聚合物驱配注系统岗位技能培训

第一章

聚合物母液配制工艺技术

第二章

聚合物母液输送工艺技术

第三章

聚合物溶液注入工艺技术

第四章

聚合物溶液化验技术

第五章聚合物驱井站资料管理目录当前第1页\共有63页\编于星期一\13点第一章

聚合物母液配制工艺技术

当前第2页\共有63页\编于星期一\13点什么是聚合物配制?将聚合物干粉与低矿化度清水（或含油污水）混合，制成一定浓度的聚合物母液的过程，叫聚合物母液配制，习惯上称聚合物配制。聚合物配制过程包含哪些工艺环节？聚合物配制过程包含分散、熟化、转输、过滤等主要工艺环节。当前第3页\共有63页\编于星期一\13点500m3曝氧水罐葡二联来水污水离心泵Q=30m3/hH=84m分散装置Q=30m3/hP=0.4MPaM50m3聚合物熟化罐MM外输泵至注入站图例M电动阀过滤器闸阀碟阀M外输泵分散装置熟化罐污水罐聚合物配制站工艺流程图流量计泵前过滤器粗过滤器精过滤器污水过滤器M外输泵当前第4页\共有63页\编于星期一\13点

什么是聚合物分散？将聚合物干粉按一定比例均匀地散布在水中，并使干粉充分润湿，完成初步混合的过程，称为聚合物分散。当前第5页\共有63页\编于星期一\13点聚合物干粉分散装置的作用是什么?

聚合物干粉分散装置是聚合物配制过程中的核心设备，其作用是把一定质量的聚合物干粉均匀地分散于一定质量的配制水中，经过初步溶解，配制成确定浓度的水粉混合液，然后输送到熟化罐进一步溶解熟化。当前第6页\共有63页\编于星期一\13点聚合物干粉分散装置由哪几部分组成?

聚合物干粉分散装置一般由7个基本部分组成：①干粉供料系统；②清水供水系统；③风力输送系统；④混合初溶系统；⑤混合液输送系统；⑥仪表自控部分；⑦供配电部分。分散装置的干粉供料系统由哪些部件组成？分散装置的干粉供料系统主要由干粉料斗、空气过滤器、振荡器、料位开关、闸阀、螺旋给料器等部件组成。当前第7页\共有63页\编于星期一\13点聚合物干粉分散装置的原理流程是什么?分散装置的作用决定了其基本原理大致上都是相同或相似的，原理流程如图所示。螺杆给料器螺杆泵料斗电热料斗文丘里喷嘴混合罐水粉混合器熟化罐干粉鼓风机清水分散装置聚合物干粉分散装置原理流程当前第8页\共有63页\编于星期一\13点什么是聚合物熟化？聚合物干粉与水的混合液经搅拌、溶胀至完全溶解，溶液粘度达到稳定的过程称为熟化。熟化是聚合物在水中部分水解并充分溶解的化学变化和物理变化的综合过程。什么是熟化时间？

完成聚合物熟化过程所需要的时间称为熟化时间，一般为2h～4h。当前第9页\共有63页\编于星期一\13点

熟化罐搅拌器的构成是什么?

熟化罐搅拌器一般由电机、减速箱、联轴器、搅拌轴、叶片和搅拌器支架等构成。熟化罐搅拌器的构成示意图

电机减速箱搅拌器平台搅拌轴叶片熟化罐折流板

当前第10页\共有63页\编于星期一\13点

搅拌器的种类有哪些?主要有螺旋推进式搅拌器和双螺带螺杆搅拌器两种，大型抗盐聚合物配制站多采用双螺带螺杆搅拌器，与螺旋推进式搅拌器相比，能够大幅度降低熟化时间。双螺带螺杆搅拌器内部结构图

