一种改善聚合物减阻剂性能的长腔模子注射法制造技术

通过将高分子量流体可溶性减阻聚合物经过带有多通孔长腔模子注射至流经管道的液体流中，使该液体流的减阻作用得到改善。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改善流经管道的流体的减阻方法。更具体地说是涉及一种利用注射减阻剂通过至少一个带有若干个孔而每个孔与管道壁基本等距离的长腔模(land-lengthdie)以改善液体通过该管道的减阻情况的改进方法。该方法提供了比用长腔模的现时注射方法的减阻作用具有意想不到的提高。本专利技术是在与本专利技术的申请同时提交的标题为“利用一种模腔式喷嘴的注射法改善溶解性能”申请中所描述的专利技术之上的一项改进，该模腔式喷嘴是采用带有一个筛网或单一模板的多孔模构成的。碳氢化合物液体流经管道的减阻问题在美国专利3，629，676号中有所介绍。该参考资料中提供了一种能够测量减阻百分比的方法。但是该参考资料同样地介绍了以一种溶解的固体作为减阻添加剂加入。其它具有代表性的，但不是完全该专业领域的相关技术有美国专利3，736，288号，在该专利中是采用改变分子量级分和/或颗粒度来显示所添加的各种减阻组分的交错溶解或控制溶解的特性。该参考资料中还公开了可泵性，倾倒性和分层阻力等。美国专利3，601，079号介绍了一种在注射入管道之前，先在一个混合容器内将一种水溶性聚合物材料与水混合在一起。美国专利3，884，252号介绍了一种减小氧化降解和聚合物碎屑冷流的工艺，它通过将聚合物碎屑浸入一种非溶剂中，然后在将聚合物碎屑或者聚合物碎屑与水的浆状物注射至碳氢化合物流体之前进行粉碎，并使该聚合物碎屑逐渐地和连续地在管道内溶解。在美国专利4，263，926号中对减摩擦聚合物的注射也进行了介绍。在美国专利3，900，034号中对减阻的分散测量系统进行了介绍。还存在一些现有技术有关将聚合物溶解于溶剂中的方法。这些技术在美国专利2，639，275号;3，468，322号;3，891，593号;和4，537，513号中进行了非详尽地介绍。这些参考资料是论述用于采用循环或溶解手投将固定量的聚合物溶解到固定量的溶剂中去的方法。但是，这些溶解聚合物的方法都需要专门设备而且非常适合于将减阻剂直接注射到管道中去。因此本专利技术的一个目的是提供一种用于将减阻剂注射到含有流动液体的管道中以提高这种添加剂的减阻效果的改进的方法。本专利技术对于含水的和含碳氢化合物的管道都是有用的，而且既可以用于注射水溶性的又可用于注射溶于碳氢化合物的减阻添加剂。这种添加剂通常都是在流动液体中可溶解的聚合物。其它的目的对于熟悉本专业技术的人员通过对本说明书的介绍将一目了然。现在我已发现一种用于将高分子量聚合物注射到含有能够溶解上述聚合物的流动液体的管道中去的改进方法，包括至少通过一个具有多孔的而其中每个孔基本上与管道壁是等距离的长腔模以一含聚合物最高达50%的溶液注射上述聚合物。本专利技术进一步包括一个最佳实施例，其中的孔都是基本上位于模子的注射端。该模子是一种比单纯的多孔模所提供的减阻效果更大的长腔模。附图是表示本申请至试验相关的各种模子结构和安排布局。在附图说明图1中模子结构1-1是表示一个四通孔模子，每个通孔的直径为1/8英寸。图1-2表示一个八通孔模子，每个通孔直径为1/16英寸。图1-3表示一个12通孔模子，每个通孔的直径为1/16英寸。图1-4表示一个19通孔模子，每个通孔直径为1/16英寸。图1-5表示一个12通孔模，每个通孔直径为1/16英寸，而其中该模子是放置在注射喷嘴之内(内模)，以便使聚合物在注射之前进行重新结合。图1-6表示19孔通孔模，每个孔的直径为1/16英寸，其中该模子是一个放置在喷嘴内约2英寸的内模。图1-7和图1-8都是由3/64英寸网眼组成的比较模结构，其中1-7是在喷嘴的注射端，而1-8是在注射喷嘴内2英寸内的一个内模。图1-9表示同样一种模子在一条线上放置两个，其中一个放置注射喷嘴内约1.5英寸处，而另一个是在喷嘴端部。图1-10表示一个与通孔模，每个孔直径为3/64英寸;放置在喷嘴内约3英寸处。