УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ И КОМПОЗИЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ

ОПИСАНИЕ
Устройство для непрерывного получения растворов и композиций химических реагентов относится к устройствам нефте и газодобывающей промышленности. Оно является основным узлом установок по приготовлению и закачке композиций химических реагентов в пласты.
Цель изобретения - создание специального оборудования для реализации технологий разработки нефяных и газовых месторождений с применением методов повышения нефтеотдачи пластов.
Известно Устройство для непрерывного растворения порошкообразного веш1ества в жидкости (патент ФРГ за 1980г.№ 2313626), содержащее камеру с отверстием подвода порошкообразного вещества, соплом подачи жидкости со струей порошка на вертикальные стенки камеры и с регулируемым возвратом суспензии обратно в камеру.
Известное устройство с заявленным имеет общими следующие признаки: емкость, смеситель, и перемешивающие устройство.
Недостатками известного устройства являются: -отсутствие возможности непрерывного получения раствора порошкообразного вещества при непрерывном его растворении; -регулируемый возврат суспензии в камеру малоэфективен, как по гидродинамике, так и энергетически;
-при высоких динамических характеристиках механизма возврата суспензии производится сильное механическое воздействие на реагент, что приводит к разрушению высокомолекулярных реагентов , а , следовательно , и к снижению их технологических характеристик;
-невозможно на выходе из устройства непрерывно получать композицию химических реагентов.
Указанное относится также и к Устройству для диспергирования и растворения порошкообразных материалов в жидкости (а.с. СССР № 799798 за 1981г.), содержащее циркуляционый насос и емкость , в верхней части которой установлены распределитель порошкообразного материала и сопло, соединенное с нагнетательным патрубком насоса.
Наиболее близко заявленному устройству соответствуют признаки Устройства для непрерывного растворения порошкообразного твердого вещества в жидкости (патент ФРГ за № 2429393), содержащего сосуд, питатель для подачи твердого вещества в смесительное пространство на струи жидкости, подаваемой через сопло сверху вниз, в емкость с перегородкой и отводной трубой.
В известном и заявленном устройствах общими признаками являются : сосуд (бункер), питатель-соединительная труба для подачи твердого порошкообразного вещества, смесительное пространство со струей жидкости, емкость с перегородкой и отводной трубой.
К недостаткам известного устройства относятся: -отсутствие перемешивающего устройства после смесителя приводит к всплытию легких реагентов или образованию осадка- тяжелых, что резко увеличивает время полного растворения; -отсутствие других реагентов;
-невозможность непрерывного получения растворов труднорастворимых реагентов;
-отсутствуют условия для работы обслуживающего персонала; -невозможность использования в передвижных установках.
Указанные недостатки полностью устраняются в заявленом устройстве. Общий вид устройства для непрерывного получения растворов и композиций химических реагентов изображен на чертеже фиг. в двух проекциях, при этом в виде сверху устройство изображено при демонтированной крыше блокбокса (15).
Устройство содержит емкость 1, имеющую перегородки 2 и отводную трубуЗ, узел ввода жидкости 4, бункер порошкового вещества 5 с отводной трубой, смеситель 6 с трубой ввода в емкость 7, мешалку с вертикальным валом 8, емкости для дополнительных реагентов 9, трубный активатор растворения 10, в который вмонтированы дополнительные механизмы: , гидродинамическая камера 11, завихрители 12, разделитель потока 13, гидравлический привод мешалки 14, блок-бокс 15, в котором смонтировано все оборудование устройства. Основание блок-бокса 15 может быть установлено для удобства транспортирования, например, на сани (см. фиг.) или колесную платформу.
Емкость I для снижения гидравлических сопротивлений и уменьшения затененных зон при перемешивании реагентов в плане имеет форму овала с вертикальными боковыми стенками и горизонтальными дном и крышей. Вокруг емкости 1 с креплением на специальной раме смонтирована труба 10, являющаяся активатором растворения порошкового вещества. Потребность в таком элементе вызвана тем, что некоторые реагенты, применяемые в техологиях повышения нефтеотдачи, имеют большое время полного растворения, например, применяемый в качестве загустителя воды и входящий в состав многих композиций полиакриламид (полимер) имеет
время полного растворения в пресной воде при комнатной температуре и умереном перемешивании - 1 час, а в минерализованной воде и при тех же условиях в2-3 раза больше.
