括：密封容器13，其用于盛装聚合物溶液，所述密封容器的上部设有第一连接口15和第二连接口16，下部设有出液口17，所述密封容器上部的第一连接口15与惰性气体发生器14连接；抽空机构24，其与所述第二连接口16连接，用于对所述密封容器13及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；测氧机构25，其与所述的出液口17连接，用于检测盛装于所述密封容器13中的聚合物溶液含氧量。

具体是，在本实施例中，盛装聚合物溶液的密封容器13为下口抽滤瓶，其上部设有两个连接口15和16，下部具有出液口17。其中，连接口15与惰性气体发生器14连接，所述的惰性气体发生器为氮气发生器，其可以向密封容器13中吹入氮气。所述氮气在本发明中起到三方面的作用：一方面可以排空密封容器13以及聚合物溶液中溶解的空气，达到除氧的目的，另一方面可以将聚合物溶液压入测氧机构，达到测氧的目的，第三方面可以将聚合溶液压入优选的密封机构，达到进一步密封的目的，便于使用和长期存放。

所述抽空机构24的作用是尽可能抽取管路、密封容器13、测氧机构25以及溶解在聚合物溶液中的空气与氧气。在本实施例中，所述的抽空机构24包括真空泵18、与所述真空泵18连接的干燥容器19以及与所述干燥容器19还连接的缓冲容器20。所述干燥容器19内放置有干燥剂，所述缓冲容器20与第一控制阀1的第一端口4连接，所述第一控制阀的第一端口4与第二端口5连通后，抽空机构可实现对所述密封容器中的空气进行抽空。

在本实施例中，真空泵18为旋片式真空泵。真空泵与一个真空测量仪21连接，在本实施例中，真空测量仪21为真空表，其能够准确测量装置中的真空度。所述的干燥容器的作用是对真空泵18抽取的气体进行干燥处理，防止聚合物溶液中溶解的气体携带水分进入真空泵18内，避免真空泵18损坏情况的发生。所述干燥容器19内放置的干燥剂为变色硅胶，因变色硅胶是由具有高活性吸附材料细孔胶为基础原料加工制成的，其对气体中的水分子具有非常强的吸附能力。所述缓冲容器20的作用是防止抽空过程中聚合物溶液的倒吸，保护真空泵18以及干燥容器19。在本实施例中，缓冲容器20为上口抽滤瓶，其内放置有干燥剂无水氯化钙，它可以保证充分吸附抽空气体中的水分，以达到最大限度保护真空泵的目的。

所述测氧机构25用于检测聚合物溶液的含氧量。在本实施例中，所述测氧机构25为测氧管，所述测氧机构连接到第三控制阀3的第二端口11，第三控制阀的第一端口10连接到第二制控制阀2的第三端口7，所述第二控制阀2的第二端口8与所述出液口17连接，所述第二控制阀2的第一端口9与所述第一控制阀1的第三端口6连接，同时连通所述第三控制阀3的第二端口11与第一端口10、第二控制阀的第三端口7与第一端口9以及第一控制阀1的第三端口6与第一端口4，所述抽空机构可实现对所述测氧机构中的空气进行抽空除氧。

在本实施例中，第三控制阀3的第三端口12连接有密封机构26，其用于含氧量达到标准的聚合物溶液的密封，达到更好的隔绝密封效果，便于使用及长期存放聚合物溶液。同时连通所述第三控制阀3的第三端口12与第一端口10、第二控制阀2的第三端口7与第一端口9以及第一控制阀1的第三端口6与第一端口4，所述抽空机构可实现对所述密封机构中的空气进行抽空除氧。本实施例中，所述的密封机构26包括一个安瓿瓶22，所述的安瓿瓶22颈部设有熔封设备23。熔封设备23为酒精喷灯。

在本实施例中，所述的控制阀为三通阀。为了达到更好的除氧密封效果，控制阀也可以为三通考克，其设有三个端口，其中一个端口为自由端口，其他两个端口为独立端口，自由端口可以分别与其他两个独立端口之间相互连通，但是两个独立端口之间不可以相互连通。在本实施例中，第一控制阀1的三个端口为第一端口4、第二端口5和第三端口6，第二控制阀2的三个端口为第三端口7、第二端口8和第一端口9，所述第一控制阀的第一端口4与所述抽空机构24连接，所述第一控制阀的第二端口5与所述第二连接口16连接，所述第一控制阀1的第三端口6与所述第二控制阀2的第一端口9连接，所述第二控制阀2的第二端口8与所述出液口17连接，第二控制阀2的第三端口7与第三控制阀3的第一端口10连接，第三控制阀的第二端口11与测氧管连接，第三控制阀3的第三端口12与安瓿瓶连接。

采用所述装置对聚合物溶液进行除氧密封的方法的一种优选的实施方式包括如下步骤：

1)关闭第二控制阀2和第三控制阀3，连通第一控制阀的第一端口4与第二端口5，对密封容器13及其中盛装的浓度为15000mg/L、体积为500ml聚丙烯酰胺溶液进行抽空除氧；

