CN104964867A - 一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统 - Google Patents

Abstract

一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统，包括真空泵组件、微量氧测定仪、真空系统电磁阀、干燥及缓冲组件、聚合物溶液除氧组件、氮气系统电磁阀、氮气发生装置、系统控制电路和液晶触摸屏；真空泵组件进气端通过不锈钢管与微量氧测定仪输出端相连，微量氧测定仪输入端通过不锈钢管与真空系统电磁阀一端相连，真空系统电磁阀另一端通过硅胶管与干燥及缓冲组件输出端相连，干燥及缓冲组件输入端通过硅胶管与聚合物溶液除氧组件抽气端相连，聚合物溶液除氧组件充气端通过硅胶管与氮气系统电磁阀一端相连，氮气系统电磁阀另一端通过不锈钢管与氮气发生装置输出端相连，系统控制电路通过电源线分别与真空泵组件、真空系统电磁阀、氮气系统电磁阀相连接。

Description

一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统

技术领域

本发明涉及一种聚合物溶液溶解氧去除系统，尤其涉及一种抽真空除氧技术与充氮气除氧技术相结合的新型智能高效聚合物溶液除氧系统。属于聚合物溶液除氧技术领域。

背景技术

在高温油藏条件下评价聚合物性能时，常以聚合物溶液的热稳定性能作为关键指标。聚合物溶液的热稳定性能指的是在油藏温度和矿化度条件下，经过长时间后聚合物溶液粘度的稳定性能。以往的试验中经常采用配置符合条件的聚合物溶液经除氧后密封，然后再放入具有油藏温度的烘箱中，不定期测量聚合物溶液的粘度，计算溶液的粘度保留率，利用粘度保留率来评价聚合物的热稳定性能。粘度保留率高则说明聚合物溶液的热稳定性能好；反之则说明聚合物溶液的热稳定性差。

在氧存在的条件下，聚合物容易产生氧化降解，使聚合物溶液的粘度大幅降低，从而影响聚合物热稳定性能的评价。因此，聚合物溶液中的溶解氧去除率能否达到一定的标准，是准确评价聚合物热稳定性能的关键。

目前，聚合物溶液通常采用通氮气除氧的方法，这种方法简单、易操作，但是除氧率低，且溶液中的最终含氧量无法控制。申请号为2012202482185的实用新型专利技术结合抽真空技术和充氮气技术，发明了一种聚合物溶液的除氧可视装置，可提高聚合物溶液的除氧率，但是该装置全部采用手动控制，除氧率只能根据经验进行判断，使得溶液中最终的含氧量很难控制，往往导致实验数据不准确。

发明内容

1、目的：本发明旨在克服现有聚合物溶液除氧的缺陷，结合抽真空技术、充氮气技术、微量氧测定技术、氮气发生技术和自动控制技术，提供一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统。

2、技术方案：本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统，它包括：真空泵组件、微量氧测定仪、真空系统电磁阀、干燥及缓冲组件、聚合物溶液除氧组件、氮气系统电磁阀、氮气发生装置、系统控制电路和液晶触摸屏。它们之间的位置连接关系是：真空泵组件进气端通过不锈钢管与微量氧测定仪输出端相连，微量氧测定仪输入端通过不锈钢管与真空系统电磁阀一端相连，真空系统电磁阀另一端通过硅胶管与干燥及缓冲组件输出端相连，干燥及缓冲组件输入端通过硅胶管与聚合物溶液除氧组件抽气端相连，聚合物溶液除氧组件充气端通过硅胶管与氮气系统电磁阀一端相连，氮气系统电磁阀另一端通过不锈钢管与氮气发生装置输出端相连，系统控制电路通过电源线分别与真空泵组件、真空系统电磁阀、氮气系统电磁阀相连接，系统控制电路通过RS-485-1和RS-485-2分别与液晶触摸屏和微量氧测定仪相连接。

所述的真空泵组件包括真空泵机组和油雾过滤器。它们之间的位置连接关系是：真空泵机组出气端与油雾过滤器相连。其中，真空泵机组采用油封旋片式或隔膜真空泵。

所述的微量氧测定仪为QT02-BXQT-02B型微量氧分析仪。

所述的真空系统电磁阀为DC24V电磁阀。

所述的干燥及缓冲组件包括干燥瓶和缓冲瓶。它们之间的位置连接关系是：干燥瓶输出端通过硅胶管与缓冲瓶输入端相连。该干燥瓶和缓冲瓶均为玻璃容器，干燥瓶中装有可反复利用的干燥剂(无水氯化钙)。

