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中石化勝利油田分公司孤東采油廠與總機(jī)械廠結(jié)合，成功研制出了SJFS60-5000/0.6撬裝水射流分散溶解裝置。與之前采用的“水幔式”分散裝置相比，水射流聚合物分散裝置體現(xiàn)出了體積小、故障率低、聚合物分散均勻、裝置價(jià)格低廉、運(yùn)行成本低廉的優(yōu)勢(shì)，展示出了良好的發(fā)展應(yīng)用前景。

水射流技術(shù)是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，主要用來(lái)對(duì)物料進(jìn)行切割、破碎和清洗。注聚合物驅(qū)油技術(shù)經(jīng)過(guò)近20年大規(guī)模的推廣應(yīng)用已日臻成熟，成為改善老油田提高采收率較為理想的驅(qū)油方式，但其具有高投資、高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。因此，簡(jiǎn)化流程、降低工程投資和運(yùn)行成本是注聚驅(qū)油工藝發(fā)展的必然選擇。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單    安裝方便

原理與構(gòu)成  水射流聚合物分散裝置是運(yùn)用射流變壓的原理，水流經(jīng)水射器高速射出后，在噴嘴周圍形成局部真空，產(chǎn)生負(fù)壓，提供下粉的輔助動(dòng)力，同時(shí)高速水流還能提供足夠的能量，強(qiáng)制聚合物干粉與水的混合，避免了凝塊和“魚(yú)眼”現(xiàn)象的產(chǎn)生（如圖1）。

該裝置主要由投料部分、提升部分、儲(chǔ)料部分、射流分散部分、下料及計(jì)量部分、自控部分等六大部分構(gòu)成。完成從分散到熟化整個(gè)工藝流程的自動(dòng)控制。

整機(jī)特點(diǎn)  結(jié)構(gòu)撬裝化，運(yùn)輸、安裝方便，能再次整套利用。溶解采用水噴射式結(jié)構(gòu)，占地面積小，縮短了工藝流程，降低了故障率。

濃度穩(wěn)定性好，配水系統(tǒng)采用PID閉環(huán)控制，精確下料器采用變頻調(diào)節(jié)，混配濃度精度高，誤差小。

混配采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，水射流攜帶干粉，強(qiáng)制混合，減少了“魚(yú)眼”和氣泡現(xiàn)象的發(fā)生，能提高后續(xù)流程中注聚泵的容積效率。

整套裝置采用PLC控制生產(chǎn)流程，自動(dòng)化程度高，主要電器元件、控制件均采用國(guó)外技術(shù)成熟的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，確保整套裝置技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。 

水射流聚合物分散裝置設(shè)計(jì)中，料倉(cāng)采用筒體錐底結(jié)構(gòu)，集干粉儲(chǔ)存、計(jì)量為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，低料位由料位計(jì)控制，料位計(jì)采用進(jìn)口元件，檢測(cè)準(zhǔn)確。精確下料計(jì)量器采用螺旋計(jì)量的原理，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用減速機(jī)與螺旋體直連形式，完成一級(jí)變速，再用變頻器進(jìn)行二級(jí)無(wú)級(jí)變頻調(diào)速，以保證干粉用量的準(zhǔn)確可調(diào)，精確下料器采用拉料式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠。

工藝流程特點(diǎn)　水射流聚合物分散裝置工作流程：清水罐的來(lái)水經(jīng)過(guò)增壓后（壓力為0.8MPa），流經(jīng)手動(dòng)蝶閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及電磁流量計(jì)計(jì)量后，再由水射器高速噴出，形成局部真空，攜帶經(jīng)精確下料器計(jì)量的干粉，強(qiáng)制混合，再經(jīng)提升泵提升完成干粉和水的初步混合，依次流經(jīng)單向閥、手動(dòng)蝶閥、電動(dòng)閥，再輸送到熟化罐中進(jìn)行熟化，完成聚合物的溶解輸送過(guò)程（圖2）。

水射流分散溶解裝置工作流程比較簡(jiǎn)單，流程設(shè)計(jì)合理，設(shè)備和管閥件節(jié)點(diǎn)少，有利于減少運(yùn)行中的各類故障。

