钻井液气体脱湿专用膜分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种钻井液气体脱湿专用分离膜的制备方法、分离膜及膜分离器。本发明专利技术一种钻井液气体脱湿专用分离膜包括多孔基膜、聚四氟乙烯涂层和PDMS涂层；一种钻井液气体脱湿专用膜分离器，包括脱湿膜组件和容纳所述脱湿膜组件的壳体，所述膜组件采用上述钻井液气体脱湿专用分离膜制成。本发明专利技术所述的一种钻井液气体脱湿专用分离膜和膜分离器具有便捷、高效、绿色、连续等优点，完全避免无水氯化钙干燥器的上述使用缺点，完全可以替代无水氯化钙干燥器用于钻井液气体脱湿。

【技术实现步骤摘要】
钻井液气体脱湿专用膜分离器
本专利技术涉及气体脱湿
，具体地说是钻井液气体脱湿专用膜分离器。
技术介绍
目前，国内在钻井中对油气的检测主要依靠气测录井技术。气测录井技术通常是使用电动脱气器对钻井液泥浆进行搅拌分离气体，样品气通过气泵加压经过无水氯化钙干燥管对气体进行吸附脱水，干燥后的样品气送入气相色谱仪来分析其中的C1-C5、CO2等组分，用于地层油气的评价。用无水氯化钙干燥管脱湿存在以下三方面缺点：1、无水氯化钙干燥剂需要定期更换。除更换干燥剂费用、额外增加操作岗位、增加工作人员的操作内容、氯化钙后处理不环保等缺点之外，更主要的是样品气的气体分析是间断的，在更换干燥剂期间可能会造成某钻遇地层油气分析数据的缺失。2、无水氯化钙干燥管两端一般采用脱脂棉封堵以防氯化钙干燥剂吹散，由于钻井液气体中含有C5+等组分易被脱脂棉吸附，从而影响实际钻遇地层的气体组分的分析结果。3、在干燥剂的整个更换周期内，样品气的水蒸气含量变化范围大。即在干燥剂更换初期，样品气基本上是干燥气体，而到干燥剂末期，样品气基本接近于饱和水蒸气气体。这样会相对影响数据的准确性和可重复性。
技术实现思路
本专利技术针对以上干燥剂需定期更换易造成数据缺失、分析结果有偏差以及准确性和重复性差的问题，而研究设计一种钻井液气体脱湿专用分离膜和膜分离器。本专利技术采用的技术手段如下：一种钻井液气体脱湿专用分离膜，包括多孔基膜、聚四氟乙烯涂层和PDMS涂层，所述聚四氟乙烯涂层位于多孔基膜的上方，所述PDMS涂层位于聚四氟乙烯涂层的上方。一种钻井液气体脱湿专用分离膜的制备方法，包括以下步骤：a.将聚砜铸膜液涂敷在基质上制成厚度为50-200μm、孔径为0.5-10μm的多孔基膜；b.将商用聚四氟乙烯乳液稀释为浓度为1％-15％的聚四氟乙烯涂层液，在所述多孔基膜上制备聚四氟乙烯涂层；c.将PDMS与石油醚配制成浓度为1％-15％的PDMS涂层液，并在所述聚四氟乙烯涂层外制备PDMS涂层；d.将步骤a-c制备的分离膜放置在干燥设备中，在30-80℃的条件下放置12-72小时。进一步地，所述基质为无纺布。进一步地，步骤b采用沉积涂敷的涂层技术，步骤c采用真空抽提的涂层技术。一种钻井液气体脱湿专用膜分离器，包括脱湿膜组件和容纳所述脱湿膜组件的壳体；所述脱湿膜组件包括垫套式脱湿膜、一端开口的中心管和密封间隔垫片；所述垫套式脱湿膜包括四周封闭的两层如权利要求1所述的钻井液气体脱湿专用分离膜和厚度为0.8-1.2mm的尼龙纤维隔网，所述尼龙纤维隔网设于两层钻井液气体脱湿专用分离膜中间，所述钻井液气体脱湿专用分离膜的多孔基膜面均朝向内部的尼龙纤维隔网，所述垫套式脱湿膜上设有大小和中心管相配合的组装孔，并通过所述组装孔套设在中心管上并通过密封间隔垫片与中心管连接；所述中心管上设有和组装孔侧面相配合的作为渗透气流道的渗透气过流孔；所述垫套式脱湿膜和中心管均与密封间隔垫片密封连接。所述壳体上设有原料气进口、产品气出口和渗透气出口，所述中心管的开口端和渗透气出口相连。进一步地，所述渗透气出口设于壳体上方的中间，所述原料气进口设于壳体的上方，所述产品气出口设于壳体的下方，所述原料气进口和产品气出口在水平位置上位于壳体的竖直中心轴的两侧。与现有技术比较，本专利技术所述的一种钻井液气体脱湿专用分离膜和膜分离器具有便捷、高效、绿色、连续等优点，完全避免无水氯化钙干燥器的上述使用缺点，完全可以替代无水氯化钙干燥器用于钻井液气体脱湿。附图说明图1是本专利技术一种钻井液气体脱湿专用分离膜剖面局部放大示意图。图2是本专利技术一种钻井液气体脱湿专用膜分离器结构示意图。图3是所述的垫套式脱湿膜俯视示意图。图4是图3的A-A剖视示意图。具体实施方式一种钻井液气体脱湿专用分离膜的制备方法，包括以下步骤：a.将聚砜铸膜液涂敷在无纺布基质上制成厚度为50-200μm、孔径为0.5-10μm的多孔基膜；b.将商用聚四氟乙烯乳液稀释为浓度为1％-15％的聚四氟乙烯涂层液，在所述多孔基膜上制备聚四氟乙烯涂层；c.