所述的聚合物溶液除氧组件包括透明玻璃鱼骨管和长颈玻璃安培管。它们之间的位置连接关系是：透明玻璃鱼骨管中间的6个透明玻璃鱼骨支管通过硅胶管分别与6个长颈玻璃安培瓶相连，两侧的2个透明玻璃鱼骨支管分别作为抽气端和充气端。其中，长颈玻璃安培管用来盛放由操作者决定的待除氧的聚合物溶液。

所述的氮气系统电磁阀为DC24V电磁阀。

所述的氮气发生装置包括氮气发生器、精密压力表和三通。它们之间的位置连接关系是：氮气发生器的输出端经硬胶管与三通的一端相连，精密压力表通过不锈钢管与三通另一端相连。其中，氮气发生器为上海毕克气体仪器贸易有限公司生产的250cc氮气发生器，精密压力表为北京布莱迪仪器仪表有限公司生产的0.4级YB150型精密压力表，三通为市购的仪表类Φ6三通接头。

所述的系统控制电路包括单片机及其外围电路、继电器、接触器、供电电源和蜂鸣器。

所述的液晶触摸屏为WEINVIEW液晶触摸屏。

3、优点及功效：由本发明提供的上述技术方案可以看出，本发明所述的一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统同时具有真空泵和高纯氮气源，可以交替充氮或对聚合物溶液进行抽真空，通过真空减压和气体扩散两种办法交替使用，可有效去除聚合物溶液中的溶解氧，保证实验数据的准确性。同时，该系统具有操作简便、除氧效率高、微氧含量低且可视、可控等优点，可以大大提高高温油藏评价筛选聚合物的热稳定性试验的效率和准确度。

附图说明

下面，结合附图对本发明作进一步的说明

图1为本发明系统总体结构图。

图2为本发明系统工作原理框图。

图3为本发明系统工作流程图。

图4为本发明系统控制电路工作原理图。

图中：

101为真空泵组件、102为微量氧测定仪、103为真空系统电磁阀、104为干燥及缓冲组件、105为聚合物溶液除氧组件、106为氮气系统电磁阀、107为氮气发生装置、108为系统控制电路和109为液晶触摸屏。

1011为真空泵机组、1012为油雾过滤器。

1041为干燥瓶、1042为缓冲瓶。

1051为透明玻璃鱼骨管、1052为长颈玻璃安培管。

1071为氮气发生器、1072为精密压力表、1073为三通。

具体实施方式

本发明一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统，其具体实施方式是：

参见图1所示，所述的一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统包括：真空泵组件101、微量氧测定仪102、真空系统电磁阀103、干燥及缓冲组件104、聚合物溶液除氧组件105、氮气系统电磁阀106、氮气发生装置107、系统控制电路108和液晶触摸屏109。该真空泵组件101进气端通过不锈钢管与微量氧测定仪102输出端相连，该微量氧测定仪102输入端通过不锈钢管与真空系统电磁阀103一端相连，该真空系统电磁阀103另一端通过硅胶管与干燥及缓冲组件104输出端相连，该干燥及缓冲组件104输入端通过硅胶管与聚合物溶液除氧组件105抽气端相连，该聚合物溶液除氧组件105充气端通过硅胶管与氮气系统电磁阀106一端相连，该氮气系统电磁阀106另一端通过不锈钢管与氮气发生装置107输出端相连，该系统控制电路108通过电源线分别与真空泵组件101、真空系统电磁阀103、氮气系统电磁阀106相连接，该系统控制电路108通过RS-485-1和RS-485-2分别与液晶触摸屏109和微量氧测定仪102相连接。

参见图1所示，所述真空泵组件101包括真空泵机组1011和油雾过滤器1012。该真空泵机组1011出气端与油雾过滤器1012相连，该真空泵机组1011的进气端即为真空泵组件101的进气端。该真空泵机组1011通过中间环节对聚合物溶液除氧组件105进行抽气，出气端连接油雾过滤器1012可有效防止真空泵机组工作过程中的油雾飞溅，降低污染。

参见图1所示，所述微量氧测定仪102串联在抽真空系统中，实时采集流经分析仪气体中的氧含量；测得的氧含量再通过RS-485-2发送至系统控制电路108进行微氧含量的控制和实时显示。该微量氧测定仪氧含量的测量范围为0～25％，精度为0.1％。

