一种聚合物多级可变频强制拉伸系统及驱油聚合物配制方法

技术领域

本发明涉及一种聚合物多级可变频强制拉伸系统及驱油聚合物配制方法，属于石油工程技术领域。

背景技术

聚合物驱油是一种常见且有效的用于三次采油提高采收率的化学驱技术，该技术将聚合物粉末(聚丙烯酰胺等)完全水解均匀后注入油层进行驱油，通过提高波及面积来达到提高采收率的目的。其中，聚合物在水中的均匀溶解是聚合物驱油的关键一步。为了解决海上平台空间受限及部分疏水功能型聚合物难水解的问题，无熟化罐快速溶解系统逐步应用到海上平台聚合物配制工艺中来。该快速溶解系统相比常规溶解工艺，取消传统熟化罐工艺，采用强制拉伸和强力分散两个模块实现聚合物的快速、均匀溶解。其中强制拉伸过程是该快速溶解系统的核心工艺，聚合物的强制拉伸系统要考虑聚合物的溶解性、剪切降解性、粘度保留率、聚合物拉伸后的均匀性以及工艺时长。因此，针对不同聚合物应需要采用特定的聚合物拉伸工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物多级可变频强制拉伸系统，针对海上平台聚合物进行拉伸工艺时，能够保证不同种类高分子聚合物均能在满足粘度保留率的基础上进行有效的、均匀的、快速的拉伸，优化聚合物配制效率，进而保障聚合物溶液后续强力分散过程的顺利进行。

本发明所提供的聚合物多级可变频强制拉伸系统，包括若干串联的强制拉伸单元；

所述强制拉伸单元包括转定磨盘和电动机，所述电动机控制所述转定磨盘的转速；

所述转定磨盘上设有进口和出口，相连接的两个所述转定磨盘上的所述出口与所述进口连接，实现所述强制拉伸单元的串联；

末端的所述强制拉伸单元的所述出口连接出料泵，进行外输。

优选地，所述电动机为可变频电动机，以实现对拉伸强度的调控。

优选地，所述电动机通过传动轴控制所述转定磨盘。

优选地，每个所述强制拉伸单元的所述出口均通过旁通管线与所述出料泵连接；

所述旁通管路上设有电控阀门，以实现对拉伸级数的控制。

优选地，每个所述强制拉伸单元的所述出口处均设有聚合物溶液取样器，用于监测聚合物溶液完成强制拉伸后的性能。

优选地，所述聚合物溶液取样器为抽提缓压式取样器，占地面积小且对聚合物溶液剪切性小。

优选地，通过电控柜控制所述电动机、所述聚合物溶液取样器和所述电控阀门。

在所述聚合物多级可变频强制拉伸系统的基础上，本发明提供了一种驱油聚合物溶液的配制方法，包括如下步骤：

将驱油聚合物和水按照配比输入至所述强制拉伸系统中的所述强制拉伸单元中，在不同的拉伸强度和不同的拉伸级数下进行拉伸，并测定拉伸后驱油聚合物溶液的粘度；对比不同拉伸强度下经不同级数拉伸后所述驱油聚合物溶液的粘度变化，得到经前后两次拉伸后粘度增加最大的拉伸参数，在所述拉伸参数下实现所述驱油聚合物溶液的配制；

所述拉伸参数包括所述拉伸强度和所述拉伸级数。

其中，所述拉伸强度为500～4000rpm；

所述拉伸级数为1～2级；

所述驱油聚合物包括AP-P4、稠油活化剂等。

本发明聚合物多级可变频强制拉伸系统，可根据不同聚合物溶液的溶解特性，灵活的选择强制拉伸强度和拉伸级数，在满足粘度保留率的基础上，加速了海上平台难溶型聚合物高效、均匀的溶解过程，为聚合物溶液进一步完成分散配制提供了保障，提高了海上平台聚合物驱油配制系统的效率。

附图说明

图1是本发明聚合物多级可变频强制拉伸系统的结构示意图。

图2是本发明聚合物多级可变频强制拉伸系统中强制拉伸单元的示意图。

图中各标记如下：

1，2强制拉伸单元、101，201进口、102，202出口、103，203转定磨盘、104，204传动轴、105，205可变频电动机、3聚合物溶液取样器、4出料泵、5电控柜、6电控阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1，本发明提供的聚合物多级可变频强制拉伸系统包括两个独立的强制拉伸单元1和2(如图2所示)。每一独立拉伸单元包括：转定磨盘103(203)、传动轴104(204)、可变频电动机105(205)。转定磨盘103(203)设置有通过法兰连接的进口101(201)和出口102(202)，其中聚合物溶液通过进口101进入磨盘103中进行强制拉伸，拉伸后通过出口102进行外输，出口102处设有聚合物溶液取样器3用于实时监测聚合物溶液拉伸效果。电动机105(205)通过传动轴104(204)控制拉伸转速，并通过变频实现对强制拉伸强度的调控。

如图1所示，两个独立强制拉伸单元1和2通过管线串联实现两级强制拉伸。同时设置有旁通管线及配套的电控阀门6，通过电控阀门6的开关控制强制拉伸级数。聚合物溶液完成强制拉伸、满足配制要求后通过出料泵4输送到后续强制分散装置完成聚合物溶液的最终配制。

如图1所示，强制拉伸单和出料泵4的电动机的变频以及电控阀门6和聚合物取样器3的开关均由电控柜5统一控制。

为了考察本发明聚合物多级可变频强制拉伸系统对聚合物溶液的强制拉伸效果，对两种聚合物进行拉伸试验。

实验过程：

聚合物干粉和水按照浓度配比进入强制拉伸单元，通过电控柜控制每级拉伸单元的电机频率和拉伸级数。每一级拉伸单元后设置有聚合物溶液取样口对完成拉伸后的聚合物溶液进行取样、测粘。通过对比不同拉伸强度(1000、2000、3000rpm)和拉伸级数(一级、二级)，确定最优化的拉伸参数，保障聚合物溶液的粘度。

实验结果：

(1)聚合物AP-P4(粘均分子量约为1.06×10

表1AP-P4强制拉伸效果

从表1中可以看出，对于AP-P4型聚合物，在中等拉伸强度下(2000rpm)，聚合物经过两级强制拉伸后溶解效果较好，溶液粘度较大，而在高拉伸强度(3000rpm)下，聚合物分子链受剪切破坏，粘度损失较大；低拉伸强度下(1000rpm)，聚合物分子溶液不充分。所以，聚合物在中等拉伸强度下(2000rpm)，经过两级拉伸，达到最高粘度值，说明该聚合物溶液经过两级中强度强制拉伸系统后加速了聚合物溶液的高效、均匀溶解过程。

(2)聚合物稠油活化剂(粘均分子量约为2.81×10

表2稠油活化剂强制拉伸效果

从表2中可以看出，对于稠油活化剂，在中等拉伸强度下(2000rpm)，聚合物经过两级强制拉伸后溶解效果较好，溶液粘度较大，但相比于低拉伸强度(1000rpm)，仍有一定粘度损失。当采用高拉伸强度(3000rpm)时，聚合物分子链受剪切破坏，粘度损失较大。所以，稠油活化剂在低拉伸强度下(1000rpm)，经过两级拉伸，可达到最高粘度值。