Устройство для приготовления водного раствора полимера Советский патент 1993 года по МПК B01F13/00 C08L33/26 C08K5/05 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к разработке нефтяных месторождений с применением водных растворов полимеров (по- лиакриламид (ПАА) и др.).

В нефтяной промышленности растворы водорастворимых полимеров, в частности ПАА, нашли широкое применение при реализации методов повышения неф- теотдачи пласта (полимерное заводнение, закачка полимердисперсных систем) и воздействия на призабойную зону скважин (вязкоупругие составы, для. изоляции водопритоков и выравнивания профиля приемистости в скважинах) .

Для осуществления полимерного заводнения из порошкообразного ПАА готовят концентрированный раствор (до % по весу), который потом дозируют в нагнетательный водовод скважины, или готовят раствор рабочей концентрации и закачивают сразу в скважину. Для реализации этого технологического процесса, осуществляемого в ос- новном, непрерывно применяют комплекс оборудования, включающий дозатор, смеситель, как минимум две емкости, вместимость которых пропорциональна приемистости скважины и времени ра створения ПАА в используемой воде ( м3) , и насосные установки, производительность которых равна или

;больше приемистости скважины.

Для проведения воздействия на призабойную зону скважин композициями на основе ПАА растворы рабочей кон- . центрации готовят непосредственно у скважины и затем закачивают в нее. Эти технологические процессы дискретны и выполняются в виде скважиноопе- раций. Для реализации таких технологических процессов применяют дозаторы и смесители различных конструкций,

00

О)

к

00

емкости вместимостью до 25-50 м3 и насосные установки. Транспортирование этих емкостей от одной скважины до другой с привлечением г1одъемно-транс- портного оборудования большой грузоподъёмности удорожает стоимость скважиноопераций, а необходимость использования больших емкостей с замерзающими жидкостями ограничивает примене- ниё технологии временем года с поло- жительной температурой воздуха.

В нефтяной промышленности для приготовления водных растворов полимера известно применение установки УДП- Т,5 М, включающей дозаторы ПАА и. компонентов рабочей жидкости, смеситель для приготовления рабочей жидкости, смеситель для приготовления суспензии ПАА в рабочей жидкости, дозировочные насосы для подачи суспензии в поток, воды высокого давления и смеситель для смешения суспензии и воды (Описание и инструкция по эксплуатации ус- тановки УДП - 1,5 М. Казань, ТатНИИ- нефтемаш, 1987).

Для приготовления раствора полиме- :ра на этой установке, необходимо большое количество нефтепродуктов, а оборудование для приготовления рабочей смеси конструктивно сложно и имеет большую массу, кроме того, оно долж- но быть выполнено с учетом требований., применения легковоспламеняющихся жидкостей. Возле установки должен быть склад (накопительная емкость) для хранения этой жидкости. Необходимо отметить, что процесс растворения полимера не ускоряется, а ухудшается из-за покрытия частиц ПАА : пленкой нефтепродуктов. Все это-исключает возможность изготовления мобильной установки для выполнения . разовых скважиноопераций, включающих приготовление и закачку композиций с использованием водорастворимых поли- меров.

На практике процесс растворения полимеров проводят следующим образом. Водорастворимый полимер сначала смешивают и растворяют в ограниченном объеме воды для приготовления концентрированного раствора, а затем до- зированно подают в йоду, нагнетаемую в нефтяной пласт. Устройство для реализации такого процесса содержит бун- кер с -дозатором ПАА непрерывного действия, смесительную камеру, емкость растворения и дозировочные насосы

5

е Q

о 5

0 5

55

5

0

50

(Патент США N1 3902553, кл. 166-305, 1975).

Недостаток известного устройства заключается в том, что процесс полно- то растворения ПАА длителен (до 210 мин), устройство для реализации способа сложно конструктивно и имеет большую массу. Кроме того, при вза.и-...: . модействиии с водой происходит слипание зерен ПАА между собой и прилипание их к поверхностям рабочих органов дозатора и смесительной камеры. Это, в первом случае, приводит к образованию зон повышенной концентрации полимера в воде и образованию гелеобг- разной массы, т.е. отсутствует точ- ность дозирования полимера, а во.втором случае, - к отказам в-работе уст- ройства.. ,

Большая масса устройства лишает возможности из готовит ь его мобил ьным, а потому исключает применение его . при выполнении разовых скважиноопераций по приготовлению чл закачке различных композиций с использованием ПАА. .; ..- . : ;

Цель изобретения состоит в повыше-:-, нии точности дозирования полимера . при его предварительном смачивании жидким модификатором и экономном pac-f ходовании модификатора.

Использование предлагаемого устройства для приготовления раствора полимера позволяет по сравнению с У существующим повысить эффективность технологических процессов повышения : нефтеотдачи и обработки призабойной зоны с применением раствора полимера.

Повышение эффективности происходит за счет уменьшения массы и стоимости установки, повышения точности дозирования и надёжности ее работы, повышения производительности труда за счет сокращения времени приготовления раствора и обеспечения мобильности установки, увеличения объёма выполняемой работы установкой идентичной мощности и обеспечения возможности проведения технологических процессов в течение всего года независимо от погодных условий.

