[發(fā)明專利]多元粘稠泡沫的氣液分離裝置和方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910059448.X
• 申請(qǐng)日: 2009-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN101564607A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟英峰;陳浩;練章華;梁紅;李永杰;張萬福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D19/02
• 分類號(hào): B01D19/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 詹永斌;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(guān)作業(yè)。

背景技術(shù)

泡沫鉆井中所應(yīng)用的泡沫流體為水基液體和氣體(空氣或氮?dú)?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(wěn)定性好、半衰 期長(zhǎng)。使泡沫粘稠、穩(wěn)定、半衰期長(zhǎng)的方法是用發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、增粘劑等多 種化學(xué)藥品配制泡沫的水基液體。為區(qū)別于只用發(fā)泡劑的一般泡沫(稱之為一 元泡沫)，常將含有發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、增粘劑等多種化學(xué)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(huán)保的考慮，總是期望能實(shí)現(xiàn)泡沫 基液的回收并重復(fù)使用。能夠?qū)崿F(xiàn)快速回收、并重復(fù)使用泡沫基液的一個(gè)可行 思路是：對(duì)井內(nèi)返出泡沫，在保持泡沫基液化學(xué)組份和化學(xué)性質(zhì)不變的條件下， 能夠?qū)崿F(xiàn)氣液快速分離，以便對(duì)泡沫基液實(shí)現(xiàn)快速回收和重復(fù)使用。

多元粘稠泡沫由于穩(wěn)定性特別好、半衰期特別長(zhǎng)，故其氣液的快速分離非 常困難。

對(duì)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(yè)中)，有很多方法實(shí)現(xiàn)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(zhì)量數(shù)大于破泡成霧的臨界質(zhì)量數(shù)，從而破泡 成霧，實(shí)現(xiàn)氣液分離)、剪切法(強(qiáng)迫泡沫流過狹縫或小孔，利用流動(dòng)速梯的 剪切力使氣泡潰破，實(shí)現(xiàn)氣液分離)、離心法(將泡沫從高速離心機(jī)內(nèi)甩出， 利用氣流對(duì)氣泡的撕裂作用實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)破泡)等等。通過在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)證明：這些對(duì)一元 淡脆泡沫有效的破泡方法，對(duì)多元粘稠泡沫消泡幾乎無效，不能實(shí)現(xiàn)多元粘稠 泡沫的快速氣液分離。

對(duì)多元粘稠泡沫的快速氣液分離，也可以采用化學(xué)方法，即：在泡沫流體 中加入某種化學(xué)劑，使表面活性降低，從而破泡，實(shí)現(xiàn)氣液分離；在重新發(fā)泡 前再加入另一種化學(xué)劑，再使表面活性恢復(fù)，從而再發(fā)泡。目前有三種化學(xué)方 法可用：調(diào)節(jié)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(fù)發(fā)泡)、電解鹽法(在泡沫流體中加入某種電解鹽實(shí)現(xiàn)消泡，再在基液 中加入另一種電解鹽實(shí)現(xiàn)再發(fā)泡)、加醇法(在泡沫流體中加入醇類實(shí)現(xiàn)消泡， 在基液中的醇則有利于發(fā)泡)。利用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)泡沫的快速氣液分離和重復(fù) 發(fā)泡，存在兩個(gè)不足：第一，所用消泡化學(xué)劑和重復(fù)發(fā)泡化學(xué)劑與發(fā)泡劑、穩(wěn) 泡劑、增粘劑以及所鉆地層的流體之間有復(fù)雜而嚴(yán)格的匹配問題，有時(shí)難以協(xié) 調(diào)；第二，反復(fù)地加入消泡化學(xué)劑與重復(fù)發(fā)泡化學(xué)劑，使泡沫基液的化學(xué)組分 和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，影響泡沫流體的性質(zhì)，從而影響鉆井工藝效果和回收使 用效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)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(jī)械的物理方法分離多元粘稠泡沫中的氣體和液體，可以 實(shí)現(xiàn)快速分離，并不影響分離后的基液化學(xué)性質(zhì)，利于其重復(fù)使用。

本發(fā)明的另一個(gè)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(fā)明的目的可以分別通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

多元粘稠泡沫的氣液分離裝置，其特征在于，包括

上部開設(shè)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(shè)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(shè)置有混合器和濕度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)；所述罐體內(nèi)預(yù)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(nèi)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(gòu)成T形的管道，所述噴 嘴依次排列開設(shè)于該管道上。

所述硬壁面擋板下部可移動(dòng)地安裝于罐體的底部，以調(diào)節(jié)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(jīng)過噴嘴噴出，使泡沫從噴嘴噴出時(shí)形成負(fù)壓破泡及 高速擊打在壁面而破泡，從而使氣體、液體進(jìn)行分離。

所述方法包括如下步驟：

a.監(jiān)測(cè)多元粘稠泡沫的濕度是否符合要求，如果符合要求，轉(zhuǎn)入步驟c， 如果不符合要求，轉(zhuǎn)入步驟b；

b.對(duì)于不符合濕度要求的多元粘稠泡沫進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)；