射流装置_“水射流”与“水幔式”分散装置应用性能对比分析

　　摘 要：自从孤东采油厂1994年开展聚合物驱工业性扩大试验以来，聚合物分散装置一直采用胜利油田总机械厂生产的ZJ-50-80型“水幔式”分散装置。经过孤东采油厂与总机械厂结合，成功研制出了SJFS60-5000/0.6撬装水射流分散溶解装置。与“水幔式”分散装置相比，水射流聚合物分散装置体现出了体积小、故障率低、聚合物分散均匀、装置价格低廉、运行成本低廉的优势，展示出了良好的发展应用前景。
　　关键字：水射流 水幔式 分散装置 性能对比
　　引言
　　自从孤东采油厂1994年开展聚合物驱工业性扩大试验至2009年的15年间，聚合物分散装置一直采用胜利油田总机械厂生产的ZJ-50-80型“水幔式”分散装置。现场应用表明，ZJ-50-80型“水幔式”分散装置设计复杂，相关配套设备多，耗能功率大，故障节点多，运行嗓音大，投资成本高等特点。经过孤东采油厂与总机械厂结合，成功研制出了SJFS60-5000/0.6撬装水射流分散溶解装置。与“水幔式”分散装置相比，水射流聚合物分散装置体现出了体积小、故障率低、聚合物分散均匀、装置价格低廉、运行成本低廉的优势，展示出了良好的发展应用前景。
　　水射流技术是近30年来发展起来的一门新技术，应用日益广泛，目前已经在煤炭、石油、冶金、化工、机械、水利等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。注聚合物驱油技术经过近20年大规模的推广应用已日臻成熟，成为改善老油田提高采收率较为理想的驱油方式，但其具有高投资、高成本、高风险的“三高”特点。因此，简化流程，降低工程投资和运行成本是注聚驱油工艺发展的必然选择。
　　1水射流分散装置的主要构成及特点
　　1.1水射流分散溶解装置构成
　　如图1所示，该分散装置主要由投料部分、提升部分、储料部分、射流分散部分、下料及计量部分、自控部分等六大部分构成。
　　投料部分包括料斗总成、搅拌辅助下料系统。储料部分包括料仓、振动器、上下物位开关。射流分散部分喷射器总成、漩流器总成。自控部分包括PLC控制柜、远程监控，并配套提供流程中熟化罐的进出口电动阀、静压液位计，水罐的进出口电动阀及静压液位计。完成从分散到熟化整个工艺流程的自动控制。
　　图1 水射流分散溶解装置结构简图
　　1、电接点压力表 2、止回阀 3、提升系统 4、接料斗总成 5、料仓 6、振动器 7、上下物位开关 8、提升机总成 9、料斗总成 10、底座 11、喷射器总成 12、漩流器总成 13、电磁流量计 14、排气总成 15、电动球阀 16、篮式过滤器
　　1.2 水射流分散溶解装置结构特点
　　料仓采用筒形圆锥结构，集干储存、计量为一体，结构紧凑，额定储料量为1.8m3，每4小时加粉一次，干粉由人工倒入料斗通过提升机将聚合物提升到料仓中，低料位由料位计控制，料位计采用进口元件，检测准确。
　　精确下料计量器采用螺旋计量的原理，传动机构采用减速机与螺旋体直接连接，完成一级变速，再用变频器进行二级无级变频调速，以保证干粉用量的准确可调，整体采用我厂独有的拉料式结构，结构紧凑，运行可靠。
　　射流器总成自成一体，方便拆卸和参数调整。水流经水射器高速射出后，在喷嘴周围形成局部真空，产生负压，提供下粉的辅助动力。后续的提升系统提供足够的能量，强制干粉与水的混合，避免了凝块和“鱼眼”现象的产生。该部分采用用一备一形式，方便维修，提高了系统整体的可靠性。
　　清水罐、熟化罐的液位测量采用静压式液位计，设有上、下超液位报警，为保证运行可靠，全部采用先进进口元件。
　　装置增加了排气系统，避免了离心式结构提升系统的汽蚀，延长了使用寿命。
　　1.3水射流聚合物分散装置工作原理
　　水射流聚合物分散装置是运用射流变压的原理，水流经水射器高速射出后，在喷嘴周围形成局部真空，产生负压，提供下粉的辅助动力，同时高速水流还能提供足够的能量，强制聚合物干粉与水的混合，避免了凝块和“鱼眼”现象的产生。
　　1.4 整机特点
　　结构撬装化，运输、安装方便，能再次整套利用。
　　溶解采用水喷射式结构，占地面积小，缩短了工艺流程，降低了故障率。
　　浓度稳定性好，配水系统采用PID闭环控制，精确下料器采用变频调节，混配浓度精度高，误差小。
　　混配采用特殊结构设计，水射流携带干粉，强制混合，减少了“鱼眼”和气泡现象的发生，能提高后续流程中注聚泵的容积效率。
　　整套装置采用PLC控制生产流程，自动化程度高，主要电器元件、控制件均采用国外技术成熟的优质产品，确保整套装置技术先进，性能稳定，运行可靠。
　　水射流聚合物分散装置设计中，料仓采用筒体锥底结构，集干粉储存、计量为一体，结构紧凑，低料位由料位计控制，料位计采用进口元件，检测准确。精确下料计量器采用螺旋计量的原理，传动机构采用减速机与螺旋体直连形式，完成一级变速，再用变频器进行二级无级变频调速，以保证干粉用量的准确可调，精确下料器采用拉料式结构，结构紧凑，运行可靠。
　　1.4 水射流分散装置配套工艺流程特点
　　水射流聚合物分散装置工作流程：清水罐的来水经过增压后（压力为0.8MPa），流经手动蝶阀、电动调节阀及电磁流量计计量后，再由水射器高速喷出，形成局部真空，携带经精确下料器计量的干粉，强制混合，再经提升泵提升完成干粉和水的初步混合，依次流经单向阀、手动蝶阀、电动阀，再输送到熟化罐中进行熟化，完成聚合物的溶解输送过程（图2）。
　　图2 水射流分散装置配套流程简图
　　水射流分散溶解装置工作流程比较简单，流程设计合理，设备和管阀件节点少，有利于减少运行中的各类故障。
　　1.5 现场运行情况
　　2010年3月１日，胜利石油管理局总机械厂研制生产的2套60立方米/小时撬装水射流分散溶解装置在孤东油田六区西北部3-5注聚区投入现场应用。在这之前，该类分散溶解装置已在胜利油田孤岛采油厂应用３套。至此，胜利石油管理局总机械厂已成功研制开发了聚合物母液配制能力15－60立方米/小时系列撬装水射流分散溶解装置。而最早研发的15立方米/小时撬装水射流分散溶解装置已于2006年9月15日在孤东油田二区9＃－1注聚站投入矿场应用。