2)关闭第一控制阀1，连通第二控制阀2的第二端口8与第三端口7以及第三控制阀3的第一端口10与第二端口11，打开惰性气体发生器，利用惰性气体将抽空的聚合物溶液压入测氧机构进行聚合物溶液含氧量的测试；

3)若聚合物溶液含氧量未达到含氧量标准0.1mg/L，返回步骤1）至步骤2），继续对聚合物溶液进行抽空除氧，直至达到0.1mg/L标准为止；

4)若聚合物溶液含氧量含氧量达到0.1mg/L的标准，连通第一控制阀1的第一端口4与第三端口6、第二控制阀2的第一端口9与第三端口7以及第三控制阀3的第一端口10与第三端口12，对密封机构26进行抽空除氧；

5)关闭第一控制阀1、第二控制阀2的第一端口9以及第三控制阀的第二端口11，连通第二控制阀2的第二端口8与第三端口7以及第三控制阀3的第一端口10与第三端口12，打开氮气发生器，利用氮气将含氧量达到0.1mg/L标准的聚合物溶液压入安瓿瓶22中，利用酒精喷灯23对其进行密封。

在本实施例中，为了达到更好的除氧效果，步骤1)中抽空除氧过程中，不间断地震荡密封容器13，以便溶解在聚合物溶液中的氧气尽可能的排出。

根据本发明所提供的聚合物溶液的密封除氧装置及方法，在聚合物溶液密封前，可以准确测量溶液中的含氧量，从而实现更加准确、便捷、高效的评价聚合物溶液的长期稳定性；不仅能够除去容器内空气中的氧，而且能够完全驱除聚合物溶液中的氧，聚合物溶液除氧效果更好。此外，聚合物溶液的密封和除氧可以在一个装置中同时实现，减少了实验误差对聚合物溶液粘度测试造成的影响。聚合物溶液的含氧标准能够达到中石化的行业标准（Q/SH0237—2012），因此测量结果可以更加真实的反应油田现场聚合物溶液的稳定性。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (7)

1.一种聚合物溶液的密封除氧装置，其特征在于，该装置包括：

用于盛装聚合物溶液的密封容器，所述密封容器的上部设有包括第一连接口与第二连接口在内的至少两个连接口，下部设有出液口，所述第一连接口与惰性气体发生器连接；

抽空机构，其与所述第二连接口连接，用于对所述密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；所述抽空机构包括真空泵、与所述真空泵连接的干燥容器以及与所述干燥容器连接的缓冲容器，其中，所述缓冲容器与第一控制阀的第一端口连接，所述第一控制阀的第二端口与所述第二连接口连接，使得所述抽空机构在第一控制阀的第一端口与第二端口连通后能够对所述密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；

测氧机构，其与所述出液口连接，用于检测盛装于所述密封容器中的聚合物溶液含氧量；所述测氧机构连接到第三控制阀的第二端口，所述第三控制阀的第一端口连接到第二控制阀的第三端口，所述第二控制阀的第二端口与所述出液口连接，所述第二控制阀的第一端口与所述第一控制阀的第三端口连接，使得所述抽空机构在连通所述第三控制阀的第一端口和第二端口、第二控制阀的第一端口和第三端口以及第一控制阀的第一端口和第三端口后能够对所述测氧机构进行抽空除氧；

所述装置还包括密封机构，其与所述第三控制阀的第三端口连接，用于密封聚合物溶液，使得所述抽空机构在连通所述第三控制阀的第一端口与第三端口、第二控制阀的第一端口与第三端口以及第一控制阀的第一端口与第三端口后能够对所述密封机构进行抽空除氧。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的密封机构包括安瓿瓶，所述的安瓿瓶的颈部设有熔封组件。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的控制阀为三通阀或三通考克。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的密封容器为下口抽滤瓶。

5.一种采用如权利要1-4中任意一项所述装置的聚合物溶液密封除氧方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)关闭第二控制阀和第三控制阀，连通第一控制阀的第一端口与第二端口，利用抽空机构对密封容器及其中盛装的聚合物溶液进行抽空除氧；

2)关闭第一控制阀，连通第二控制阀的第二端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第二端口，打开惰性气体发生器，利用惰性气体将抽空的聚合物溶液压入测氧机构进行聚合物溶液含氧量的测试；

3)若聚合物溶液含氧量未达到含氧量标准，返回步骤1)和步骤2)继续对聚合物溶液进行抽空，直至利用测氧机构对聚合物溶液含氧量的测试达到含氧量标准为止；

4)若聚合物溶液含氧量达到含氧量标准，连通第一控制阀的第一端口与第三端口、第二控制阀的第一端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第三端口，对密封机构进行抽空除氧；

5)关闭第一控制阀、第二控制阀的第一端口以及第三控制阀的第二端口，连通第二控制阀的第二端口与第三端口以及第三控制阀的第一端口与第三端口，打开惰性气体发生器，利用惰性气体将含氧量达到标准的聚合物溶液压入密封机构中进行密封。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的抽空除氧的过程中，不间断地震荡密封容器。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的装置或权利要求5所述的方法或权利要求6所述的方法在油气田开发领域中的应用。