参见图1所示，所述真空系统电磁阀103用来接通或断开干燥及缓冲组件104与聚合物溶液除氧组件105之间的气体通道。其型号为DC24V电磁阀。

参见图1所示，所述干燥及缓冲组件104包括干燥瓶1041和缓冲瓶1042。干燥瓶1041输出端通过硅胶管与缓冲瓶1042输入端相连，干燥瓶1041的输入端即为该干燥及缓冲组件104的输入端，缓冲瓶1042的输出端即为该干燥及缓冲组件104的输出端。该干燥瓶1041和缓冲瓶1042均为玻璃容器，干燥瓶1041中装有可反复利用的干燥剂-无水氯化钙等，主要目的是过滤从聚合物溶液除氧组件105中抽出的水汽，避免微量氧测定仪102损坏及真空泵机组1011油乳化。

参见图1所示，所述聚合物溶液除氧组件105包括透明玻璃鱼骨管1051和长颈玻璃安培管1052。长颈玻璃安培管1052主要用来装聚合物溶液；透明玻璃鱼骨管1051主要用来连接由真空泵组件等组成的抽真空系统和由氮气发生装置组成的氮气发生系统，并且为长颈玻璃安培管1052分配工位。透明玻璃鱼骨管1051上配备有8个透明玻璃鱼骨管支管，每个透明玻璃鱼骨管支管上装有手动阀，其中，两侧的2个透明玻璃鱼骨管支管分别连接干燥瓶1041和氮气系统电磁阀106，中间6个透明玻璃鱼骨管支管分别通过硅胶管连接长颈玻璃安培管1052，不工作的透明玻璃鱼骨管支管通过其上的手动阀进行关闭。

参见图1所示，所述氮气系统电磁阀106用来接通或断开氮气发生装置107与聚合物溶液除氧组件105之间的气体通道。

参见图1所示，所述氮气发生装置107包括氮气发生器1071、精密压力表1072和三通1073。氮气发生器1071的输出端经硬胶管与三通1073的一端相连，精密压力表1072通过不锈钢管与三通1073另一端相连，三通1073剩余的一端作为氮气发生装置107的输出端。氮气发生器1071用来产出高纯度的氮气，精密压力表1072通过三通1073经氮气系统电磁阀106连接在氮气发生器1071和透明玻璃鱼骨管1051之间，可实时显示氮气压力，以免充氮气时压力过大损坏透明玻璃鱼骨管1051。该氮气发生器1071是上海毕克气体仪器贸易有限公司生产的250cc氮气发生器；该精密压力表1072是北京布莱迪仪器仪表有限公司生产的0.4级YB150型精密压力表；该三通1073是市购的仪表类Φ6三通接头。

参见图1所示，所述系统控制电路108通过电源线分别与真空泵组件101、真空系统电磁阀103、氮气系统电磁阀106相连接，通过RS-485-1和RS-485-2分别与液晶触摸屏109和微量氧测定仪102相连接。系统控制电路108按照液晶触摸屏109设定的工作模式及相关参数控制真空泵组件101、真空系统电磁阀103和氮气系统电磁阀106的开通和关断。

参见图1所示，所述液晶触摸屏109通过RS-485-1总线与系统控制电路108相连。液晶触摸屏109用来设定及显示工作模式和相关参数等。其型号规格是WEINVIEW-MT6071iE液晶触摸屏。

参见图2所示，所述的一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统工作原理为：系统上电后，通过液晶触摸屏109设定系统的工作模式和相关参数，设定信息通过RS485传输至系统控制电路108，系统控制电路108根据设定信息控制真空泵组件101的启/停以及真空系统电磁阀103和氮气系统电磁阀106的开通/关断。工作过程中，系统控制电路108控制氮气系统电磁阀106关断、真空系统电磁阀103开通、真空泵组件101启动，系统开始对聚合物溶液除氧组件105抽真空，以去除聚合物溶液及聚合物溶液除氧组件105中的氧气，聚合物溶液除氧组件105中的氧气经干燥及缓冲组件104干燥缓冲后经由真空系统电磁阀103输入至微量氧测定仪102进行氧含量的测定，微量氧测定仪102测得的氧含量信息经RS-485-2传输至系统控制电路108进行控制以及再经过RS-485-1传输至液晶触摸屏109进行显示，气体经微量氧测定仪102后被抽至真空泵组件101内的真空泵机组1011并经过油雾过滤器1012后排出。若氧含量未达指标或设定的工作任务未完成，系统控制电路108停止真空泵组件101并关断真空系统电磁阀103，继而开通氮气系统电磁阀106，系统开始对聚合物溶液除氧组件105充氮气，氮气发生装置107产生的氮气经氮气系统电磁阀106传输至聚合物溶液除氧组件105。充氮气完成后，系统继续对聚合物溶液除氧组件105进行抽真空，如此循环，直至氧含量达到相应指标或设定的工作任务完成，系统停止工作，并有声音报警，提示除氧结束。最后，在真空状态下，于长颈玻璃安培瓶玻璃颈处的某一点，用本生灯融化玻璃，在真空作用下自行缩口熔融，密封。