当前第11页\共有63页\编于星期一\13点为什么聚合物母液外输要求过滤?聚合物母液外输过滤的主要目的有：（1）过滤去除因溶解、熟化效果不好产生的“鱼眼”和粘团；（2）过滤不溶物和机械杂质，避免污染地层；（3）保护注入泵和静态混合器等设备免遭伤害，因为在大罐或管道安装过程中会残留一些砂粒或金属碎屑；（4）安装过滤器可以觉察出分散、熟化装置中可能发生的故障。当前第12页\共有63页\编于星期一\13点过滤器的清洗应注意什么？（1）使用过滤器对聚合物溶液进行过滤，应根据使用情况，制订不同的清洗周期。（2）在清洗滤芯的同时，对于罐体也要进行清洗。（3）长时间使用后，采用清洗的方法不见效时，可更换过滤器滤芯。（4）在清洗过程中发现损坏，要及时进行更换。当前第13页\共有63页\编于星期一\13点聚合物溶液转输过程中对泵有什么要求?当聚合物溶液通过泵时，若产生过高的流速，或存在较强的机械剪切，将使高分子链断开，从而造成粘度损失。因此聚合物溶解后，全部升压过程不宜选用离心泵，一般选用容积泵，如螺杆泵、柱塞泵、齿轮泵等低剪切泵。当前第14页\共有63页\编于星期一\13点螺杆泵的工作原理是什么?螺杆泵是一种依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵等。当前第15页\共有63页\编于星期一\13点螺杆泵的优缺点是什么?螺杆泵优点是结构紧凑，体积小，重量轻，流量及压力无脉动，被输送液体不受搅拌作用，自吸性强，运转平稳，噪声小，寿命长，效率高。缺点是制造加工要求高，工作特性对黏度变化比较敏感，工作温度受定子材料限制。当前第16页\共有63页\编于星期一\13点螺杆泵使用中注意事项?（1）螺杆泵必须防止干转，以免擦伤工作表面。（2）螺杆泵应在吸排停止阀全开的情况下起动，以防过载或吸空。（3）泵工作时，应注意检查压力、温度和机械轴封的工作。当前第17页\共有63页\编于星期一\13点配制站选用的仪表主要有哪几种类型？主要有流量计量仪表、液位检测仪表、控制阀、压力或压差检测仪表等。流量仪表的检定周期为半年；压力表的检定周期为三个月；温度计的检定周期为一年。当前第18页\共有63页\编于星期一\13点仪表使用中需要注意什么？（1）电磁流量计的量程一定选择合理，远离电场、磁场。（2）控制阀的压力等级应大于或等于所在管道的压力等级。（3）超声波液位探头要带加热元件，保证冬季熟化罐液位检测的准确性。当前第19页\共有63页\编于星期一\13点为什么聚合物配制站要采用计算机控制系统？因为在配制过程中，对聚合物母液配比、溶解的技术要求非常严格、精确，其分散熟化过程的手动操作也比较困难，所以聚合物配制站的自动控制十分重要，应采用计算机控制系统对供水、干粉供料、计量、分散、搅拌熟化、储存倒罐和泵输等全过程实现程序化运行控制。当前第20页\共有63页\编于星期一\13点配制站自动控制系统的主要特征是什么?主要特征有四个：（1）检测数据的能力。（2）逻辑判断的能力。（3）传送信息和启动装置的能力。（4）在存贮器存贮信息的能力。当前第21页\共有63页\编于星期一\13点配制站自动控制系统的主要功能是什么?主要功能是：控制盘应具有现实采集井工艺流程各种主要设备和参数运行情况；如罐液位、水流量、泵出口压力等。主要生产过程的控制系统有：聚合物的分散-熟化过程实现自动控制、自动启停分散装置、熟化罐自动倒灌、熟化计时等。同时具备手动功能。当前第22页\共有63页\编于星期一\13点分散装置运行的自动控制过程是什么？（1）开启分散装置进水电动球阀，启动给水泵（2）给水泵运行5s后，启动螺杆泵给料器，并按照水量及设定的配比浓度调节给料量。（3）当混合罐液位达到设定值时，启动螺杆泵向熟化罐输液。（4）熟化罐液位达到设定值后，先停止给料，后停运水泵，最后停运螺杆泵。当前第23页\共有63页\编于星期一\13点熟化系统的自动控制过程是什么？（1）分散装置停运后，自控系统将选择一座空罐低液位时间最长的熟化罐，打开进口阀，向该罐输液。（2）当熟化罐液位达到设定值时，启动搅拌器搅拌。（3）当液位达到所设定的高液位时，开始计熟化时间。当前第24页\共有63页\编于星期一\13点配制站在什么情况下需要报警停机？（1）搅拌器电动机超载时报警。（2）熟化罐液位超高、超低报警。（3）当设备出现故障影响自动程序运行时，报警并显示故障点。（4）当过滤器压差过高时，报警并自动停运外输泵。（5）外输泵进口压力过低、出口压力超高，报警停泵。当前第25页\共有63页\编于星期一\13点