Кроме того, указаное вещество имеет молекулярную массу более  и для сохранения своих свойств требует соблюдения определеных условий растворения:
-повышение давления жидкости в зоне растворения значительно сокращает время полного растворения;
-увеличение механического воздействия при растворении приводит к снижению молекулярной массы (механическая деструкция) вещества, причем это снижение зничительно возрастает, когда воздействие превышает критическое значение, хотя время полного растворения при этом и уменьшается.Аналогичное воздействие производит и изменение температуры. Снижение же молекулярной массы приводит к ухудшению технологических свойств этого реагента. Имеются и другие вещества, обладающие аналогичными свойствами. Поэтому для решения задачи- непрерывное получение растворов труднорастворимых порошковых веществ-в качестве технического решения использовано применеие трубного активатора растворения 10, дополненного элементами, влияющими на динамику потока супензии: завихрители 12, гидродинамическая камера 11. В качестве смесителя 6 использован жидкосно-газовый эжектор, в сопло которого подается жидкость под определненным давлением, обеспечивающим создание постоянной величины разряжения, за счет чего производится транспортирование порошкового вещества в зону смешения струей газа, проходящей через дозирующее устройство бункера З.При этом порошкое вещество надежно перемешивается, после чего суспензия поступает в трубный активатор.
Для обеспечения нормальных условий работы эжектора с горизонтальным направлением струи жидкости устройство имеет узел ввода жидкости, являющейся регулятором давления, обеспечивающим снижение давления жидкости, подаваемой из напорного водопровода, имеющим, как правило, величину 7,0-12,0 МПа, до рабочего , составляющего 3,0-4,0 МПа. В конце трубного активатора 10 смонтирован разделитель потока 13, представляющий собой камеру для разделения потока суспензии на газовую и жидкую составляющие, которые вводятся в емкость 1 каждая по своей трубе, при этом, жидкая составляющая подается в гидропривод 14 мещалки 8 через регулирующий механизм.
Устройство работает следующим образом:
Емкости 9 заполняются дополнительными жидкими реагентами требуемой концентрации, бункер 5 заполняется порощковым веществом.
Устройство подключается к напорному водоводу через узел ввода 4, который отрегулирован на давление 3,0 МПа.
Открыть входную задвижку и подать жидкость на смеситель 6, которая через трубный активатор 10 будет заполнять емкость 1.При достижении уровня жидкости в емкости 1 рабочего положения регулирующим устройством на трубе 7 отрегулировать обороты мещалки равными 180-200 об/мин. Открыть задвижку на отводной трубе 3 на такую величину, чтобы уровень жидкости в емкости 1 оставался постоянным.За это время смеситель 6 должен выйти на оптимальный режим работы, о чем можно судить по показанию вакууметра, после чего можно открыть дозирующее устройство на бункере 5 и подать заданное количество порощкового вещества в зону смещения. получения композиции реагентов в поток раствора основного реагента из емкостей 9 путем открытия сливных кранов на заданную величину, что осуществляется с помощью мерных объемов, подается раствор (растворы) дополнительных реагентов. По мере израсходования реагентов из бункера 5 и емкостей 9 их запасы возобновляются путем их заполнения. Таким образом устройство может непрерывно работать длительное время без остановок. К преимуществам заявленного устройства следует отнести: -возможность непрерывного получения, как растворов порошкового реагента, так и композиций этого реагента с одним или двумя дополнительными реагентами; -низкие энергозатраты: электроэнергия расходуется только на освещение рабочей зоны обслуживания и питание контрольных приборов, что значительно расширяет возможный диапазон его применения, включая объекты с дефицитом электрических мощностей; -простота устройства и эксплуатации не требует использования разносторонних специалистов высокой квалификаци; -универсальность: может применяться, как в составе установок, так и самостоятельно, как в передвижном, так и в стационарном вариантах; -обеспечивает необходимые санитарно- бытовые условия персоналу . На заявленное устройство разработана конструкторская документация и в настоящее время заканчивается зготовление головной партии указанных устройств.