将PDMS与石油醚配制成浓度为1％-15％的PDMS涂层液，采用沉积涂敷的涂层技术在所述聚四氟乙烯涂层上制备PDMS涂层；d.将步骤a-c制备的分离膜放置在干燥设备中，采用真空抽提的涂层技术在30-80℃的条件下放置12-72小时。如图1所示，一种由上述钻井液气体脱湿专用分离膜的制备方法制得的钻井液气体脱湿专用分离膜1，包括多孔基膜11、聚四氟乙烯涂层12和PDMS涂层13，所述聚四氟乙烯涂层12位于多孔基膜11的上方，所述PDMS涂层13位于聚四氟乙烯涂层12的上方，聚四氟乙烯涂层12能增加分离膜的疏水性、耐重烃性和耐温性等性能，适用于钻井液气体的脱湿。如图2所示，一种钻井液气体脱湿专用膜分离器，包括脱湿膜组件2和容纳所述脱湿膜组件2的壳体3；所述脱湿膜组件2包括垫套式脱湿膜21、一端开口的中心管22和密封间隔垫片23；如图3和图4所示，所述垫套式脱湿膜21包括四周封闭的两层如权利要求所述的钻井液气体脱湿专用分离膜1和厚度为0.8-1.2mm的尼龙纤维隔网211，所述尼龙纤维隔网211设于两层钻井液气体脱湿专用分离膜1中间，使垫套式脱湿膜21具有足够的机械强度，所述钻井液气体脱湿专用分离膜1的多孔基膜面均朝向内部的尼龙纤维隔网211，所述垫套式脱湿膜21上设有大小和中心管22相配合的组装孔212，并通过所述组装孔212套设在中心管22上并通过密封间隔垫片23与中心管22连接；所述中心管22上设有和组装孔212的侧面相配合的作为渗透气流道的渗透气过流孔221；所述垫套式脱湿膜21和中心管22均与密封间隔垫片23密封连接，所述渗透气过流孔221的大小以保证垫套式脱湿膜21和中心管22均能与密封间隔垫片23密封连接和保证渗透气过流量为准。所述壳体上设有原料气进口31、产品气出口32和渗透气出口33，所述中心管22的开口端和渗透气出口33相连。所述渗透气出口33设于壳体3上方的中间，所述原料气进口31设于壳体2的上方，所述产品气出口32设于壳体3的下方，所述原料气进口31和产品气出口32在水平位置上位于壳体3的竖直中心轴的两侧。所述垫套式脱湿膜组件2的制作方法包括以下步骤：将两张钻井液气体脱湿专用分离膜1以多孔基膜的面朝向内部和其间的一层厚度为0.8-1.2mm的尼龙纤维隔网211叠放并粘接在一起，保证其四周边都是封闭的，制成垫套式脱湿膜21，在垫套式脱湿膜中心处开一个圆孔，用于插入中心管22相连接，将多个垫套式脱湿膜21用密封间隔垫片23分开插入中心管，将垫套式脱湿膜21和中心管22均与密封间隔垫片23密封连接。也可仅有一个垫套式脱湿膜21，该情况下需要将垫套式脱湿膜21和两侧的两个密封间隔垫片23插入中心管，将垫套式脱湿膜21和中心管22均与密封间隔垫片23密封连接。本专利技术一种钻井液气体脱湿专用膜分离器应用于钻井液气体脱湿，其特征在于钻井液气体经过脱湿后露点降低8℃以上。实施例一使用电动脱气器搅拌钻井液泥浆分离气体，钻井液气体经过管路输送进入原料气进口31，气量为3-5升/分，钻井液气体的常压露点为25℃；在渗透气出口33处连接真空泵，控制真空泵工作压力为-0.08MPa(G)，绝大部分水蒸气通过渗透气出口33经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液气体脱湿专用分离膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a.将聚砜铸膜液涂敷在基质上制成厚度为50‑200μm、孔径为0.5‑10μm的多孔基膜；b.将商用聚四氟乙烯乳液稀释为浓度为1％‑15％的聚四氟乙烯涂层液，在所述多孔基膜上制备聚四氟乙烯涂层；c.将PDMS与石油醚配制成浓度为1％‑15％的PDMS涂层液，并在所述聚四氟乙烯涂层外制备PDMS涂层；d.将步骤a‑c制备的分离膜放置在干燥设备中，在30‑80℃的条件下放置12‑72小时。

【技术特征摘要】
1.钻井液气体脱湿专用膜分离器，其特征在于：包括脱湿膜组件和容纳所述脱湿膜组件的壳体；所述脱湿膜组件包括垫套式脱湿膜、一端开口的中心管和密封间隔垫片；所述垫套式脱湿膜包括四周封闭的两层钻井液气体脱湿专用分离膜和厚度为0.8-1.2mm的尼龙纤维隔网，所述尼龙纤维隔网设于两层钻井液气体脱湿专用分离膜中间，所述钻井液气体脱湿专用分离膜的多孔基膜面均朝向内部的尼龙纤维隔网，所述垫套式脱湿膜上设有大小和中心管相配合的组装孔，并通过所述组装孔套设在中心管上，通过密封间隔垫片与中心管连接；所述中心管上设有和组装孔侧面相配合的作为渗透气流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21