聚合物配、注系统主要设备、容器的安装、验收及售后维修标准是什么?配制站内的主要设备采取模块化安装，设备厂家负责调试及运行，达到正常运行条件、岗位工人能独立操作后给予验收，多数设备的质保期为一年，保修期后需要有偿维修。当前第26页\共有63页\编于星期一\13点第二章

聚合物母液输送工艺技术

当前第27页\共有63页\编于星期一\13点聚合物母液输送对管道设计参数有什么要求?输送管道的长度、内径及聚合物母液在管道中的流速，对聚合物母液的粘度损失都有影响。试验研究表明，聚合物配制站到最远注入站的母液输送管道宜在6km以内，流速以0.5～0.8m/s为宜，且起终点压降宜小于2.0MPa。当前第28页\共有63页\编于星期一\13点聚合物母液管道设计中如何控制粘度损失?（1）为减少化学降解，聚合物母液管道应选用塑料、玻璃钢、不锈钢等化学性质稳定的材质，也可选用碳钢管，但必须采取可靠的内防腐措施；（2）为减少机械剪切降解，在确定管径时，应保证聚合物母液的剪切速率在规定的范围内。当前第29页\共有63页\编于星期一\13点什么是环氧粉末涂料？环氧粉末涂料是一种不含有机溶剂的热固型防腐涂料，主要由环氧树脂、固化剂、颜料、填料等成分组成，经混合、熔融挤出、粉碎而制得。环氧粉末涂料固化在管壁上有哪几种方式？环氧粉末涂料粘结到管壁上并固化成型主要有三种方式：静电喷涂、等离子喷涂或加热熔融。当前第30页\共有63页\编于星期一\13点聚合物母液管道投产前应如何处理？在输送聚合物母液前，要用清水冲洗母液管道，在注入站将冲洗管道的污水导入排污流程，直至母液管道出水水质与来水水质一致时，方可终止冲洗，投产管道。聚合物母液管道内壁的粘性附着物呈现何种形态？

母液管道内的粘性附着物主要呈现为白色、灰黑色和黑色不规则的长条状絮状物，漂浮在聚合物粘稠的溶液中，有刺激性恶臭味，易挂壁，严重影响母液输送。当前第31页\共有63页\编于星期一\13点聚合物母液管道内壁的粘性附着物由哪些成份构成？

母液管道内壁粘性附着物的主要成份为：（1）由于聚合物干粉质量问题或配制过程中操作不当造成的未充分溶解、溶胀的胶团、“鱼眼”等产物。（2）由于聚合物的化学不稳定性造成的交联聚合产物。（3）微生物的作用产生的絮状物。当前第32页\共有63页\编于星期一\13点聚合物母液管道内壁粘性附着物的预防措施有哪些？（1）提高母液管道的产品质量和施工质量，确保管道内光滑无毛刺、防腐层完好。（2）母液管道投运前要认真清理。（3）加强聚合物质量检验，严防使用不合格产品。（4）加强母液配制过程的质量监督。（5）加强母液外输过滤的管理，确保外输母液的质量。（6）外输母液回压升高时，应对在运的母液管道采取清洗措施。当前第33页\共有63页\编于星期一\13点第三章

聚合物溶液注入工艺技术

当前第34页\共有63页\编于星期一\13点聚合物注入工艺流程有哪几种?

