聚丙稀酰胺溶液混配方式與降解率關系研究

張敏

摘 要：二元驅的基本工藝過程為首先將聚丙稀酰胺配制成一定濃度的溶液，經管線輸送到注入站后，經靜混器與按不同配比與稀釋水混配成不同濃度的注入溶液，經井口注入單井。但在粘度損失評價過程中發現靜態混合器的粘度損失較大，經過調研三元驅，降低靜態混合器的降解仍是一個不斷研究的課題。本次研究針對錦16二元驅的工藝特點，對垂直匯流與水平匯流進行降解率實驗研究，以尋求研制新型靜態混合器的突破口。

關鍵詞：垂直匯流;水平匯流;降解率

1測量方法

在工業生產中，降解率的定義是單相液體通過靜態混合器后的粘度降解率，因此，實驗中也用單相液體的降解率來評估靜態混合器的降解性能，根據定義可計算降解率E：

式中：μ1——聚丙烯酰胺母液在靜態混合器入口的粘度，mPa·s;

μ2——聚丙烯酰胺母液在靜態混合器出口的粘度，mPa·s。

在靜態混合器的降解實驗中，待泵和混合器運行穩定后，在靜態混合器的入口和出口處分別取樣，用LDV-1+PRO型旋轉粘度計在16個轉速下（轉速范圍為5rad/min～90rad/min），分別測量入口和出口聚丙烯酰胺溶液的粘度，計算出靜態混合器對聚丙烯酰胺母液的降解率。

2 降解率試驗

試驗結果為，兩種匯流的降解率都會產生降解，隨著流量的增大，降解率增大，而且垂直匯流的降解率略高于水平匯流。相比之下，垂直匯流由于受到重力的作用，流動時流體的重力勢能轉化為動能，因此垂直匯流時管內的流速大于水平回流時館內的流速，流速越大，對聚合物的剪切作用增大，降解程度大，因此垂直匯流的降解率大于水平匯流。

3 管型通道與剪切速率的關系

在工程上一般用以下經驗公式來表示：

其中u—流體通過直徑為d的孔眼的流體速度，或線速度;

d—流體通過的孔眼直徑。

公式用于計算管線壁處整體溶液的剪切速率。也可以計算聚合物溶液進入炮眼或裂縫處的剪切速率。從公式可以看出，聚合物溶液的剪切速率與通過孔眼或管線的流速成正比，與管線的直徑成反比。也就是說，聚合物溶液只要在管線中流動就存在著剪切降解，只是程度不同。

管徑突然擴張和突然收縮后的流態變化示意圖

管徑變化見示意圖，在流道截面積突然縮小的情況下，當流體流至2—2截面時總有一部分流體要與截面的壁面發生碰撞而改變方向，產生縮徑現象，從而使剪切速度增加。當流道截面積突然擴大的情況下在1—1截面后的主流外邊形成旋渦區，使剪切速率增加。

4 混合實驗

隨著流量的增加，兩種流動方式的樣本方差逐漸減小，同樣的流量條件下，垂直匯流的樣本方差小于水平匯流。這是因為，隨著流量的增加，裝置內流速增大，促進了兩相流體的混合，混合越來越均勻，因此隨著流量的增加，二者樣本方差都在減小。相比之下，垂直匯流混合作用強，因此垂直匯流的混合效果優于水平匯流，垂直匯流的樣本方差比較小。

5結論

垂直匯流裝置降解率大于水平匯流裝置，但混合效果好于水平匯流?？朔@因管徑變化造成的剪切時，主要在結構進行改造，具體措施就是在變徑處加工成45度導角。

參考文獻：

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