图1-11表示一个3缝型模，每个宽为1/2毫米，放置在注射喷嘴内约3英寸处。图1-12是表示一个在注射端部具有一个单一个通孔的常规注射喷嘴。图1-13是表示一个具有其通孔直径为0.18英寸的窄小模。图1-14是表示一个具有0.18英寸通孔的1/4英寸管子通孔模。图1-15是表示一个带有8个孔，模腔长度为4英寸和具有长度直径比约为42的4英寸长模子的最佳实施例。图1-16是表示一个环形模，该环宽度为0.0275英寸而长度与直径的比约为72。图1-17是表示一个环形模，该环的宽度为0.043英寸而长度与直径的比约为47。图1-18是表示一个具有0.041×0.43英寸的缝和长度与直径的比约为24的模子。图1-19表示一个与1-13相似的带通缝的模子。试验喷嘴1-16，1-17，1-18和1-19用以考察非圆形模的模形状效果。与开式端部喷嘴相比，这些喷嘴的确显示出其效果有改善。喷嘴1-16和1-17的使用效果特别好。这几种喷嘴进行注射时考察到，尽管这些模子都不是圆形通孔的，但在注射点的下游3英尺内所形成的流束都是实体圆柱形。在每种情况下，流束经过喷嘴以后就立刻进行变形，失掉其所形成的形状而成为圆柱形。这种变形导致流束形成流动流体的动态特性最稳定的圆柱形式。现时都是采用将减阻剂注射至含水或者含碳氢化合物液体的管道中以便使其起到减阻的效果。获得最佳减阻效果决定于所放置的添加剂是否在管道液体中能否有效地溶解。这些添加剂施加于管道中可以很多种形式，但实践中流行的是采用注射非常浓的聚合物溶液，其最大浓度达50%聚合物，但最好是采用为10%(重量)或少一点的聚合物溶液。本专利技术的使用效果最理想的是将高分子量(超过一百万)的非结晶碳氢化合物可溶性减阻聚合物注射到含有流动的碳氢化合物的管道中。我已发现最佳溶解情况的获得与模子的结构和注射方法的关系非常大。在现时实践中，使用一个或多个的单一通孔模将一种聚合物或聚合物溶液注射到流动的碳氢化合物管道中。采用本专利技术的方法将使所获得的减阻效果达到意想不到的提高。其所得效果甚至比采用多通孔模还要大。本专利技术的方法不仅仅决定于表面积效应，尽管通常人们都知道较大的表面积会为溶解提供较多的机会。但是，采用本专利技术的方法其它因素在起作用而且决定着减阻添加剂的整个效果。尽管就其实质来说是有其理论原因的，但我不打算受此约束，我相信最佳溶解程度的获得是决定于进入管道流体流中的减阻添加剂的稳定聚合物流束的形成。然后这些添加剂就“拉丝”(“Wiredraw”)成较小直径的流束，该流束在管路液体流的动态作用下进行溶解时可以达到几百英尺的长度。采用在管道的侧壁上通过一个单一的开口注射减阻添加剂的现时工业实践，仅仅能够获得一个有限的溶解程度和束流。采用一个喷嘴或多通孔开口其溶解程度就得到改善。同样地，通过聚合物溶液的剪切调整使流束得到改善，提供在“拉丝”情况下和在溶解过程的动态作用下稳定的多流束。这种模子还能提供便于溶解的最佳束流尺寸，而本专利技术的长模腔能提供更好的流束稳定性。下面将结合实例并参考附图对本专利技术进行更具体地描述。该举例和附图都是用于对本专利技术进行示范说明而不是进行限制。这些举例都是按照一种试验步骤实施的，所有举例中这些步骤都是规范化的。在试验步骤中，各种喷嘴的溶解能力是通过注射一种减阻添加剂进行试验的，这种添加剂的商标名称为CDR 流动改进剂(CDR 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将高分子量聚合物注射至含有流动液体的管道中去的改进方法，该方法包括通过至少在模子的端部具有若干个通孔的一个模子将上述聚合物以最大含量为５０％的聚合物溶液注射至液体中，其中所述模子是长腔模子，上述长腔尺寸是由Ｌ／Ｄ确定的，其中Ｌ是模腔的长度而Ｄ是模子通孔的直径，而其中Ｌ／Ｄ至少是１．０。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷L约翰斯顿，
申请(专利权)人：康诺科有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]