聚合物注入工艺流程主要有两种：一种是单泵单井流程，一种是一泵多井流程。

什么是单泵单井流程?单泵单井流程，就是由一台注入泵为一口注入井供给高压聚合物母液，高压母液与高压水混合稀释成低浓度的聚合物目的液，然后送给注入井。当前第35页\共有63页\编于星期一\13点

单泵单井流程的优缺点是什么?单泵单井流程的优点是每台泵与每口井的压力、流量均相互对应，流量及压力调节时无需大幅度节流，能量利用充分，单井配注方案比较容易调整。缺点是设备数量多，占地面积大，工程投资高，维护量大。当前第36页\共有63页\编于星期一\13点

什么是一泵多井流程?一泵多井流程，就是由一台大排量注入泵给多口注入井供高压聚合物母液，泵出口安装流量调节器调控液量及压力，将高压聚合物母液对单井进行分配，然后与高压水混合稀释成低浓度聚合物目的液，再送给注入井。当前第37页\共有63页\编于星期一\13点为什么一泵多井流程中注入井要在不同泵组间调整?

同一座注入站内各注入井的注入压力存在差异，如果所有注入井通过一条汇管供液，一部分流量调节器会存在较大的压差，会使聚合物产生一定的粘度损失，因此需要将注入压力相近的注入井调整到同一泵组内。

当前第38页\共有63页\编于星期一\13点一泵多井流程的优缺点是什么?

一泵多井流程的优点是设备数量少，占地面积小，流程简化，维护工作量少。缺点是全系统为一个注入压力，注入井单井压力、流量调节能量损失较大，增加一定的粘度损失，单井注入方案不好调整，增加了流量调节器的投资。当前第39页\共有63页\编于星期一\13点柱塞泵的工作原理是什么?在原动力的带动下，柱塞泵的柱塞做往复运动。当柱塞向后移动时，泵腔内容积扩大、压力降低、排出阀关闭、吸入阀打开，泵开始吸入液体。当柱塞向前移动时泵腔内容积缩小、压力增加、吸入阀关闭、排出阀打开，泵排出液体往复泵结构示意图当前第40页\共有63页\编于星期一\13点柱塞泵流量调节方式有哪些?主要的调节方式有：更换柱塞及缸套，更换皮带轮，设置变频调速器，减少柱塞及缸套。当前第41页\共有63页\编于星期一\13点柱塞泵易损坏的部件有哪些?第一种是泵的密封件：如柱塞泵橡胶圈、油封、密封垫片。损坏形式是磨损、刺漏、橡胶老化。第二种是泵的金属件：如柱塞、支撑坏、导向套、阀座、阀体、阀弹簧、轴承等。损坏形式是磨损、冲蚀、腐蚀及疲劳损坏。当前第42页\共有63页\编于星期一\13点柱塞泵日常维护注意事项?

主要包括：液力端和动力端的维护。使用过程应注意泵的进出口压力，泵的排量要符合规定。其次，密切注意各部件温度的变化和压力表安全阀的定期校对。当前第43页\共有63页\编于星期一\13点什么是静态混合器?

在没有外加动力的情况下，在管道内放置特别结构规则的构件，当两种或两种以上液体通过这些构件时，由于液体被不断分割和转向，使液体达到充分混合的目的。这种没有运动构件的混合方式称为静态混合，这些特制的构件称为静态混合单元，安装有许多静态混合单元的管道装置称为静态混合器。当前第44页\共有63页\编于星期一\13点聚合物溶液注入对静态混合器的选择有什么要求?

对于静态混合器的选择要认真慎重。混合的程度取决于流动状态（层流或紊流）、粘度比、流量比以及两种流体的成分。各部件的尺寸和数量由预期的均质性、进出混合器的最大允许压力降，以及尺寸限制（长度或直径）所决定。压力降应尽量最小，以免机械剪切。要求静态混合器要混合均匀，不均匀度系数在±5％以内。当前第45页\共有63页\编于星期一\13点什么是液位调控器?