参见图3所示，所述的一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统工作流程为：系统上电后，初始化完成，进行工作模式设置，工作模式有微量氧控制模式和循环次数控制模式两种。若选用微量氧控制模式，则进行氧含量以及抽真空和充氮气的时间设置。设置完成后，系统启动，开始工作，首先进行抽真空，抽真空时间达到设定时间后，若当前氧含量值小于或等于氧含量设定值，则系统停止工作，并有声音报警，提示除氧结束；若当前氧含量值大于氧含量设定值，则系统进行充氮气，充氮气时间达到设定时间后，系统继续进行抽真空，如此循环，直至当前氧含量值小于或等于氧含量设定值，系统停止工作，并有声音报警，提示除氧结束。若选用循环次数控制模式，则进行循环次数以及每次抽真空和充氮气时间设置。设置完成后，系统启动，开始工作，首先进行抽真空，抽真空时间达到设定时间后，若当前剩余循环次数为0，则系统停止工作，并有声音报警，提示除氧结束；若当前剩余循环次数不为0，则系统进行充氮气，充氮气时间达到设定时间后，系统继续进行抽真空，如此循环，直至当前剩余循环次数为0，系统停止工作，并有声音报警，提示除氧结束。

参见图4所示，所述的一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统控制电路工作原理为：AC220V工频交流电经交流接触器CJ1为真空泵供电，在CJ1之前并联有继电器J1的常开开关和CJ1线包的串联电路。AC220V工频交流电经供电电源模块将AC220V交流电转换成DC24V直流电。24V直流电分别为单片机及其外围电路、继电器J1、继电器J2、继电器J3、继电器J4和液晶触摸屏供电、并且经J2、J3、J4的常开开关为真空系统电磁阀、氮气系统电磁阀和蜂鸣器供电。J1、J2、J3、J4一端连接DC24V直流电，一端连接单片机及其外围电路的输出端口，受单片机及其外围电路的控制，以控制各自开关的开通和关断，从而控制交流接触器CJ1、真空系统电磁阀、氮气系统电磁阀和蜂鸣器的通断，CJ1进一步控制真空泵的启停。液晶触摸屏通过RS-485-1与单片机及其外围电路进行通讯，微量氧测定仪通过RS-485-2与单片机及其外围电路进行通讯。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (1)

1.一种新型智能高效聚合物溶液除氧系统，其特征在于：它包括：真空泵组件、微量氧测定仪、真空系统电磁阀、干燥及缓冲组件、聚合物溶液除氧组件、氮气系统电磁阀、氮气发生装置、系统控制电路和液晶触摸屏；真空泵组件进气端通过不锈钢管与微量氧测定仪输出端相连，微量氧测定仪输入端通过不锈钢管与真空系统电磁阀一端相连，真空系统电磁阀另一端通过硅胶管与干燥及缓冲组件输出端相连，干燥及缓冲组件输入端通过硅胶管与聚合物溶液除氧组件抽气端相连，聚合物溶液除氧组件充气端通过硅胶管与氮气系统电磁阀一端相连，氮气系统电磁阀另一端通过不锈钢管与氮气发生装置输出端相连，系统控制电路通过电源线分别与真空泵组件、真空系统电磁阀、氮气系统电磁阀相连接，系统控制电路通过RS-485-1和RS-485-2分别与液晶触摸屏和微量氧测定仪相连接；

所述的真空泵组件包括真空泵机组和油雾过滤器；真空泵机组出气端与油雾过滤器相连；该真空泵机组采用油封旋片式或隔膜真空泵；

所述的干燥及缓冲组件包括干燥瓶和缓冲瓶；干燥瓶输出端通过硅胶管与缓冲瓶输入端相连；该干燥瓶和缓冲瓶均为玻璃容器，干燥瓶中装有干燥剂无水氯化钙；

所述的聚合物溶液除氧组件包括透明玻璃鱼骨管和长颈玻璃安培管；透明玻璃鱼骨管中间的6个透明玻璃鱼骨支管通过硅胶管分别与6个长颈玻璃安培瓶相连，两侧的2个透明玻璃鱼骨支管分别作为抽气端和充气端；

所述的氮气发生装置包括氮气发生器、精密压力表和三通；氮气发生器的输出端经硬胶管与三通的一端相连，精密压力表通过不锈钢管与三通另一端相连；该氮气发生器为250cc氮气发生器，该精密压力表为0.4级精密压力表，该三通为仪表类Φ6三通接头；

所述的系统控制电路包括单片机及其外围电路、继电器、接触器、供电电源和蜂鸣器。