運(yùn)行情況  2010年12月１日，勝利石油管理局總機(jī)械廠研制生產(chǎn)的2套60m3/h撬裝水射流分散溶解裝置在孤東油田六區(qū)西北部3-5注聚區(qū)投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。在這之前，該類分散溶解裝置已在勝利油田孤島采油廠應(yīng)用３套。至此，勝利石油管理局總機(jī)械廠已成功研制開(kāi)發(fā)了聚合物母液配制能力15～60m3/h系列撬裝水射流分散溶解裝置。而最早研發(fā)的15m3/h撬裝水射流分散溶解裝置已于2006年9月15日在孤東油田二區(qū)9＃－1注聚站投入礦場(chǎng)應(yīng)用。

解讀優(yōu)缺點(diǎn)    取長(zhǎng)補(bǔ)短

水幔式分散裝置主要由投料部分、提升部分、儲(chǔ)料部分、供粉動(dòng)力部分，母液傳輸部分、初步攪拌部分，下料及計(jì)量部分、自控部分等八大部分構(gòu)成。投料部分、提升部分、儲(chǔ)料部分、下料及計(jì)量部分、自控部分與水射流分散裝置基本相同，不同之處在于射流分散部分。

水幔式分散裝置自帶一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，干粉經(jīng)下料器下到漏斗里被鼓風(fēng)機(jī)吹到分散裝置的溶解罐中與清水進(jìn)行初步混合和攪拌，再有一臺(tái)螺桿泵傳輸?shù)绞旎噙M(jìn)行熟化。在水射流分散裝置中，聚合物干粉是由高速噴出的清水形成漩渦造成局部真空，把干粉帶到熟化罐中，而水幔式分散裝置中的干粉是先通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)把干粉攜帶到溶解罐中，之后再與清水在溶解罐中初步混合。

水和干粉混合后的母液傳送熟化罐需要一個(gè)傳輸動(dòng)力，水幔式分散裝置是有兩臺(tái)螺桿泵作為傳輸動(dòng)力，初步熟化的母液從溶解罐中出來(lái)，由螺桿泵加壓傳輸?shù)绞旎捱M(jìn)行完全熟化。水射流分散裝置去掉了過(guò)去笨重的螺桿泵，用兩臺(tái)離心泵代替，干粉由水嘴中高速噴出的清水帶到螺桿泵進(jìn)口，再由離心泵加壓提升到熟化罐中進(jìn)行完全熟化。

優(yōu)點(diǎn) 水射流分散裝置與水幔式分散裝置相比少了一個(gè)溶解罐裝置，少了兩臺(tái)螺桿泵，原來(lái)比較龐大的裝置現(xiàn)在變得比較小、比較簡(jiǎn)單。首先，水射流分散裝置是比較節(jié)能的分散裝置，原分散裝置的溶解罐中有一臺(tái)7.5kW的攪拌機(jī)，兩臺(tái)22kW的螺桿泵也去掉了，變成了體積較小的15kW離心泵，水射流分散裝置的整機(jī)功率為18kW，而水幔式分散裝置整機(jī)功率為36kW，每天平均節(jié)電360kW•h。

水幔式分散裝置的溶解罐經(jīng)常由于泵故障等原因造成冒罐現(xiàn)象，水幔式分散裝置的溶解罐是用來(lái)使水和干粉初步混合的容器，水和干粉被加到溶解罐的同時(shí)需要罐出口的螺桿泵配合把初步混合的母液排出，配合上若稍微有誤差就會(huì)出現(xiàn)故障，螺桿泵排量過(guò)高就會(huì)把溶解罐排空，使螺桿泵和溶解罐的攪拌機(jī)空轉(zhuǎn)；若螺桿泵排量過(guò)低，罐中的母液沒(méi)有及時(shí)被排出，就會(huì)造成冒罐現(xiàn)象，所以必須使螺桿泵的排量跟水和干粉的混合量配合好才能使整套分散裝置正常運(yùn)行。新的水射流分散裝置去除了整套分散的溶解罐裝置，干粉直接被水嘴噴出的水帶到離心泵進(jìn)口，然后打壓進(jìn)入熟化罐，把水和干粉的初步混合去掉，讓水粉進(jìn)熟化罐后熟化。

水射流分散裝置用了2臺(tái)離心泵作為水粉混合后的動(dòng)力，代替了笨重的螺桿泵。水幔式分散裝置的動(dòng)力設(shè)備螺桿泵比較笨重，維修保養(yǎng)的工作量比較大，一旦出現(xiàn)故障需要維修大隊(duì)配合維修，約五到六人，而且維修費(fèi)用昂貴，經(jīng)常出現(xiàn)定子脫落或是轉(zhuǎn)子折斷等故障，一次維修就要花費(fèi)幾千或是上萬(wàn)元的維修費(fèi)用，水射流分散裝置中的離心泵維修保養(yǎng)都十分方便，只需要兩個(gè)人配合就可處理故障，更換機(jī)械密封、更換葉輪、保養(yǎng)電機(jī)，費(fèi)用與螺桿泵更換定子、轉(zhuǎn)子的維修費(fèi)相比減少了很多，需要的工作量也減少了數(shù)倍，故障也更容易判斷。