液位调控器是接收聚合物配制站输送来的聚合物母液的一种自动调节装置，该装置可根据注入站的需要，自动调整液位自动阀的开启程度当前第46页\共有63页\编于星期一\13点注入站仪器仪表使用，校验规定？安全阀每12个月检定一次，流量计12个月检定一次，普通压力表每3个月检定一次，数字压力表、变送器每12个月检定一次，缓冲器每12个月补充一次氮气，测温仪表检定周期为12个月。当前第47页\共有63页\编于星期一\13点注入站主要的计算机监控点有哪些？有母液缓冲罐的液位指示、调节、报警；聚合物母液流量计量、显示、累计，单井注入母液计量和单井注入清水（污水）计量；注入泵出口压力显示、超高报警、入口压力显示、超低报警。当前第48页\共有63页\编于星期一\13点注入过程中聚合物目的液的浓度如何控制？在注入过程中，母液及高压水的流量信号传输给控制器，由控制器控制高压水电动调节阀自动跟踪母液流量，按比例调节开启度，使高压水的流量随母液流量的变化按比例调节，确保聚合物目的液浓度误差控制在±5%以内当前第49页\共有63页\编于星期一\13点聚合物注入管道有什么特殊要求？聚合物注入管道优先选用高压玻璃钢管，也可选用无缝钢管，但要求其内壁采用环氧粉末喷涂或其它成熟可靠的内防腐技术，并对焊缝进行严格的内补口处理。聚合物注入井口的安装有什么特殊要求？聚合物注入井口应采用低剪切井口过滤器，安装聚合物溶液取样口，或安装井口在线取样器。当前第50页\共有63页\编于星期一\13点对注入井口过滤器有什么要求？

注入井口安装过滤器，其目的是为了避免注入管道中的机械杂质进入地下对油层产生二次污染。对于过滤聚合物溶液，一方面要减少过滤器材质产生的化学降解，另一方面还要有足够的有效过滤面积，以减少机械剪切。当前第51页\共有63页\编于星期一\13点注入井口过滤器如何选用？

注入井口过滤器的滤网宜为20目，其结构型式及过滤面积，应根据具体条件不同，依据以下原则，通过计算或实验确定：（1）起始压降小于0.03MPa。（2）清洗周期大于150d。当前第52页\共有63页\编于星期一\13点第四章

聚合物溶液化验技术当前第53页\共有63页\编于星期一\13点影响聚合物溶液粘度的因素有哪些？答：主要有分子量、水解度、浓度及环境因素如矿化度、温度、PH值等，其中分子量是决定聚合物粘度的主要因素。矿化度与聚合物溶液粘度有何关系？答：一般来说，随着矿化度的升高，聚合物溶液的粘度呈下降趋势，其中高价阳离子对聚合物溶液粘度的降解要比低价阳离子更大。当前第54页\共有63页\编于星期一\13点聚合物的降解分为哪几类？答：主要有机械降解、化学降解、生物降解。其中化学降解还包含热降解和氧化降解。测定聚合物溶液粘度的仪器是什么？参数如何设置？答：主要为布式粘度计。在45℃、6r/min的条件下，用UL转子测量，对应转子代码为S00，粘度测量范围一般为0～100mPa.s。如果测量粘度超过此量程，可更换转子及转子代码，再次测量。当前第55页\共有63页\编于星期一\13点用布氏粘度计测定聚丙烯酰胺溶液粘度时，在测量杯中加入多少mL所配制的溶液？答：16mL。用布氏粘度计测定聚丙烯酰胺粘度时，测量杯在恒温水浴中预热多少分钟？答：15min。当前第56页\共有63页\编于星期一\13点浊度法测聚合物浓度的方法原理是什么？答：聚丙烯酰胺在酸性溶液中与次氯酸钠反应，产生不溶性的氯酸胺，使溶液混浊，其浊度值与聚丙烯酰胺浓度成正比，可由分光光度计测定。当前第57页\共有63页\编于星期一\13点聚合