大野機械南通工廠專業生產混合機,乳化機,分散機,給料閥,混合器,過濾器,阻火器等非標混合設備.

      其結構由水旋轉段、母液分散段和水與母液混合段構成。經試驗，該混合器在井口處的母液混合液粘度比普通靜態混合器的提高了20%以上，能滿足油田注聚要求。

　　隨著石油和石化工業生產工藝要求的提高，經常遇到高粘度介質與低粘度介質混合的情況，應用普通靜態混合器混合均勻度滿足不了要求，采用攪拌混合，既消耗能源又降低經濟效益。大慶油田注聚采油過程中，由注入中低粘度聚合物改為高粘度聚合物，出現了原有工藝中的普通靜態混合器混合效果不好，達不到混合后的粘度要求等問題。為此，筆者開展適合于高粘度介質混合的靜態混合器的研發與應用工作。

　　1聚合物注入工藝聚合物注入工藝是在地面將油田高壓回注水（16~17MPa）與聚合物母液按一定比例（1~44）混合后，通過注聚井注入地下的地層從而達到驅油的目的。中的高壓靜態混合器是保證水與聚合物母液均勻混合的重要設備，混合效果對驅油起到關鍵性的作用。混合效果的判定是分別在注聚井口（中A點）和混合器出口（中B點）進行取樣，檢測聚合物母液混合液的粘度和濃度，根據模擬試驗數據定出粘度和濃度大于或等于油田規定數據的標準，且以井口的采樣數據（A點）為依據性數據，混合器出口的采樣數據（B點）為性數據。

　　隨著油田的開采和油層的性質發生改變，特別是在油田開米的中后期，由過去注入低、中粘度聚合物，改為注入高粘度聚合物，原有適合于低、中分子量聚合物與水混合的普通靜態混合器，用于高、超高分子量聚合物與水混合，出現了混合效果不均勻，聚合物母液混合液取樣粘度很低，不能滿足注聚要求等問題。急需研發一種適用于高粘度的靜態混合器用于油田生產。

　　2普通靜態混合器普通混合器是將低、中粘度聚合物與水通過管道一起輸入到混合器，在混合器內完成混合過程。混合器由一段圓管并在圓管中安裝多個混合單元構成。經常使用的混合單元有K形單元和X形單元122）。

　　混合單元對普通混合器結構進行了初級改進，分別采用了全部是不同旋向K形單元的結構、全部是互相為90°X形單元的結構或K形單元與X形單元組合式結構。經試驗證明，對于高粘度聚合物的混合效果沒有提高。

　　3高粘度聚合物靜態混合器研發的高粘度聚合物靜態混合器結構如所示，水入口法蘭1與來水管線連接，母液混合液出口法蘭12與母液混合液管線連接，母液入口法蘭4與母液來液管線連接；來水管段2內安裝同旋向的K形單元3母液混合液管段7內安裝4母液入口法蘭；5緩沖室；6母液分散管；7母液混合液管段；8 X形單元9內管；10外管；11環形板；12混合液出口法蘭互為90°X形單元8兩段之間安裝母液分散段，包含母液入口法蘭4母液緩沖室5和母液分散管6母液分散段由內管9、外管10、分散管6和入口法蘭4組成，外管直徑大于內管直徑，在內管和外管兩端部用環形板11封閉，內、外管和環板形成的環形空間作為母液緩沖室，在內管安裝互為90°母液分散管6在分散管迎向來水的180范圍內鉆有按一定幾何形狀布置的小孔（b）母液通過此小孔進入內管與水接觸。來水管段和母液混合液管段分別插入內管，并與內管焊接。

　　4工作原理超高粘度聚合物母液靜態混合器工作原理旋轉段主要由同旋向K形單元構成，當水從入口進入此段，K形單元使水流束產生旋轉流動，其軌跡為螺旋線形。根據混合器的處理量，即水的流量和內管直徑，適當布置K形單元的數量，使水流速的周向分量Ut和軸向分量Ua達到所要求的數值。