Уменьшение затрат на проведение одной скважиноопераций по обработке призабойной зоны пласта вязкоупруги- ми составами на основе водорастворимых полимеров составит до 30% или в стоимостном выражении 2,7 тыс.руб.

Цель достигается тем, что в уст- ройстве для приготовления раствора полимера, содержащем бункер, дозатор, прточную смесительную камеру, емкость и дозировочный насрс, согласно изобретению дозатор выполнен шестеренчатым и его рабочие органы расположены в смесительной камере, при этом величина площади проходного сечения камеры соответствует величине площади . впадин рабочего органа, а бункер снабжен орошающим устройством и покрытым сеткой .приямком.

Предварительное смачивание зерен порошка ПАА жидким модификатором, в качестве которого можно использовать многоатомный спирт, обеспечивает многократное уменьшение времени полного растворения его, что позволяет во столько же раз уменьшить вместимость емкости растворения. Кроме того, предварительное смачивание жидким модификатором предотвращает слипание зерен ПАА между собой и с поверхностями рабочего органа дозатора и смесительной камеры.

Применение дозатора шестеренчато- ; го типа с рабочими органами, распооженными в смесительной камере, повышает точность дозиро вания полимера после его смачивания жидким модифи- катером, а наличие бункера с покрытым сеткой приямком позволяет улавливать оставшийся после орошения полимера идкий модификатор и возвращать его

для орошения следующей партии полимера. - -. -.-. - .../:.

Заявляемое устройство схематически изображено на фиг.1; на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1; на иг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство для приготовления водного раствора полимера состоит из . . бункера 1 с плотно закрываемой крышкой 2, шестеренчатого дозатора 3, Проточной смесительной камеры 4, частью которой являются рабочий орган 5 шестеренчатого дозатора 3, емкости 6 растворения и сообщенного с ней дозировочного насоса 7. Бункер 1 снабжен орошающим устройством 8, включаю щим емкость 9, насос 10, трубопровод 11 и ороситель 12, а также покрытым , сеткой 13 -приямком 1 для сбора стоков излишков жидкого модификатора.

Устройство работает следующим образом.

Бункер 1 загружается порошкообразным ПАА, плотно закрывается крышкой

5

0

5

2. С помощью насоса 10 из емкости 9 -по трубопроводу 11 в оросители 12 подается жидкий модификатор. Жидкий мо дификатор смачивает зерна ПАА и из5 ч 1

лишки его стекают через сетку 13 в приямок 1 и далее в емкость 9. В смесительную, камеру. под напором подается вода и включается дозатор 3. 0 Увлажненный жидким модификатором порошок ПАА захватывается рабочим органом 5 шестеренчатого дозатора 3 и выносится .в смесительную камеру k, где струей воды уносится в емкость 6 растворения. Готовый раствор дозировочным насосом 7 подается в объект потребления, например водовод скважины или емкость для приготовления композиции. ; : Смесительная камера подбирается таким образом, чтобы величина площа-; ди ее проходного сечения соответствовала величине площади впадин рабочего :органа дозатора: (фиг. 2). Это позво- . .ляет уменьшить гидравлические, conpo-i ;тивления при работе устройства, тем самым сократить мощность дозировочно- го насоса. : ..

Уменьшение времени растворения смоченного жидким модификатором порошка ПАА позволяет многократно уменьшить вместимость, тем самым мае- : су емкости растворения, и делает возможным создать установку мобильной на колесном шасси. Это повышает технологичность и эффективность проведе- , нй я. процессов разовых скважиноопе- раций по приготовлению вязкоупругих ;сисТем, гелеобразующих смесей, по- . лимерно-диспер сн ых систем и других композиций с использованием ПАА. : Подача в смесительную камеру смоченных жидким модификатором зерен порошка ПАА предотвращает слипание их между собой и с рабочими поверхностями дозатора, бункера и смесителя при воздействии на них воды, что обеспечивает повышение качества раствора за счет исключения образования зон повышенной концентрации полимера и образования гелёобразной массы, а также безотказность работы ус- .тановки, тем самым устойчивость и непрерывность проведения технологического процесса.

5 ;

Формула изобретения

Устройство для приготовления водного раствора полимера, содержащее

0

5

0

5

0

7181

бункер, дозатор, проточную смесительную камеру, емкость растворения и дозировочный насос, о т л И ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозирования полимера при его предварительном смачивании жидким модификатором и экономного рас- у хода модификатора, дозатор выполнен

шестеренчатым и его рабочие органы расположены в смесительной камере, при этом величина площади проходно- го сечения камеры соответствует величине площади впадин рабочего органа, а бункер снабжен оросителем в виде трубки с насадками и покрытым сеткой приямком.

Использование: разработка нефтяных месторождений с применением водных растворов полимеров (полкакрил- амид и др.). Сущность изобретения: ; устройство для приготовления водного раствора полимера содержит бункер 1, дозатор 3, проточную смесительную катеру, емкость- 6 и дозировочный насос. 7. Дозатор выполнен шестирёнчатым, и его рабочие органы расположены в смесительной камере, при этом величина площади проходного сечения камеры со- ;ответствует, величине площади впадин рабочего органа. Бункер снабжен орошающим устройством и покрытым сеткой приямком. 3 ил.

Фие.1.

-/

#erЈ2.

& б

Фцг.З