缺點(diǎn) 水射流分散高速水射器調(diào)試難度高。在水射流分散裝置中，來(lái)自清水泵的清水經(jīng)過(guò)高速水射器，然后把下粉器下來(lái)的干粉帶走，經(jīng)過(guò)高速水射器的清水量大小需要調(diào)節(jié)高速水射器來(lái)控制，清水量過(guò)大水就會(huì)從接料斗（圖1中結(jié)構(gòu)4）中噴出，清水量過(guò)小就會(huì)造成水量不足，不能把下料器下來(lái)的干粉全部帶走，使接料斗結(jié)粉，最后把接料斗完全堵死。所以必須調(diào)整高速水射器的水量，使噴嘴周圍形成局部真空，產(chǎn)生負(fù)壓，并且剛好把干粉能完全帶走，才能使整套分散裝置正常使用。

經(jīng)過(guò)清水泵壓的清水壓力也影響高速水射器的正常工作，由于清水泵使用時(shí)間長(zhǎng)造成泵排量下降，泵的壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象，會(huì)使高速水射器的射出的水量不穩(wěn)定。

水射流分散裝置下料器電機(jī)防水不好。在正常使用中，停分散裝置的時(shí)候一般是先關(guān)供水閥（圖2中結(jié)構(gòu)3）再停提升泵（圖2中結(jié)構(gòu)7），要先關(guān)掉清水的來(lái)源，防止關(guān)掉分散裝置后，清水泵的來(lái)水壓力過(guò)高，使清水從接料斗（圖1中結(jié)構(gòu)4）中噴出，但是運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)異常因素使分散裝置突然斷電，這樣導(dǎo)致供水閥不能夠及時(shí)關(guān)掉，導(dǎo)致從接料斗上方噴出大量的水，而下料器（圖2中結(jié)構(gòu)12）就在上方，一旦從接料斗上方噴出的水過(guò)多，就會(huì)使下粉器電機(jī)燒壞，孤東油田六區(qū)西北部新上的水射流分散裝置從2010年12月1日投產(chǎn)到2011年7月底已燒壞6臺(tái)下粉器電機(jī)。

水射流分散裝置接料斗的排水口處回流管線過(guò)細(xì)。整套裝置在每次啟停的時(shí)候都會(huì)有清水從接料斗的排水口稍微排出一些清水，高速水射器一旦出現(xiàn)故障使水粉混合不好，就會(huì)有母液和結(jié)塊干粉從接料斗的排水口排出直接流到回流管線里，若回流管線太細(xì)，而沒(méi)有完全熟化的母液變得非常稠，加上由結(jié)塊的干粉，就會(huì)導(dǎo)致回流管線被堵死。孤東六區(qū)3-5注聚驅(qū)7#配制站剛投產(chǎn)期間回流管線經(jīng)常被堵死，導(dǎo)致母液從分散裝置中流出。

新裝置更節(jié)能 應(yīng)用前景凸顯

水射流分散裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，溶解采用水力噴射式結(jié)構(gòu)，占地面積小，縮短了工藝流程，降低了故障率。混配采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，水射流攜帶干粉，強(qiáng)制混合。流程設(shè)計(jì)合理，設(shè)備和管閥件節(jié)點(diǎn)少，有利于減少運(yùn)行中的各類故障。

水射流分散裝置與水幔式分散裝置相比，新的分散裝置更加節(jié)能，使用方便，去除了溶解罐裝置，且維修方便省工省料，大大節(jié)省了維修費(fèi)用和材料費(fèi)用。

水射流分散裝置高速水射器水量不穩(wěn)定，造成接料斗結(jié)粉。漏斗回流管線過(guò)細(xì)，造成回流管線被堵死。

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，水射流聚合物分散裝置體現(xiàn)出了體積小、故障率低、聚合物分散均勻、裝置價(jià)格低廉、運(yùn)行成本低廉的優(yōu)勢(shì)，特別適合小規(guī)模、受場(chǎng)地限制的聚合物分散溶解之用，展示出了良好的發(fā)展應(yīng)用前景。