　　分散段由聚合物母液緩沖室和分散管組成，聚合物母液從入口進入該段，考慮到聚合物母液來液是由柱塞泵提供的高壓，為消除母液來液的壓力波動，首先在緩沖室進行緩沖，壓力穩定的母液進入安裝在內管上的分散管，分散管在迎向來水的180范圍內開有小孔，母液從這些小孔中被壓出，在分散管外形成多個母液柱，分散管頂部孔產生的母液柱受到具有流速Ut的水流作用力，受到剪切和彎曲力的聯合作用，在母液柱的根部即靠近分散管外表面，作用力最大，母液柱形成是逐漸由短變長，作用力也隨之由小變大，當作用力大于母液柱的抗剪強度時，母液柱從分散管上脫離。產生在分散管側面孔的母液柱，主要受水軸向流速認的作用力，作用原理與分散管頂部孔產生的母液柱相類似。脫離后的母液柱在其表面張力的作用下，形成球狀分散到水流中，達到了母液在水中分散的目的。理論分析表明，當母液柱的長度為其直徑的1.0~1.2倍時，母液柱脫落和成球性最好，按此原則由水流量、母液配比量及物性等參數，計算水的Ut和認值，由此對混合器進行水力部件的結構設計。

　　混合段安裝互為90°X形混合單元，此段的作用是將分散在水中的小球狀母液與水進行機械混合，根據分析和試驗結果，此段不宜過長，具備一定的機械混合作用即可，否則會使聚合物降解降粘。

　　5試驗與應用高粘度聚合物母液靜態混合器研發完成后，在大慶油田責任有限公司第四采油廠進行試驗。選取己安裝普通混合器的兩口注聚井，進行為期1個月的定期采樣，分別測量混合器出口和注聚井口聚合物混合液的濃度和粘度，并做記錄。而后更換為研發的混合器，并作取樣測量記錄。表1是試驗測量的數據，表2是混合液粘度對比。

　　兩種混合器的試驗數據普通混合器高粘度聚合物母液混合器井號采樣點井口混合器出口采樣點井口混合器出口樣品粘度濃度表2更換混合器前后母液混合液粘度對比井口粘度混合器出口粘度井號更換前更換后提高率更換前更換后提高率由表2可看出，兩口井在井口處混合液粘度分別提高了368%和200%，混合器出口處混合液粘度分別提高12 2%和159%.研發的新型靜態混合器混合液粘度有了較大的提高，井口處大于30mPa°s達到油田注聚的標準。普通與研發的混合器使濃度變化很小媒為350號導熱油。導熱油在使用過程中，受熱超溫時會分解聚合而沉淀形成殘炭，殘炭會附著在管束外面和殼體內壁上，形成炭積層|51.廠家在設備試運行之前，盡管對殼程進行清洗，但是常規的化學清洗（清洗劑、堿液及清水清洗）方法難以將殼程結存的油垢和積炭洗凈。兩臺反應器爆炸事故現場證明了設備內壁和列管外表面存在大量的油垢和積炭。

　　前面己經提及熔鹽的成分和組成。其中硝酸鉀、硝酸鈉為強氧化劑，亞硝酸鈉為還原劑。硝酸鹽受熱分解生成亞硝酸鹽和氧，但是亞硝酸鹽又和氧生成硝酸鹽。即亞硝酸鹽的存在抑制了硝酸鹽的分解反應方程式如下：但是由于積炭及油污的存在，生成的氧先和碳反應，生成一氧化碳或者二氧化碳，反應方程式如下：該反應是放熱反應。由于生成的氧被碳消耗掉，亞硝酸鹽抑制硝酸鹽分解的作用消失，而且放出的熱量使內部溫度升高，進一步加劇了硝酸鹽的分解引起惡性循環，致使反應速度加快，最終導致爆炸的發生。在爆炸發生前，反應器的溫度顯示為280°G而熔鹽爐出口溫度為260°G這也充分說明反應器內部發生了化學反應。

　　忽略其他反應對能量的影響，算出生成上述爆炸能量需要消耗碳大約為288~329kg全部生成一氧化碳）或929~106kg（全部生成二氧化碳）從對反應器的介紹中可以得出殼體內表面及管束外表面的表面積約為259.6m2.由于積炭為非定態，沒有固定的密度值，炭材料視密計算可得，殼體內表面及管束表面參與反應的積炭層厚度為0 04~013mm從和中可以看出，在殼體內表面和管束外表面有厚厚的積炭層，遠超出這一厚度范圍。

　　在甲反應器爆炸前和乙反應器爆炸之后都發生了先冒黃煙后冒灰煙的現象，這是由于硝酸鉀按照另外一種模式分解，生成了黃色的二氧化氮，反應方程式如下：個+02個5結束語通過現場的勘察、能量的估算和爆炸發生時的種種跡象，得出發生爆炸的固定床反應器殼程有有機物殘余，致使熔鹽分解最終導致產生化學爆炸。反應器殼程有機物的殘留，是由于所用熱煤導熱油的高溫分解聚合而致，而積炭用常規清洗的方法難以除去，應堅決杜絕通過簡單的化學清洗方法，將用導熱油等有機物作為熱媒質的設備直接改為熔鹽加熱設備。