[發明專利]多元粘稠泡沫的氣液分離裝置和方法

無效

• 申請號: 200910059448.X
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101564607A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 孟英峰;陳浩;練章華;梁紅;李永杰;張萬福
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01D19/02
• 分類號: B01D19/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 詹永斌;吳彥峰

技術領域

本發明涉及一種用于泡沫鉆井的多元粘稠泡沫流體基液回收中的氣液分 離的裝置和方法，也可用于類似條件下的泡沫修井中的有關作業。

背景技術

泡沫鉆井中所應用的泡沫流體為水基液體和氣體(空氣或氮氣)的混合泡 沫。由于泡沫鉆井的工藝需要，這種泡沫流體往往比較粘稠、穩定性好、半衰 期長。使泡沫粘稠、穩定、半衰期長的方法是用發泡劑、穩泡劑、增粘劑等多 種化學藥品配制泡沫的水基液體。為區別于只用發泡劑的一般泡沫(稱之為一 元泡沫)，常將含有發泡劑、穩泡劑、增粘劑等多種化學劑的粘稠泡沫稱之為 多元粘稠泡沫。

泡沫鉆井的多元粘稠泡沫，出于成本和環保的考慮，總是期望能實現泡沫 基液的回收并重復使用。能夠實現快速回收、并重復使用泡沫基液的一個可行 思路是：對井內返出泡沫，在保持泡沫基液化學組份和化學性質不變的條件下， 能夠實現氣液快速分離，以便對泡沫基液實現快速回收和重復使用。

多元粘稠泡沫由于穩定性特別好、半衰期特別長，故其氣液的快速分離非 常困難。

對只有水、表面活性劑形成的一元淡泡沫(例如，在造紙、食品加工、礦 物浮選等行業中)，有很多方法實現泡沫的氣液快速分離。這些方法有：注氣 法(向泡沫中注入氣體，使泡沫質量數大于破泡成霧的臨界質量數，從而破泡 成霧，實現氣液分離)、剪切法(強迫泡沫流過狹縫或小孔，利用流動速梯的 剪切力使氣泡潰破，實現氣液分離)、離心法(將泡沫從高速離心機內甩出， 利用氣流對氣泡的撕裂作用實現破泡)、高壓電離法(利用高壓靜電的電離作 用擊穿氣泡壁從而實現破泡)等等。通過在實驗室內的實驗證明：這些對一元 淡脆泡沫有效的破泡方法，對多元粘稠泡沫消泡幾乎無效，不能實現多元粘稠 泡沫的快速氣液分離。

對多元粘稠泡沫的快速氣液分離，也可以采用化學方法，即：在泡沫流體 中加入某種化學劑，使表面活性降低，從而破泡，實現氣液分離；在重新發泡 前再加入另一種化學劑，再使表面活性恢復，從而再發泡。目前有三種化學方 法可用：調節PH值法(在泡沫流體中加酸使之消泡，再在泡沫基液中加堿使 之恢復發泡)、電解鹽法(在泡沫流體中加入某種電解鹽實現消泡，再在基液 中加入另一種電解鹽實現再發泡)、加醇法(在泡沫流體中加入醇類實現消泡， 在基液中的醇則有利于發泡)。利用化學方法實現泡沫的快速氣液分離和重復 發泡，存在兩個不足：第一，所用消泡化學劑和重復發泡化學劑與發泡劑、穩 泡劑、增粘劑以及所鉆地層的流體之間有復雜而嚴格的匹配問題，有時難以協 調；第二，反復地加入消泡化學劑與重復發泡化學劑，使泡沫基液的化學組分 和化學性質發生變化，影響泡沫流體的性質，從而影響鉆井工藝效果和回收使 用效率。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術分離多元粘稠泡沫中的氣體和液體存在難 度的問題，提供一種機械的物理方法分離多元粘稠泡沫中的氣體和液體，可以 實現快速分離，并不影響分離后的基液化學性質，利于其重復使用。

本發明的另一個目的是提供一種利用上述方法的多元粘稠泡沫的氣液分 離裝置。

本發明的目的可以分別通過下述技術方案來實現：

多元粘稠泡沫的氣液分離裝置，其特征在于，包括

上部開設有氣體排出口的罐體；

與上述罐體連通的泡沫管道，該泡沫管道通入上述罐體的端部設置有噴 嘴。

所述罐體的底部豎直固定有面向所述噴嘴的硬壁面擋板。

所述泡沫管道上設置有混合器和濕度監測機構；所述罐體內預置有多元粘 稠泡沫的基液，該罐體通過基液泵與混合器的入口端的泡沫管道連通，以使該 罐體內基液可通過基液泵輸送到與混合器入口端相連的泡沫管道。

所述泡沫管道通入罐體的端部連通有與泡沫管道構成T形的管道，所述噴 嘴依次排列開設于該管道上。

所述硬壁面擋板下部可移動地安裝于罐體的底部，以調節擋板與噴嘴之間 的距離。

多元粘稠泡沫的氣液分離方法，其特征在于，包括

將多元粘稠泡沫帶壓經過噴嘴噴出，使泡沫從噴嘴噴出時形成負壓破泡及 高速擊打在壁面而破泡，從而使氣體、液體進行分離。

所述方法包括如下步驟：

a.監測多元粘稠泡沫的濕度是否符合要求，如果符合要求，轉入步驟c， 如果不符合要求，轉入步驟b；

b.對于不符合濕度要求的多元粘稠泡沫進行濕度調節；