粉状驱油剂气力输送性能试验研究.pdf

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1、第38卷第1期化工机械35粉状驱油剂气力输送性能试验研究陈明义1．曾庆军2(1．青岛科技大学；2．青岛海湾集团有限公司)摘要对预交联体驱油剂(1型)的物理性能及气力榆送性能进行了测试研究，为粉状驱油剂气力输送技术的研究和系统设计提供了基础数据和理论依据。关键词气力输送驱油刺颗粒分析固气比压力损失中圈分类号TQ051．2文献标识码A文章编号0254-6094(2011)Ol-0035-03为提高采收率，目前我国各大油田主要是向水中加入超高分子量的粉状驱油剂或聚丙烯酰胺，其水溶液粘度大，注入油藏后可以使

2、驱替剂的粘度增大，降低驱替介质的流动速度，增大注入水波及系数，扩大波及体积，从而将油驱采出。预交联体驱油剂(粉状物料)是三次采油中聚合物驱的主要成分，粉状物料的传输目前最好的方式是气力输送，但是由于在海上输送影响因素多，气力输送流动性差的物料，目前尚无成熟的经验可以借鉴，因此，开展驱油剂散装粉料气力输送技术研究具有重大意义⋯。影响气力输送性能的因素众多，包括物料的粒径大小、管道的布置、输送管道的长度、参数的设定等等，正是基于这种复杂性，决定了对其进行准确的理论计算是相当困难的。即使推导出一些计算公式

3、，也因误差大、计算模型与实际情况的差异使之无法适用于所有气力输送系统中旧1。本文的主要研究内容有：粉状驱油剂的物性测试；物料的悬浮气速和输送气速；输送过程中的最佳固气比和输送过程中的压力损失。1物料的物理特性预交联体驱油剂(I型)分子量在400一l800万之间，能溶于水，但几乎不溶于有机溶剂¨1。产品外观为白色或略带黄色粉末，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水，温度超过120。C时易分解；胶体产品无色透明、无毒、无腐蚀。1．1摩擦角‘2·4】摩擦角是表示粉料静止或运动状态下力学特征的物理量，与气力输送相

4、关的是物料颗粒之间的内摩擦角和物料与管壁之间的壁面摩擦角。1．1．1内摩擦角内摩擦角是指没有粘聚力的散粒体内部发生剪切破坏的瞬间，作用在散粒体内部剪切面上的正应力和剪应力的夹角。内摩擦角用散粒体抗剪强度试验法求得。根据试验结果所作的盯-r(正应力一剪应力)图解，把抗剪强度曲线与横坐标盯的夹角，称之为内摩擦角咖。而把内摩擦角的正切称为内摩擦系数厶因此，内摩擦系数是散粒体在破坏瞬间沿剪切面的极限剪应力

5、r与正应力盯之比，即：-r=tan9=三(1)如果是非理想的散粒体。则具有粘聚力C，内摩擦角是由颗粒间

6、的摩擦力和内聚力所形成的。因此，内摩擦系数则应为剪应力与粘聚之差(r—C)与正应力盯之比，即：f--tantp=孚(2)当物料颗粒群处于运动状态时，其运动状态和内摩擦角有关。笔者采用平动式剪切仪对物料进行剪切实验，测最物料颗粒间的内摩擦角及有效摩擦角。·陈明义，男．1950年11月生．高级实验师。山东省青岛市．266061。36化工机械201i拒1．1．2壁面摩擦角肇面摩擦角妒，是粉体和壁面之问的摩擦角，具有重要的实用特性，可以通过平动式剪切仪测量。通常稀相输送时，由于料气比很低，颗粒彼此间的距离相

7、对较大，与管壁的摩擦系数也较小，因此壁面摩擦角可以忽略。但在密相压送时，颗粒密集成团或成栓状，摩擦角的作用就成为极重要的因素。物料摩擦系数越大，管道磨损和输送能耗都随之增加，所需输送压力就要提高，而且输送距离也受到很大限制。对于脉冲栓流输送，要求物料内摩擦角必须大于壁面摩擦角，否则料拴难以形成。此外，物料内摩擦角越大，料栓可以较短，从而减少输送的压力损失。壁面摩擦角越小，输送越容易。1．1．3安息角安息角也叫休止角，是指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。一般来讲，物料的安息

8、角越小，物料越容易流动。1．2粒度粒子尺寸以粒径表示，它既同单个粒子有关也与散料特性有关。粒径可分为代表单个粒子的单一粒径和代表许多不同尺寸粒子组合成粒子群的平均粒径，平均粒径需要先求出各个粒子的单一粒径再加以平均，其计算方法有多种。对球形粒子可直接按其直径定义，但对不规则粒子的粒径则要按当最直径。粉体预交联体驱油剂(I型)粒度测试采用德国新帕泰克公司生产的激光粒度仪，其测量是基于Fraunhofer衍射和米氏散射理论相结合的原理。2气力输送实验气力输送属于管路输送，输送线完全为管道，没有机械传动部

9、分，输送时不占地面，而且输送中物料与外界隔绝，不受外界的影响，也不会对外界造成污染等影响，设备简单，没有回程，这就减少了额外的动力消耗‘“。2．1实验装置气力输送实验装置由空气压缩机、储气罐、过滤器、换热器、减压阀、组合调节阀、送料器、输送管道、袋式除尘器和料仓等组成。系统通过正压输送的方式运行，来自压缩机的空气进入系统，气速稳定后，料仓内的固体物料通过送料器送入混料器，被压缩空气送入管道内输送，最终将固体物料送回料仓，如此循环往复。2．2实验步骤物料的质量流量按照装